Planung und Aufbau der DLP-Infrastruktur
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Planung und Aufbau der DLP-InfrastrukturDer Geschäftsbereich Test Systems der FEV hat die Aufgabe der Planung und Erstellung des Prüffelds einschließ-lich des Gebäudes und der gesamten technischen Infrastruktur übernommen. Die zentralen technischen Anlagen des Dauerlaufprüfzentrums garantieren eine hohe Verfügbarkeit, denn sie verfügen über eine redundante System-auslegung und sind für den vollkontinuierlichen Betrieb ausgelegt.
1 Die Randbedingungen
MitderEntscheidungzumBaudesDLPwurdeinnerhalbderFEVMotorentechnik der Geschäftsbereich Test Systemsmit der Aufgabe der Planung und Erstellung des Prüffeldes einschließlichdes Gebäudes und der gesamten technischenInfrastrukturbeauftragt.Hierdurch wurde eine klare SchnittstellezumAuftraggeber,derFEVDLPGmbH,
geschaffen.DasLeistungsspektrumdesGeschäftsbereichsTestSystemsumfasstehierbei:– Planung– Prozesserstellung– Realisierung – Prüfstandskomponenten – Prüfstände – Prüffeld– Projektmanagement– WartungundService.
DiePlanungvonPrüfstandsanlagenunterscheidet sich von der anderer GebäudedurchihrwesentlichumfangreicheresAnforderungsprofil,diehöhereKomplexitätund die extreme Installationsdichte dertechnischenGebäudeausrüstung(TGA).DieteilnehmendenFachdisziplinensindengvernetztindenPlanungsprozesseingebunden.DiePlanungdergesamtenInfrastruktursetztsichformellausdennachstehendenPlanungsdisziplinenzusammen:
FEV
FEV Dauerlaufprüfzentrum34
Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
– Objektplanung (GebäudeundFunktion),Objektüberwachung
– Tragwerksplanung(StatikundKonstruktion)
– TechnischePlanung – TechnischeGebäudeausrüstungTGA
(Ver/Entsorgung) – Prüftechnik/Prüfstände– Sondergebiete,Genehmigungsplanung
undKoordinationsplanung– Projektsteuerung,Projektmanagement.ZusammenfassendkanndieAufgabederFEVMotorentechnikwiefolgtdargestelltwerden:– PlanungundErrichtungvon31Dauer
laufprüfständen gemäß Kapazitätsplanung
– Infrastrukturfürzirka100MitarbeitereinschließlichWerkstättenundLabore
– ErweiterungsmöglichkeitfürzusätzlicheelfPrüfständeinnerhalbdes1.Bauabschnitts
– ErfüllungderVorgegebenenRandbedingungenwie
– Bremsenleistung – TemperaturbereichederMedienkon
ditionierungen – Kraftstoffsorten(zehnStück)– Verfügbarkeit – kontinuierlicherBetrieb,dasheißt
365Tage/Jahr – Verfügbarkeit>85%– MinimierungderLifecycleKostender
Anlage– Projektlaufzeitvon24Monatenein
schließlichStandortsucheundGenehmigungsverfahren.
2 Objektplanung (Gebäude, Grundfunktion), Tragwerksplanung
Zur Entwicklung eines funktionalenPrüfstandsgebäudesimHinblickaufeineoptimierteNutzungimBetriebdientennachstehende Planungsparameter alsEingangsgröße,Bild 1:– funktionale Verbindungen von Teil
prozessen,hierunter: – Kontrollraum↔Prüfbereich(„muss
derPrüfstandsfahrerdenMotorsehen?“)
– spezialisiertePrüfstände(Tiefkälteprüfstände)↔Mischbetrieb
– PrüfzellengebundeneoderaufgabengebundeneMesstechnik
– RedundanzderSysteme – VerfügbarkeitderAnlagen– WegebeziehungenwährenddesPro
zessablaufs – Kontrollraum/Prüfbereich↔dezen
traloderzentraleLeitwarte – Werkstatt↔dezentraloderzentral – Kommunikation↔Bürozuordnung– Raumverbindungen, physikalische
Randbedingungen – LeistungsspreizungderBremsen
nennleistung – Gleichzeitigkeitsfaktorderzentralen
SystemeundderPrüffeldleistung – BemessungderTragstruktur – FlächenbedarfTGA – Brandschutz– GesetzeundVorschriften – BImSchG,TALuft,TALärm – Erschütterungsschutz.
Die Autoren
Dr.-Ing. Stefan Trampertist Senior Projektmanager bei FEV Motorentechnik GmbH in Aachen und Geschäftsführer der FEV Dauerlaufprüfzentrum GmbH in Brehna und war gesamtverantwortlich für die betriebsfertige Errichtung des DLP.
Philipp Kleyist Ressortleiter Projekte und Beschaffung des Geschäftsbereiches TestSysteme der FEV Motorentechnik GmbH in Aachen und war verantwortlich für die schlüsselfertige Errichtung der technischen DLPInfrastruktur.
Franz Weyermannist Leiter Fertigung der FEV Motorentechnik GmbH in Aachen und war verantwortlich für das Teilprojekt Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und für die Fertigung der Prüftechnik des DLP.
Frank Petersist Projektleiter bei FEV Motorentechnik GmbH in Aachen und war verantwortlich für die Elektroversorgung und die elektrischen PrüftechnikKomponenten des DLP.
Bild 1: Prozessorientierte Entwicklung des Gebäudelayouts
MTZextra I März 2009 35
Bild 1 im Beitrag über die ProzessentwicklungzeigtdenKernprozessineinemPrüfstandgebäude.DieHauptprozessliniedeszuprüfendenMotorsisteingebettetineineUmgebungauszahlreichenFührungsundUnterstützungsprozessenmitoptimalenVoraussetzungenfüreineguteKommunikationallerBereiche.
DerHauptpfaddesWorkflowsbeginntmitdemAuftragseingangundderEingangsprüfung(auftragskonformeAnlieferung),gefolgtvomZusammenbauunddem Aufrüsten des Prüflings in einerVorbereitungswerkstatt.DadieVorbereitungdesVersuchsträgerswesentlichdieEffizienz einer Prüfstandsanlage bestimmt,hatdieserProzessteilmitdenTeilfunktionenLogistik,Prüflingsadaption,Komponentenlager,messtechnischeAufrüstung,KalibrierungundVorinbetriebnahmewesentlicheBedeutung.
DaseigentlichePrüfenderMotorenwirdbestimmtdurchdieRüstundAbrüstzeit im Prüfstand sowie die Prüfstandsnebenzeit(meistnichtdeterminierbareEreignisse).EinesicheretechnischeVersorgungdesPrüfstandesisteineweitereGrundvoraussetzung.
NachdemPrüfenerfolgtdieAuswertung der Messdaten und parallel derRückbaudesPrüflings.DieausdemPrüfversuchgewonnenenErkenntnissesindwesentliche Eingangsgrößen im SinnederkontinuierlichenVerbesserung.DerGesamtwirkungsgradeinerPrüfstandanlage wird damit bestimmt durch denPrüfling,denPrüfstandunddieGesamtorganisation.DieserProzessistfolglich
elementarerAusgangspunktfürdieEntwicklungdesGebäudelayouts.InderVorplanungwurdenverschiedeneGebäudelayoutssowiederenAnordnungaufdemGrundstückuntersucht.DieLayoutswurdeneinandergegenübergestelltundimHinblick auf die Erfüllung der Aufgabenstellung,auchindenAusbauundErweiterungsstufen,überprüft.
