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Flugzeugklimatisierung durch PCA-Units mit Güntner Rückkühlern

Sobald auf dem Münchener Flughafen ein Flugzeug an den Passagierbrücken – den sogenannten Fingern – seine Parkposition am Gate erreicht hat, schaltet der Pilot die Turbinen aus. Ab diesem Moment versorgt die Infrastruktur des Flughafens das Flugzeug, damit nicht (wie früher) Hilfsturbinen sowohl Strom als auch Klimakälte ineffizient und mit hoher Lautstärke aus Kerosin erzeugen müssen. Auch wenn gerade keine Passagiere mit konditionierter Luft versorgt werden müssen, ist es in der Parkposition erforderlich, beispielsweise die Bordelektronik zu kühlen.

Der Flughafen München setzt in der Zeitspanne zwischen On- und Off-Block (Eintreffen des Flugzeugs an der Parkposition bis zum Wiederverlassen) zur Flugzeug-Klimatisierung sowohl stationäre als auch mobile Lösungen ein. Unter allen gebäudenahen Fingern befindet sich eine fest installierte PCA-Einheit. Diese fördert gegen einen Gesamtwiderstand von bis zu 8.000 Pascal gefilterte, temperierte und entfeuchtete Luft in das Flugzeug. Hintergrund: Die Luftverteilsysteme in Flugzeugen sind für ein möglichst geringes Gewicht und Volumen optimiert, so dass die Druckverluste in den engen Kanalquerschnitten sehr hoch sind.

Höchstleistungen beim Boarding und Deboarding

Um zu verhindern, dass die Kabinenluft beim Boarding und Deboarding durch die hohe Passagierdichte stickig wird, ist während dieser Zeit ein mindestens acht- bis zehnfacher stündlicher Luftwechsel erforderlich – das entspricht pro Sekunde bis zu 5 kg bzw. 3,8 m³ auszutauschender Luft.

Die in einer PCA-Einheit installierte Klimatisierungsleistung entspricht jeweils dem Bedarf des größten am Finger abzufertigenden Flugzeugs (Volllastbetrieb). Alle kleineren Maschinen benötigen weniger klimatisierte Luft. Bei großen Langstreckenfliegern arbeitet eine PCA-Einheit am Münchener Flughafen während des Boardings und Deboardings entsprechend im Vollastbetrieb und stellt konditionierte Luft für die Flugzeugkabine, das Cockpit und die Steuerungstechnik des Flugzeuges bereit.

In der übrigen Zeit arbeiten die PCA-Einheiten mit reduzierter Leistung und versorgen das Flugzeug z. B. während Wartungs- und Reinigungsarbeiten, der Betankung und der Be- und Entladung mit entsprechend geringeren Luftmengen. Die Zeitspanne zwischen Landung und Abflug (und damit die Einsatzdauer der PCA-Unit) hängt von der Größe des Flugzeuges ab.

Eine PCA Unit arbeitet von den Umgebungstemperaturen autark, denn die Aggregate sind für den Einsatz von -15 °C bis +50 °C sowie für eine relative Luftfeuchte bis 100 Prozent ausgelegt und wären damit weltweit einsetzbar. Die Einblastemperaturen liegen im Heizbetrieb bei maximal 70 °C und im Kühlbetrieb bei rund 5 °C.

Güntner sorgt für coole Verhältnisse

Während im Hauptgebäude des Münchener Flughafens Wärme von der Energie-Versorgungszentrale zur Beheizung der Flugzeuge bereitgestellt wird, erzeugen die PCA-Einheiten die benötigte Kälte für die Flugzeuge dezentral. Übergabestationen verbinden das große Versorgungsnetzwerk des Flughafens mit den einzelnen PCA-Einheiten.

Die eingehauste PCA-Technik besteht aus sechs wesentlichen Bauteilen: Schraubenkompressor, Luftverteiler, Lufterhitzer, Entfeuchter und Verflüssiger sowie einer Regelung. Der mit der bestehenden Gebäudeleittechnik verbundene und stufenlos regelbare Schraubenkompressor der PCA erzeugt bedarfsgerecht Kälte, die die PCA anschließend entlang der beweglichen Fluggastbrücke bis zum Flugzeug leitet. Hier übergibt die isolierte Kombination aus festem Rohr- und flexiblem Schlauchsystem die konditionierte Luft an die engen Kanäle der Flugzeug-internen Klimaanlage.

Ein Güntner GCO-Wärmeübertragerblock dient in einer PCA-Einheit als Lufterhitzer, ein zweiter als Entfeuchter. Auf dem Dach der Einheit ist ein Güntner FLAT Vario-Verflüssiger, Typ GVH, mit Sonderlackierung (für die Maße der PCA-Einhausung passend konstruiert und entsprechend lackiert) montiert, der die Abwärme an die Umgebung abführt.

Alle eingesetzten Güntner Wärmetauscher-Blöcke zeichnen sich durch exzellente Wärmeübertragungs-Eigenschaften aus. Darüber hinaus sind sie durch epoxidharzbeschichtete Lamellen besonders widerstandsfähig gegen Umwelt- und Witterungseinflüsse.

Vollautomatische Regelung

Die Regelung der PCA-Unit erfolgt vollautomatisch. Über eine Schnittstelle zu den Flugplandaten „weiß“ die Anlage, welcher Flugzeugtyp gerade andockt und welcher Betriebszustand gerade herrscht. Je nach Bedarf kann im Teillastbetrieb entsprechend entweder die Verdampfungstemperatur angehoben oder die zu fördernde Luftmenge reduziert werden. So wird sehr energieeffizient exakt nur so viel Luft gekühlt und gefördert, wie benötigt wird. Für den Heizbetrieb sind alle PCA-Anlagen über einen kleinen Plattenwärmeübertrager mit dem zentralen Heißwasserkreis angebunden.

Die PCA-Anlagen am Münchener Flughafen sparen bereits heute im Vergleich zum Betrieb mit einer Hilfsturbine jedes Jahr rund 23.500 Tonnen CO2 ein.

Zentrale Kälteversorgung des Flughafen München

Das Kältekonzept des Flughafens sieht vor, Strom sowie die Koppelprodukte Wärme und Kälte in einem BlockHeizKraftWerk für den Eigenbedarf bereitzustellen. Das BHKW hat, bezogen auf die eingesetzte Primärenergie, einen Wirkungsgrad von über 80 Prozent. Der Stromverbrauch des Flughafens beträgt jährlich 220 GWh. Diese Energie wird zu 60 Prozent vom BHKW bereitgestellt. Der jährliche Wärmeverbrauch von 130 GWh stammt in der Regel weitestgehend aus dem BHKW des Flughafens, und der Kältebedarf von rund 40 GWh, der zu einem großen Teil von Absorptionskälteanlagen produziert wird, stellt die Versorgungsanlage bereit.

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