DasDauerlaufprüfzentrumwurdealseingeschossiges,nichtunterkellertesGebäude geplant. Die gewählte GebäudestrukturbestehtausvierHallen,unterteiltinsechsverschiedeneBereiche.ZumErhalteineshohenRestwertsderLiegenschaft(Nutzungsneutralität)sindalleBereichevonihrerBaukonstruktionsoausgelegt,dasseineleichteUmnutzungdesGebäudeserfolgenkann.DasäußereTragwerk (Hülle) istvominnerenTragwerk(Prüfstände)entkoppelt,sodasssichnahezudaskompletteGebäudeentkernenließeundFlexibilitätfürzukünftigePrüfstandanforderungen,aberaucheineandereNutzunggegebenwäre.
DasTitelbildzeigtdasstatischesGrundkonzeptdesGebäudes.DieGründungbestehtauseinerStahlbetonBodenplattealsFlachgründungmiteinerumlaufendenFrostschürze.DieFundamentefürStützenundWändesindEinzelbeziehungsweiseStreifenfundamente. Die MotorenprüfständeinA2undC1/2habendurchAbsenkungderBodenplatteeinenDoppelbodenvon60cm.DieseBereichewurdeninwasserundurchlässigem Beton ausgeführt.DieAußenkonstruktionbestehtausStahlbetonFertigteilstützenmitKöcherfunda
menten.DieDachbindersindHolzLeimbindermitzweiseitigemGefälle.DieDachkonstruktionfürdasgesamteGebäudeisteinStahlleichtdachmitzweiseitigemGefällevon2%.DieAußenwändebestehenausStahlblechkassetten.
EinweitererTeilderPlanungbestandausderInfrastrukturunddenAußenanlagen.HiermusstenalleErschließungsanforderungenerfasstundimHinblickaufmöglicheErweitungendurchdachtwerden.DarausentwickeltesichderPlanfürdieVerlegungallerVerundEntsorgungsleitungen sowie die HerstellungderStraßen,Parkplätze,Verkehrsflächen,GrünflächenundZaunanlagen.NachfolgenddieGebäudedaten:Abmessungen– HalleA:Länge105m/Breite25m/Hö
he10m– HalleB:Länge50m/Breite25m/Höhe
10m– HalleC:Länge105m/Breite25m/Hö
he10m– HalleM:Länge40m/Breite25m/Hö
he10mGebäudekenngrößen– Grundstücksflächezirka60.549,00m2
– überbauteFlächezirka7.548,36m2
– Nebengebäudezirka135,45m2
– Technikflächenzirka910,00m2
– Stellplätzezirka1.155,00m2
– Verkehrsflächenzirka4.129,00m2.
3 Prüffeldsimulation
ÄhnlichdemEnergieflussimMotoristim„gefeuert“betriebenenPrüffelddergesamteEnergiefluss(PrimärenergieKraftstoffundHilfsenergien)fürPrüfzelleundTGA(technischeGebäudeausstattung)zuermittelnundzuoptimieren.FürdieAuslegungderTGAundzurrealistischenBeschreibungderEmissionsundImmissionssituation(Genehmigungsverfahren),mussimVorfelddereigentlichenPlanungeineintensiveBetriebsanalysezurrechnerischenBestimmungderPrüffeldgesamtleistung(beispielsweisealsJahresDurchschnittsleistung und wahrscheinlicheMaximalleistung)durchgeführtwerden.DiesgeschiehtdurcheinePrüffeldsimulation.Hierbeiwirdunterschiedenzwischen installierter BremsenNennleistung,aufgebauterMotorenNennleistungsowietatsächlichgefahrenerMotorleistung(prüfprogrammspezifisch).
Bild 2: Definition des Gleichzeitigkeitsfaktors zur Planung der Vorsorgungsanlagen (TGA)
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FEV Dauerlaufprüfzentrum36
Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
MitdenErgebnissenderPrüffeldsimulation,demsogenanntenGleichzeitigkeitsfaktorGZ,könnendanndiefürdiePlanung der Versorgungsanlagen relevantenKenngrößenabgeleitetwerden.DerGZFaktoristdefiniertalstatsächlichgefeuertgefahreneMotorleistungbezogenaufdieinstallierteLeistungderAsynchronmaschinen,Bild 2.
ImVergleichzuPrüffeldern,aufdenenprimärEntwicklungstätigkeitenabgewickeltwerden,kanndieAufgabenstellungdesDLPdurchdenFokusaufdieDauererprobungetwaspräziserformuliert werden. Die Gestaltung von EntwicklungsprüffeldernsowiedieDimensionierungdertechnischenEinrichtungenbasierenaufnichtpräziseabsteckbaren Feldern von Eingangsgrößen. DasDLPermöglichteaufgrundderfundiertenKapazitätsplanunganhandvonPrüfprogrammkollektivenundderprozessorientiertenAbwicklungdifferenziertereVorgabenalsGrundlagefürdiePlanungdesPrüffelds,unteranderem:– PrüffeldKonfigurationmitAnzahlder
Prüfstände,ihrerLeistungsclusterungsowieihrerspezifischenEigenschaften
– DefinitionderverschiedenenPrüfprogramme(Typen,Dauer,Häufigkeit)
– ZahlderverschiedenenPrüfläufeimJahr
– HäufigkeitsverteilungenderPrüflaufkategorien
– Häufigkeitsverteilungen der MotorLeistungskategorien.
DasProjektteambildetedenGesamtprozess im Prüffeld in einer Simulationssoftwareab.Mithilfederbenannten,eingrenzendenAuslegungsdatenunddem
entwickeltenProgrammtoolwurdeeineVielzahlvonoptimierendenSchlussfolgerungenmöglichundeskonntenwichtigeGrößendarausabgeleitetwerden:– Prüffeldgesamtleistung– mittlerePrüffeldleistung– KraftstoffverbrauchPrüffeld– Abgasmenge– Kühlwassermenge– Kaltwassermenge– Prozesswärme– ElektroNetzanschluss– Schadstoffmassenströme– Schadstoffkonzentrationen.DieSimulationüberden JahresverlaufzeigtnichtnurdiePrüffeldleistungauf,sonderngibtauchAufschlussdarüber,obundwelcheBereicheausgelastetbeziehungsweiseüberlastetsind.DurchVariation von Größen konnten EngpässesukzessiveausgeschaltetundGrößenoptimiertwerden,bishinzurAnzahlder
Prüflingspaletten. Die Prüffeldsimulationermöglichte:– optimierte Größen in den Techni
schenZentralenfürallewichtigenVersorgungssystemeaufBasiseinersimuliertenPrüfstandsgesamtleistungundeinermittlerenPrüffeldleistung
– Datenbasis bereits in der GenehmigungsphasenachBundesImmissionsschutzGesetzmitrealistischerenPrognosen zum Emissionsverhalten derGesamtanlage
– realistischereDimensionierungenderVorbereitungswerkstättenundanderen Servicezonen durch einen optimiertenWorkflow
– optimale,angemessene InvestitionskostenbereitsineinerfrühenProjektphase.
Bild 3zeigtdiePrüffeldleistungenalsErgebniseinerPrüffeldsimulationübereinBetriebsjahr.NebendemdirektenSimulationsergebnis(gelb,Feuerungswärmeleistungbei simulierterTeilauslastungundtheoretischerMotorenbestückung)istauchdieFeuerungswärmeleistungdargestellt,dieaufderBestückungmitdenheuteinderEntwicklungbefindlichen,realenMotorenundeineroptimiertenPrüffeldauslastungberuht(rot,kundenspezifischesrealesMotorenkollektiv).
AusdiversenUntersuchungenderEUunddesACEAistbekannt,dassdieMotornennleistungderFahrzeugflotteninEuropazwischen1995und2005umzirka30%gestiegenist.UmdieZukunftsfähigkeitdesPrüffeldeszusichern,wurdenausgehendvoneinerPrognosezurNennleistungzukünftigerMotorenunddem optimierten Simulationsergebnis
Bild 3: Prüffeldleistungen als beispielhaftes Ergebnis der Prüffeldsimulation
Bild 4: Sankey-Energiefluss-Diagramm eines Prüfstands
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dieGZFaktorenzurAuslegungallerAnlagenkomponentenfürdenBauabschnitt1nachfolgendenKriterienfestgelegt:NichtohneBetriebsstörungerweiterbar:– Zentrale,einzelneAnlagenteile (wie
Medienversorgungsleitungen,Trassierungen):GZ1entsprechendderlangfristigen Entwicklung der Prüffeldleistung
– bereichsweisegeclusterteAnlagen(beispielsweiseTiefkälteversorgung,Schwerpunktstationen,Trafoanlagen):GZ2entsprechend der langfristigen EntwicklungderPrüffeldleistung,GZ2>GZ1.
OhnenennenswerteBetriebsstörungerweiterbar:– zentrale,modulareAnlagenkomponen
ten (beispielsweise Rückkühlereinheiten, Elektrokabel): GZ3 entsprechend kurz bis mittelfristiger EntwicklungderPrüffeldleistung
– dezentraleAnlagenkomponenten(einzelnem Prüfstand zugeordnet, beispielsweiseLüftung):GZ4=1.
4 Dimensionierung der technischen Anlagen
MitdenErgebnissenausderSimulationsberechung und den ermittelten KenngrößendesPrüffeldesstandendieerforderlichenBasisdatenzurDimensionierungderzentralentechnischenAnlagenzurVerfügung.Ausgehendvomeinzel
nenPrüfstandunddessenEnergieverteilungbeistationäremMotorbetrieb,Bild 4,wurdendanndieeinzelnenSystemederTechnischenGebäudeausrüstungdimensioniert. Das sind beispielsweise Kraftstoff, Kühlwasser, Kaltwasser, Verbrennungsluft,StromundAbgas.BetrachtetmandieWändeeinesPrüfstandesalsSystemgrenze, so fließen in ihm die folgendenenergetischrelevantenStröme,Bild 5:– zugeführterKraftstoff– zugeführteLuft– elektrischeLeistung– Abgas– zuundabgeführteKühlmittel– WärmestromandieUmgebung.
NachderEnergiebilanzundderDimensionierungdererforderlichendezentralenKomponentenfürdieVerundEntsorgungssystemeeinesPrüfstandswieAbgas,LüftungundKühlwasserwerdendieeinzelnenPrüfständezurGesamtanlagezusammengefasst.MitdenausderSimulationabgeleitetenGleichzeitigkeitsfaktorenkanndanndieEnergiebilanzderGesamtanlageerstelltwerden,Bild 6.
ZurFormierungeineslangfristigstabilenunderfolgreichenUnternehmensdarfsichdiePlanungkeinesfallsnuranden Investitionskosten ausrichten. EssindvielmehrdiesogenanntenLifecycleKostenzurBewertungeinerAusführungsformheranzuziehen.DamitwerdennebendenInvestitionskostendieBetriebskostenzueinementscheidendenElementderGesamtbetrachtungunddesProjektbeziehungsweiseUnternehmenserfolgs.
DamitderTGAwesentlicheKostenverbunden sind, wurden während derPlanungsphasefürnahezualleGewerkeumfangreicheLifecycleKostenanalysenverschiedenerAnlagenprinzipiendurchgeführt. Auf der Basis dieser Analysenund den funktionalen AnforderungenandieAnlagesinddieEntscheidungenüber den technischen AnlagenaufbauundderenDetaillierunggefälltworden.Bild 7zeigtdieZusammenfassungeinersolchenLifecycleKostenanalyseamBeispielderPrüfstandslüftung.
WeiterezentraletechnischeAnlagendesDLPsind:– Kraftstoffversorgung– Kühlwasserversorgung/Rückkühlung– Kaltwasserversorgung– Druckluftversorgung
Bild 5: Energie-ströme über die System-grenze des einzelnen Prüfstands
Bild 6: Energiebilanz der Gesamtanlage – schematisch
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Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
– Verbrennungsluftversorgung– lufttechnische Anlagen zur Wärme
abfuhr– Stromversorgung– AbgasabführungmitKaminanlage– Wärmeversorgung– Tiefkälteversorgung– MSR (Mess, Steuer und Regelungs
technik)– ITInfrastruktur– Brandmeldeanlage– Raumluftüberwachung– SanitärtechnikmitWasserversorgung– Wärmedämmung,Brandschottung.DieVielzahlderSystememitdenjeweilsunterschiedlichen Lösungsmöglichkeiten,aberhäufigauchgegenseitigerBeeinflussung, veranschaulicht die Komplexität der zu lösenden Aufgabe. DieausgeführtenVerundEntsorgungskonzeptesinddasErgebnisderSystemvergleiche,derAussagenderPrüffeldsimulation sowie der Investitions und Betriebskosten.EssindebenfallsdieörtlichenKlimadaten(DIN4710)eingeflossen.DasPrüffelderzeugtüberdieausschließlichverwendetenAsynchronmaschinenzudem Strom, der einerseits selbst genutztwird,aberauchbeiÜberschussindasöffentlicheNetzeingespeistwird.
EineweiterebesondereHerausforderungwardieSicherstellungeinerVerfügbarkeitvonmehrals85%.HierzuwurdebesonderenWertaufeinheitlichePrüfständeundPrüfstandsequipmentgelegt.DiessichertzusätzlicheinehoheFreiheitin der Belegungsplanung. Die EinheitlichkeitderPrüfständewurdedurchdieWahlstandardisierterModule (Einhausung)mitgleichenMedienanschlüssenerreicht. Weiterhin wurde eine möglichsthoheVariabilitätbezüglichQuerundLängsaufbauberücksichtigt.SokönnenbeispielsweisediefürdenQueraufbauausgelegtenPrüfständeebenfallsfürdenLängsaufbaugenutztwerden.
DiePrüfeinrichtungenwiezumBeispiel Konditionierungen oder AbgasmessgerätewurdenweitgehendalsmodulareundmobileGeräteausgelegt.DiessichertnebenderhohenFlexibilitätbezüglichdesEinsatzortsauchdenschnellenAustauschimWartungsbeziehungsweiseReparaturfall.Beidenkritischen,zentralenAnlagenkomponentenwie– VersorgungKühl/Kaltwasser– Stromversorgung,Stromrückspeisung– Kraftstoffversorgung
– Heizung(WärmeerzeugungundWärmeverteilungHallen/Prüfstände)
– Abgasanlage(Absaugung)– Drucklufterzeugung– ITNetzwurdeinderPlanungsphaseuntersucht,welchetechnischenLösungenfürdenbesonderen Einsatzbereich eines Dauerlaufprüffeldesambestengeeignetsind.AusfallsicherheitwurdeentwederdurchredundantenEinsatzvonBauteilenwie
PumpenundVentilengeschaffen,odereswurdenVerschaltungsschematabeziehungsweise ein Komponentensplittingentwickelt,welchesicherstellen,dassesbeidemAusfallvonTeilkomponentenzukeinem Stillstand des gesamten Prüffeldeskommt,Bild 8.DieTabellefastdietechnischeDatenderwichtigstenAnlagendesDLPzusammen.
WeiterhinwurdeeinekomplexeAnlagenüberwachungmitMonitoringinstal
Bild 7: Zusammenfassung der durchgeführten Life-cycle-Kostenanalyse und funktionalen Bewertung am Beispiel der Prüfstandslüftung
Bild 8: Sicherung der Anlagenverfügbarkeit durch Clusterung und Redundanz am Beispiel der Kühlwasserversorgung
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liert. Hierüber können neben den BetriebsstundenzahlreicheParameterermitteltundFunktionenüberwachtwerden,welchegrundlegendeEingangsgrößenfüreinepräventiveWartungsind.
ZweifellosbestimmtdieVielzahlderPrüfanforderungendasDauerlaufprüffeld.DieTechnikdientaberletztendlichdemMenschenundauchumgekehrt–siemussvomMenschenbedientwerden.Im Prüffeld arbeiten Menschen in derLeitwarte,indenWerkstättenunddenBüros.DiesengilteseineangenehmeArbeitsumgebung zu schaffen. Für dieseRäumeistdieHaustechnikentsprechendden Nutzungsanforderungen und Arbeitsstättenrichtliniengeplantundrealisiertworden.DasGebäudehatalleerforderlichenSicherheitsanlagenwieBrandmeldeanlage,Rauch/WärmeAbzugsanlagenoderFeuerlöschanlagen.
5 Gestaltung und Ausführung der TGA im DLP
HoheVerfügbarkeit,redundanteSystemauslegung,vollkontinuierlicherBetriebund zentrale AnlagenüberwachungeinesDauerlaufprüffeldserforderneinezielgerichtete Ausführung der Versorgungsanlagen.Der finanzielleUmfangzurPlanungundErrichtungderTGAisteinbedeutenderAnteilandenGesamtprojektkosten. ImFolgendensollendahereinigewichtigezentraletechnischeAnlagenundderenAufbaubeschriebenwerden.
5.1 Die MedienversorgungDieumfangreicheVersorgungdesPrüffeldsumfasstfolgendeMedien:KühlwasserK40,KaltwasserK6,KaltwasserK12,KaltwasserK20,HeizwärmeH70,Druckluftnetz4/6bar,TrinkwasserundErdgas,Bild 9.
Der größte Part zur MedienversorgungimDLPentfälltaufdieVersorgungmit Kühlwasser (K40) und Kaltwasser(K6).DiehierfürerforderlicheErzeugungwurdevollumfänglichaufderzentralenTechnikflächeerrichtet,Bild 10.DieKälteerzeugungfürdenKaltwasserverbraucherkreis(K6)wirdhierbeiüberfünfluftgekühlteKaltwassersätzeverschiedenerGröße mit einer Gesamtleistung von3250kWsichergestellt.JederKaltwassersatzverfügtübermindestenszweiunab
hängigvoneinanderarbeitendenVerdichterkreisläufen(Redundanz)mitSchraubenverdichtern. Die Ansteuerung undFolgeschaltung der Maschinen erfolgtüberdiezentraleLeittechnikinAbhängigkeitvonderSystemtemperatur.
Zur Versorgung des Kühlwasserverbraucherkreises (K40) dienen vier TrockenkühlermodulemiteinerGesamtleistungvon3740kW.DieKühlwasseraustrittstemperaturvon38°Cwirdüber16drehzahlveränderlicheAxialventilatorenjeRückkühlwerkgewährleistet.ZurStabilisierung der KühlwassertemperaturimSchwachlastbetriebwirdeinAufheizsystemeingesetzt.
Um für Medienversorgung des DLPdie notwendige Versorgungssicherheit
zugewährleisten,wurdendieMedienleitungeninjedemGebäudeteilinFormeinergeschlossenenRingleitungausgebildet. Vorgeschaltet sind jeweils redundanteundfrequenzgeregeltePumpenstationen,alsStellgrößedienthierbeieineNetzschlechtpunktregelung. Das gesamteVersorgungsnetzwirdmiteinemGlycolWassergemisch (34/66%) betrieben. Dies stellte besondere AnforderungenandasAnlagenkonzept.UmeineautomatisierteNachspeisungsowieEntleerungundEntlüftunganannäherndjedemPunktderAnlagenzurealisieren,wurdeeinezurVersorgungsleitungparallel liegendeGlycolleitungrealisiert.DieNachspeisungderAnlageerfolgtautomatischinAbhängigkeitdesAnlagen
Nr. Anlage Leistung Vorhaltung für Erweiterungen
1. Kühlwassererzeugung zirka 4 x 985 kW zirka 935 kW
2. Kaltwassererzeugung 2 x 290 kW3 x 1200 kW zirka 1200 kW
3. Tiefkälteerzeugung zirka 520 kW zirka 130 kW
4.Lüftungsanlagen – Zu und Abluftluft
Prüfmodulezirka 1.200.000 m3/h zirka 530.000 m3/h
5. Abgasanlage zirka 230.000 m3/h zirka 100.000 m3/h
6. Wärmeversorgung zirka 1,5 MW zirka 0,5 mW
7. Anschlussleistung Elektro
6 Trafo‘s mit je 1000 kVA2 Trafo‘s mit je 630 kVA 2 Trafo‘s mit je 1000 kVA
8. Kraftstoffversorgung 8 Sorten zirka 280.000 l
2 Sorten zirka 120.000 l
Tabelle: Technische Daten der wichtigsten Anlagen des DLP
Bild 9: Medienversorgung im DLP
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Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
druckesübereinenunterirdischenGlycoltankmit10m3Volumen.InSelbigenführen auch die Entleerleitungen, sodasseingeschlossenesSystembesteht.
Natürlich gehören zur AusstattungdesDLPauchdiverseGebäudeinstallationenwiestatischeHeizwärmeversorgung,dynamischeHeizwärmeversorgungfürlufttechnischeAnlagensowieSanitärbereiche,Bild 11.
Einenweiteren,jedochtechnischanspruchsvollerenTeildesDLPbildenfünfTiefkälteprüfständefürBemessungsleistungenvon200,300und600kW.Jederdieser fünf Prüfstände erhielt eine zusätzlicheselbst tragendeKältekammerausSandwichelementenfüreineKabinenInnentemperaturvon10°C.DieRaumtemperaturwirdüberUmluftkühlermitentsprechenderLeistunggeregelt.HierfürsindLuftmengenbiszu75000m3/hvorgehalten.
ZurLuftkonditionierung im tiefkaltenBetriebwirdeinespezielleLuftaufbereitungsanlage mit Adsorptionssystemeingesetzt. Dies verhindert eine ungewollteEisbildungimPrüfraum.ZurweiterenAusstattungderPrüfkammerngehörtdieVersorgungderKühlmittelkonditionierung mit Kühlflüssigkeit K20.DieErzeugungdestiefkaltenMediumsK20 erfolgt mittels zweier speziellerFlüssigkeitskühlermitKältemittelR507.
Der resultierende Ausführungszeitraum von sieben Monaten zur Errich
tung der gesamten MedienversorgungmitKostenvonmehrerenMio.EurostelltehöchsteAnforderungenandasausführendeUnternehmen.16000mRohrleitungen, zirka 3000m Schweißnaht,25000mLeistungsundSteuerkabelsowie65000kgStahl,umnureinigeEckdatenzunennen,gebeneinGefühlfürdenUmfangdererbrachtenLeistungenimvorgenanntenZeitraum.
Die Inbetriebnahme der Anlagen erfolgteinengerZusammenarbeitmitderDLPBetriebsmannschaft sowieallenander Anlage beteiligten Gewerken. Prüf
standfürPrüfstandwurdegetestetundoptimiert. Hierzu mussten die MedienschrittweisezurVerfügunggestelltwerden.DiesstelltesowohlfürdieTerminplanungalsauchfürdieMontageplanungsund Ausführungsphase hohe AnforderungenandieVorbereitungundSchnittstellenkoordination. Hierdurch konnteaufprovisorischeMaßnahmeninvollemUmfangverzichtetwerden,wasdenKostenaufwanderheblichminimierte.
5.2 Die Anlagenleittechnik (ALT)Derartige gebäudetechnische AnlagenstellennatürlichauchihreAnforderungen an die Automationstechnik. Zirka6000HardwareDatenpunkteverteiltauffünfhochverfügbareProzessorenSiemensS7 417H, sowie 27 Prozessoren S7 300sinddieEckdateneinesambitioniertenProjektsderGebäudeautomationstechnik.AbernichtnurdieAnzahlderSPSKomponenten,auchdieAnforderungenan die Verfügbarkeit der Anlagen undeinzelnen Geräte waren während derkurzenBauzeitdieHerausforderungendiesesProjekts.
UmeinmöglichstgeringesAusfallrisikobeieinemdennochschlankenKostenrahmenzuerzielen,wurdeimengenDialogzwischenFEVunddenausführendenFirmeneinKonzeptentwickelt,beidemderAusfallvonGesamtversorgungsanlagennahezuausgeschlossenwerdenkann.DasausführendeUnternehmen,welchesfürdieMess,SteuerundRegeltechnikderGewerkeKälte,Tiefkälte,Heizung
Bild 11: Statische und dynamische Heizwärmeverteilung, teilweise mit Redundanz
Bild 10: Kühl- und Kaltwassererzeugung auf der zentralen Technikfläche
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und Medienversorgung verantwortlichwar,realisierteauchdieIntegrationderSteuerungstechnik für Lüftungs undKraftstoffanlagenaufEbenederAnlagenleittechnik,Bild 12.UnterdiesenVoraussetzungenwurdeeineAutomationsanlageaufgebaut,welchedieverschiedenenGewerkederausführendenFirmenineinerfürdasDLPeinheitlichenBedienoberflächevereint.DieseAusgangslageermöglichtnuneineindividuellzugeschnittene, intuitive Bedienung und ÜberwachunginderPrüffeldleitwarteundeineeinfache Instandhaltung in einem homogenenAutomationssystem.
DieSystemtopologiezurAutomationder gebäude/versorgungstechnischenAnlagenzeigtauf,dassausgehendvon
derAnlagenleittechnikbiszudenKopfstationenderfünfInformationsschwerpunkte (Kälte, Heizungs, Lüftungs,KraftstoffundTiefkälteversorgung)RedundanzdurchDopplungderAutomations und Bedienkomponenten sowiederDatenwegegeschaffenwurde.DieserAufbauermöglichteinenständigenBetrieballerSteuerungsprogramme,welchedirektfürdiekonstanteVersorgungallerPrüfständezuständigsind.DieSteuerungderHardwareI/OserfolgtebenfallsübereinredundantesBussystem,umdieGefahreinesAusfallsderGesamtanlagezuminimieren.ErstabderEin/AusgabeebenewirdaufdieseRedundanzverzichtet,dadieGefahreinerVersorgungslückedurchdieredundanteAusführung
derTGAKomponentenwieDoppelpumpenoderentsprechendeLeistungsreserven bei den Erzeugungskomponentenbereitsminimiertwird.
BeimAufbaudereinzelnenPrüfständewurdeebenfallsaufhochverfügbareSteuerungenundredundantenAufbauverzichtet.DurchdieserationaleStruktur wurde ein Äußerstes an BetriebssicherheitfürdieübergeordnetenAnlagenunddieGesamtversorgungdesDLPverwirklicht,ohneübertriebeneRedundanzvorkehrungenzutreffenunddementsprechende Kosten zu verursachen.EinweitererwichtigerPunktnebenderAutomationsebeneistdersichereAufbauvon Steuerspannungskreisen in denSchaltanlagen.HierwurdeeineredundanteSteuerspannungsversorgungmiteinerkonsequentenAufteilungderAbsicherungdurchgeführt,umauchaufdieserEbenekeineAusfallrisikenundEngstellenbeiWartungundInstandhaltungzuschaffen.
Um optimale Rahmenbedingungenund gleich bleibende klimatische BedingungenfürdasDLPzuschaffen,wurdeeineEthernetIPKopplungzwischendemPrüfstandsautomatisierungssystem(TCM)unddenlufttechnischenAnlagenrealisiert.ÜberdieseAnlagewerdendieRahmenbedingungen betreffend Luftmenge,TemperaturundSicherheitsmatrixgesteuert,aberauchAnforderungenanüberlagerteSystemewiedieKraftstoffversorgungweitergegeben.DieserPunktgiltinsbesonderefürdenBereichderTiefkälteprüfstände, da hier entsprechendhoheAnforderungenandieKonditionierungderPrüfräumegestelltwerden.UmeinenoptimalaufdenMessbetriebabgestimmtenAblaufzugewährleisten,müsseneineVielzahlanParameterngeregeltundüberwachtsowieVersorgungsanlagenfürdieTiefkälteerzeugungundLufttrocknungoptimalindenBetriebsablaufintegriertwerden.
ZurBedienungundÜberwachungdergesamtentechnischenAnlagenwurdenzweiBedienplätzeerrichtet,welcheihreDatenzentralüberdiebeidenALTServerbeziehen,Bild 13.
DasServersystemermöglichtdurchseinenredundantenAufbauauchbeiWartungsundÄnderungsarbeiteneinekontinuierlicheBedienbarkeitdesgesamtenLeistungsumfangs.NatürlichbieteteinderartigerAufbauauchVorteileinBezugBild 13: Überwachung und Bedienoberflächen der TGA-Automation
Bild 12: Netzwerktopologie der TGA-Automation
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Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
aufDatensicherheitderBetriebshistorie,welchelaufenderfasstundinDatenbankengesichertwird.FürdieWartungundÄnderungderALTstehteinSystempflegeplatzmitFerneinwahlmöglichkeitzurVerfügung.DiesermöglichteinenschnellenundunkompliziertenSupportsowieeinezielgenaueUnterstützungderDLPBetriebsmannschaftwährenddergesamtenLaufzeitdesPrüfzentrums.
Als Leittechniksoftware wurde mitdemSiemensSystemWinCCeinleistungsstarkes und flexibel einsetzbares SoftwaretoolmiteinerhohenZukunftssicherheitgewählt.DurchdieAuswahleinerhomogenenProduktreihevonderAutomationsstationbiszurLeittechnikentstehtweiterhineineVielzahlanVorteilenbeiderInstandhaltungundkontinuierlichenAnpassungderAnlagenandieBedürfnissedesDauerlaufprüfbetriebs.SokannzumBeispielüberdenSystempflegeplatznichtnurdieLeitebenegepflegt, sondernauchdieÜberprüfungundProgrammierungderAutomationsstationenvorgenommenwerden.
5.3 LüftungDie lufttechnischen Anlagen des DLPumfassen:– 31dezentralelufttechnischeAnlagen
(LTA)fürdieMotoren,AntriebsstrangundAttrappenprüfstände
– eineZentraleAbgasanlage– zweiRaumlufttechnikAnlagen(RLT)
fürdieAttrappenprüfständesowiedieWerkstättenundBüros.
Zur Inbetriebnahme, für den ProbebetriebundfürdieEinregulierungderAnlagen in Verbindung mit den spezifischen Nutzeranforderungen, den SicherheitsundAlarmtestssowiefürdieFunktionderzentralübergeordnetenGebäudeleittechnikwaren stets exaktgeplante,aufeinanderabgestimmteDurchführungsszenarienbiszurAnlagenübergabeandieBetriebsmannschaftdesDLPerforderlich.ImFolgendenwirddierealisierteAnlagentechnikbeispielhaftanhandderPrüfstandslüftungderDauerlaufprüfständeundderzentralenAbgasanlagenäherbeschrieben.
Die Kühlung der Prüfzellen erfolgtüberdieaufjedemPrüfmodulmontiertenLüftungsgeräte.ÜberWetterschutz
gitterinderFassadewirdAußenluftangesaugt.DieKanalführungderFortluftverläuftvomLüftungsgerätüberSchalldämpferundDachhaubeninsFreie.DieimLüftungsgerätkonditionierteZuluftwird über einen im Prüfmodul platziertenLuftverteilermitintegriertenLüftungsgittern und Anschlussstutzen indiePrüfzelleeingeblasen.DasLüftungskonzeptumfasstdieGrundfunktionen:– Heizen der Prüfzelle vor Prüflings
startundbeiSchwachlastimWinter– KühlenderPrüfzellebeihöherenPrüf
lingslastendurchAbführenderentstehendenAbwärmeausderPrüfzelle
– RaumdruckregelungderPrüfzelleinKombination mit der Wahrung derMassenstrombilanzbeiunterschiedlichenPrüflingsbetriebszuständen.
HierzuwurdeeineenergetischoptimierteBetriebsweisederlufttechnischenAnlageermittelt,welchedurchdiezugehörigeRegelungstechnikimAnlagenschaltschrank umgesetzt wird. Beim LastfallKühlenwirddieTemperaturinderSaugkammer der Abluft aus energetischenGründenauf+40°Cgeregelt.BeimLastfall Heizen wird die Zulufttemperaturauf+10°CinderDruckkammerderZuluft geregelt. Durch diese beiden EckwertewirdderPrüfraumtemperaturbereichindenfestgelegtenundgefordertenGrenzengehalten.
DieÜberwachungderfreiprogrammierbarenGrenztemperatur(+38°C)oberhalbdesPrüflingserfolgtübereinenzusätzlichenPrüflingsfühler,welcherbeiÜberschreiten des Sollwertes die zulässigeAblufttemperaturnachuntenkorrigiert.
Bild 15: Lüftungsgerät im Prüfstand zur standardmäßigen Ansauglufttemperierung
Bild 14: Prüfstands-Lüftungsanlagen mit Luft-Wasser-Register und Versorgung über einen Mischkreis
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DieLuftmengewirdinAbhängigkeitderin die Prüfzelle eingetragen Last überdrehzahlgeregelteVentilatorengeregelt.
FürdieEinhaltungdervorgenanntenGrenzwerteistinderLTAeinLuftWasserRegistereingebaut,Bild 14.DiesesRegisterhatdieFunktionen„Kühlen“und„Heizen“,entsprechendderindiePrüfzelleeingetragenWärmeleistung.UmeinetrockeneKühlungderLuftsicherzustellen, wird das Register über einenMischkreisversorgt,derdieVorlauftemperaturdesK6anhebt,sodassimKühlregisterkeineEntfeuchtungerfolgt.
Zur Vermeidung der ÜberströmungvonLuftausderZelleindenHallenbereichwirdinderZelleeinUnterdruckgehalten.DieDruckdifferenzgegenüberderHallebeträgt10Pa.ÜbergeeigneteMessgerätewirddieDruckdifferenzzwischen Prüfzelle und Halle gemessen.ÜberdieDrehzahlregelungdesAbluftventilatorswirdderUnterdruckinderPrüfzellegeregelt.
DieFilterüberwachungerfolgtüberdieDifferenzdruckmessunganderLTAmit entsprechender Meldung an dieMSR.DadieLTAfürdenBetriebmitverschmutztenFilternausgelegtist,isteineAlarmmeldungnichterforderlich.
5.4 Ansauglufttemperierung, AbgasabsaugungInnerhalb jedesPrüfmoduls ist jeweilseinweiteresLüftungsgerätmitdenFunktionenFiltern,elektrischesHeizenundKühlenfürdieZufuhrtemperierterVerbrennungsluft von 20°C direkt zumPrüfling installiert, Bild 15. Weitergehende Anforderungen an die VerbrennungsluftkonditionierunghinsichtlichFeuchteundDruckwerdendurchmobile Ansaugluftkonditioniersysteme derFEVabgedeckt.
Zur Entsorgung werden die entstehendenAbgaseausdemverbrennungsmotorischenBetriebderPrüfständeübereinzelneStichleitungenandenPrüfständen,überdieSammelleitungeninHalleCundHalleAsowieeinezentraleSaugkammerdenAbgasventilatorenaufderzentralenTechnikflächezugeführt.DiedruckseitigeZusammenführungderAbgaseausdeneinzelnenAbgasventilatorenerfolgtinderDruckkammer,vonwodieAbgaseüberdendruckseitigenAbgasschalldämpferunddenAbgaskaminandieUmgebungabgeführtwerden.Die
Abgasventilatoren werden über voneinanderunabhängigeFrequenzumrichterdrehzahlgeregelt.FührungsgrößeistdersogenannteAnlagenschlechtpunkt,dermit einem geeigneten Messaufnehmeran der Abgassammelleitung abgenommenwird.MittelsderDrehzahlregelungderAbgasventilatorenwirdamAnlagenschlechtpunkteindefinierterUnterdruckgegenüberderUmgebung(HalleC1/C2/M/A1/A2)eingeregelt.
5.5 Brandschutz, LöschtechnikBrandereignisseinPrüfständengeheninderRegelmitdirekterundindirekterPersonengefährdungeinher.HitzeundRauchstelleneineprimäreGefährdungdar,diemanuelleLöschversuche,vorallembeirascherBrandausbreitung,inderRegelverhindern.WerdenbeiautomatischenLösch
anlagenGasewieetwaCO2eingesetzt,bestehtdarüberhinauseinePersonengefährdung aufgrund der Toxizität des Gases.AufgrunddieserRahmenbedingungenisteineVorwarnzeitvonzirka30Sekundendie Regel – Zeit, die eine ungehinderteBrandundRauchgasausbreitungundsomit vergleichsweise hohe PrimärbrandschädenzurFolgehabenkann.
AufgrundderVolumenvergrößerungdurch das einströmende CO2 im Prüfstand sind Druckentlastungsklappenzwingenderforderlich.KanndieDruckentlastungunddienachabgeschlossenemLöschvorgangerforderlicheCO2Entsorgung/absaugung nicht direkt überdieFassadeerfolgen,sindaufwändigeAbluftsystemenötig.InsbesondereinKälteprüfständenstelltdieseAnforderungeinebesondereHerausforderungdar.
Bild 17: Nebeldüsen zur Erzeugung des Wassernebels und installierter Flammenmelder
Bild 16: Zentraler Löschraum mit Vorratsbehälter, Hochdruck-Pumpeneinheit, Notlöschsystem sowie Brandmelde- und Löschsteuersystem in Gebäudeteil M
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Dauerlaufprüfzentrum | Technische Infrastruktur
DieForderungnacheinereffektivenBrandschutzlösungfürdasDLPumfasstedaherfolgendeKriterien:– Personenschutz– MinimierungvonPrimärbrandschä
den– kurzeBetriebsunterbrechungen– geringerEinflussaufdieInfrastruk
tur– unbemannterDauerbetrieb.ImDLPwirddieHochdruckwassernebelLöschtechnik eingesetzt. Sie bekämpftBrändemitkleinstenTropfenunbehandeltenTrinkwassers,welchesichähnlichderAusbreitungeinesGasesimLöschbereichverteilen.Auchverdecktliegende
Brandherde,zumBeispielimBereichdesPrüflings,könnensichererreichtwerden.Die wichtigsten Löscheffekte sind derKühlundderInertisierungseffekt.DurchdenKühleffektwerdenzudemPersonenund Technik vor Hitzeeinwirkung geschützt.NebendenobenbeschriebenenLöscheffektenkanneinevergleichsweisedeutlicheAuswaschungvonkorrosivenRauchgasenundvonRußimGegensatzzuGaslöschsystemenbeobachtetwerden.DieVorteileimÜberblick:– geringerePersonengefährdung– keineVorwarnzeit– schnelleBrandbekämpfung– Rauchgasauswaschung
– gleichmäßigeAbkühlungheißerOberflächen
– kurzeBetriebsunterbrechung– keineLogistikundEntsorgungpersonen
gefährdenderLöschmittelwieCO2– keineDruckentlastungsklappen.DasHochdruckwassernebelsystembestehtimWesentlichenausdenKomponenten:– Löschwasservorratsbehälter– HochdruckPumpeneinheit– Notlöschsystem– HauptverteilerundStrangrohrnetz– Bereichsventile– DüsensockelundDüsenköpfe– Brandmelde/Löschsteuerzentrale.Vorratsbehälter,HochdruckPumpeneinheit,NotlöschsystemundBrandmeldeundLöschsteuerzentralesindineinemzentralen Löschraum untergebracht,Bild 16.
Mittels Hochdruckplungerpumpenund einem Druck von mindestens100barwirdmitspeziellenNebeldüseneinfeinerWassernebelerzeugt,Bild20.Im Löschfall werden je Düsenkopf aufeineSchutzflächevonbiszu6,25m2zirka4,5l/minLöschwasserfreigesetzt.DieLöschwassermengen betragen je nachLöschbereichsgrößelediglichzwischen23,00bis100,00l/min.IntiefkaltenPrüfständensinddarüberhinausZusatzmaßnahmengetroffenwerden,diedasSystemin jedemBetriebszustandbzw. imgesamtenTemperaturprofilfunktionsfähigerhalten.NebendenPrüfständenwerdenauchderenDoppelbödensowiediezentralen Räume der KraftstoffversorgungalsLöschbereicheberücksichtigt.
Unmittelbar an jedem der LöschbereichebefindetsicheinBereichsventil.Das Haupt und Verteilerrohrnetz zwischen Löschanlagenzentrale und BereichsventilenistmitLöschwassergefülltundzumZweckederÜberwachungvorgespannt.AufdieseWeisebeginntbereitsnachzirka5sderLöschvorgang.
DerLöschwasservorratistmitlediglich4,0m2für30minausgelegt.SollteimBrandfalldieöffentlicheStromversorgungausfallenodergareinunwahrscheinlicher Pumpendefekt auftreten,istdieFunktiondesNotlöschsystemsfürzehn Minuten mit Hilfe einer Druckflascheneinheitenergieunabhängig sichergestellt.
Die Brandmelde und LöschsteuertechnikumfasstsowohldieautomatischeÜberwachungdesbeschriebenenSchutzBild 19: Monitoring der Tankfüllstände durch die Anlagenleittechnik
Bild 18: Erdverlegte Tanks mit Füllstation im Gaspendelverfahren
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umfangsalsauchdieÜberwachungundAnsteuerungderLöschanlage.DiePrüfstände sind in gemischter Bestückungmit Rauch, Thermodifferential undFlammenmeldern ausgestattet, Bild 17.DieAnsteuerungderLöschanlageerfolgtin2Melderabhängigkeit.Dabei führenzweiMeldergleicheroderunterschiedlicherKenngrößezurAuslösung.Zusätzlich ist neben den automatischen MelderneineHandauslösungjeLöschbereichinstalliert.
Ferner wurden die Prüfstände miteinemsog.LöschstopTasterausgestattet,der es ermöglicht, den Löschvorgang,zumBeispielbeieinerFehlauslösung,zuunterbrechen.BrandmeldeundLöschsteuerzentralesindmiteinerNotstromversorgungfür72hausgestattet,umdieEnergieunabhängigkeitsicherzustellen.DarüberhinausbesitzendieAnsteuerelementeausRedundanzgründenfürjedenLöschbereicheineigenesNetzteil,eineeigeneCPUundeineNotstromversorgung.
5.6 KraftstoffversorgungZurVersorgungdermotorischbetriebenenPrüfständewurdeeinzentralesKraftstoffversorgungssystemunterfolgendenRandbedingungenaufgebaut:– SonderkraftstofffähigkeitallerPrüf
stände– optimierteLagervolumenimHinblick
aufVerbrauchundVerfügbarkeit– hoheVersorgungssicherheitfürDau
erlaufversuche– niedrige Kosten, insbesondere wäh
rendBetriebundzurInstandhaltung
– Einhaltung aller gesetzlichen Vorschriften.
FürdasDLPwurdeeinezu100%sonderkraftstofffähige Versorgung aller PrüfständeübereinenspeziellenKraftstoffverteilererreicht.DieKraftstoffversorgungwurdemittelswasserrechtlicherEignungsfeststellungnachdemWasserhaushaltsgesetz(WHG),nachderVerordnungüberAnlagenzumUmgangmitwassergefährdendenStoffen(VAwS)sowiemitderGenehmigungnachBetriebssicherheitsverordnung(BetrSichV)realisiert.Damitistein uneingeschränkter Betrieb mit zukünftigenBioKraftstoffenwieEthanol,Methanol,oderMischungenmitStandardkraftstoffensowieBiodieselmöglich.
Die Sonderkraftstofffähigkeit stelltbesondereAnforderungenandieBestän
digkeitdereingesetztenWerkstoffeunddieEigenschaftendereinzelnenAnlagenkomponenten.UmeineoptimaleWerkstoffbeständigkeitgegenüberdenunterschiedlichsten Kraftstoffen zu gewährleistenwurdensämtlicheKomponenten,wieLagerbehälter,Pumpen,ArmaturenundRohrleitungen inEdelstahlausgeführt.DieFörderpumpenwurdendichtungslosalsmagnetgekuppelte,frequenzgeregelte Zahnradpumpen eingebautundhabeneinemaximaleFörderleistungvon 7l/min. Alle weiteren DichtungenwurdeninPTFEausgeführt.
BeiAuswahlderTankanzahlundgrößewarnebendemprognostiziertenKraftstoffverbrauchindenPrüfständenauchdieForderungennachverschiedenenSonderkraftstoffenmitentscheidend.IndieBetrachtungflossebenfallsmitein,dasseinausreichendgroßerPufferindenLagertanksvorhandenist,bisdieNachlieferungvonneuemKraftstoff,gegebenenfallsauchbeieinerStraßensperrungfürGGVSTransporte,gewährleistet ist.DesWeiterenmussnachMöglichkeitderkomplette Inhalt eines Straßentankwagensentleertwerdenkönnen,umdieKraftstoffeinkaufspreisezuminimieren.
DieBefüllungdesunterirdischenTanklagerserfolgtübereinenzentralenBefüllschrankindem,nebendenFüllanschlüssen,auchdiedazugehörigenGaspendelanschlüsseangeordnetsind,Bild 18.
Um einen Überblick über die aktuellenTankfüllständezuerhalten,wurdennebeneinermanuellenPeileinrichtungdieTanksmiteinerelektronischen,kontinuierlichenFüllstandsmesseinrich
Bild 21: Kraftstoffverteiler mit Schnellkupplungen und prüfstandszugeordneter Pumpe zur Versorgung der Einzelleitung zum Prüfstand
Bild 20: Einführung der Kraftstoff-Einzelleitungen in Gebäude C1/C2
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OI:
10.1
365/
s357
78-0
08-0
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tung nach dem Prinzip der geführtenMikrowelleausgestattet.SomitkönnendieTankfüllständejederzeitanderAnlagenleittechnikermitteltwerdenundrechtzeitigindieKraftstofflogistikeinfließen,Bild 19.
ZurVersorgungderMotorprüfständemit speziellen Sonderkraftstoffen inkleinerenMengenisteineunabhängigeVersorgungsanlage mittels Fässern errichtet. JederPrüfstandkannübereinFassmitspeziellemSonderkraftstoffbetriebenwerden,wobeivieraktiveFassplätzezurVerfügungstehen.
WesentlicherAspektbeiderKonzeptionderKraftstoffversorgungsanlagewareinehoheAnlagenverfügbarkeit.Dabeihatsichherausgestellt,dasseineEinzelversorgungderPrüfständemiteinerdemPrüfstandzugeordnetenPumpeundeinerEinzelleitungzumPrüfstandoptimalist,Bild 20.DasPrinzipderRingleitungenzurVerteilungdergefordertenVielfaltangleichzeitigeinsetzbarenKraftstoffsortenimGebäudewärebeiidentischerAnzahlanRingsystemenmiteinemdeutlichhöherenInstallationsaufwandverbunden.AndererseitsergäbensichbeireduzierterAnzahlanverfügbarenRingsystemenimFall des Kraftstoffwechsels sehr hohe
SpülverlusteunddieredundanteAuslegungderKraftstoffversorgungerfordertehierbeizusätzlichenAufwand.
DieSortenvorwahlvonmaximalachtverschiedenenKraftstoffsorteninBauabschnitt1erfolgtübereinenKraftstoffverteiler mit Trockenkupplungen, Bild 21.DieAufwendungenfürdasSpüleneinerEinzelleitungbeiKraftstoffsortenwechselfüreinenPrüfstandsindgering.
Neben den hochwertigen mechanischenKomponentenwurdezudemeinehochverfügbareSiemensSteuerungeingebaut, die über redundante ProfibusSysteme mit der Kraftstoffversorgungkommuniziert.FernerbestehtdieMöglichkeit,dieAnlageimInselbetriebohneAnlagenleittechnik zu betreiben. DieelektrotechnischeVerknüpfungdereinzelnenGewerkeerfolgtdurchdiedirekteKommunikationderjeweiligenSPSSteuerungen untereinander. ÜbergeordnetistdieAnlagenleittechnik.
BesondereHerausforderungwardiegenehmigungsrechtliche Planung derzentralen Kraftstoffversorgung nachWHG,VawSsowienachBetrSichV.ZumZeitpunktdesErlaubnisantragesexistiertekeineRechtsgrundlagefürTanklagermitethanolhaltigenKraftstoffen.Daher
konntenuraufdieMöglichkeiteinesAntragesaufEignungsfeststellungzurückgegriffenwerden.UnterMitwirkungdesTÜVHessenwurdeeinspeziellesKonzepterarbeitet,welchesderBehördedieGenehmigungzurErrichtungundzumBetriebdesTanklagersundderVersorgungssystemeermöglichte.DiesesKonzeptbeinhaltetenebenVorgabenfürdieAusführung auch Vorgaben für die WartungundInstandhaltungderentsprechendenAnlagen.DiesgaltbesondersfürdieAusführungderflüssigkeitsdichtenTankwagenentleerstelle,derBehälterausstattungfürleichtentzündlicheStoffe,derAusführung des KraftstoffpumpenraumessowiederverlegtenoberirdischenundunterirdischenRohrleitungen.
AllevorgenanntenAnforderungenandieKraftstoffversorgungwurdeninnerhalbeineskurzenZeitraumesvonnursechsMonatenumgesetzt.BedingtdurchdieEinzelversorgungderPrüfständewaresmöglichjenachVerfügbarkeitdurchdenNutzerPrüfständesukzessiveinBetriebzunehmen.AuchBestanddurchdieFunktiondesInselbetriebesdieMöglichkeitdieAnlagezunächstohnefertiggestellte Anlagenleittechnik in Betriebzunehmen. ■
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