Komplexe Kältesteuerung für Cannabis-Produktion
Die Cannabispflanzen mögen lange, warme Tage und kurze, etwas kühlere Nächte. Leon Brülisauer, Geschäftsführer des CBD-Hanf-Startups LMP GmbH beschäftigt sich seit über fünf Jahren mit dem Anbau von legalen Hanfpflanzen. «Eine exakte Regulierung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtung sind die Voraussetzungen, damit wir qualitativ hochwertige Hanfblüten ernten können», erklärt der gelernte Gärtner.
Hohe Ansprüche an die Raumkonditionierung
Damit dies gelingt, benötigen die Hanfpflanzen abhängig von der Wachstumsphase besondere klimatische Bedingungen. So findet in einem Raum mit den Mutterpflanzen die Aufzucht der Stecklinge statt, die 10 bis 14 Tag dauert. Danach kommen die Pflanzen für gut zwei Monate in den Blütenraum, wo sie bis zur Ernte gedeihen.
Eine exakte Regulierung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtung sind die Voraussetzungen, damit qualitativ hochwertige Hanfblüten geerntet werden können.
Steuerung der Tag- und Nachtphasen
Besonders wichtig ist dabei die Steuerung der Tag- und Nachtphasen. So brauchen die Pflanzen in den dunklen Nachtstunden 18 bis 20 °C und in den hellen Tagesstunden 26 bis 31°C Raumtemperatur. Diese wird automatisch über Lichtsensoren gesteuert. Eine ausgeklügelte Zeitsteuerung schaltet die Beleuchtung ein und aus und gibt den Pflanzen den nötigen Wachstumsschub. Durch die intensive Beleuchtung ist die Wärmelast in den Räumen so hoch, dass sie gezielt gekühlt werden müssen. So gedeihen die Pflanzen unter idealen Wachstumsbedingungen. Gleichzeitig sorgt die Kühlung – zusammen mit Entfeuchtungsgeräten – auch für die Regulierung der Luftfeuchtigkeit in den Räumen.
Standard-Produkte mit einer speziell auf den Wachstumsprozess der Pflanzen ausgelegten SPS-Steuerung.
Zusammenspiel der Kompetenzen
Die Umsetzung der unterschiedlichen klimatischen Produktionsbedingungen war anspruchsvoll. Verantwortlich für die Planung war die Marzetti Gebäudetechnik GmbH. Der Planer Patrick Marzetti erklärt: «Am Anfang stand die Frage nach einer Abluft-Anlage für einen neuen Mieter der Industrieräume. Daraus entstand eine intensive Zusammenarbeit mit Leon Brülisauer und schliesslich ein durchdachtes Konzept für die Konditionierung der Hanf-Produktionsräume.»
Bei den konzeptionellen Arbeiten wirkte Danijel Matic, Technischer Verkaufsberater Klima/Kälte bei der CTA, aktiv mit. Das interdisziplinäre Team erkannte schnell, dass nicht so sehr die einzelnen Komponenten der Raumkonditionierung besonders anspruchsvoll sind, sondern vielmehr deren perfektes Zusammenspiel und die damit verbundene Regulierung der verschiedenen Klimazonen und -zeiten.
Prozessspezifischen Vorgaben an die Regulierung
«Anspruchsvoll ist das perfekte Zusammenspiel der einzelnen Kompontenten der Raumkonditionierung und die damit verbundene Regulierung der verschiedenen Klimazonen und -zeiten.»
Fokus auf Energieeffizienz
Die gewählte Lösung umfasst eine CTA Standard-Kälteanlage mit 70 kW Kälteleistung. Über eine effiziente, vorinstallierte Coolfit-Rohrleitungsführung wird das Kaltwasser zu zwölf Umluftkühlgeräten (Fan Coils) in den Pflanzenräumen geführt. Die Fan Coils geben die Kälte über Textilschläuche kontrolliert an die Räume ab. Gleichzeitig entfeuchten sie die Raumluft.
Ein besonderes Augenmerk wurde auf die Energieeffizienz der Anlage gelegt. Mit dem Enthitzer werden zehn Prozent der Leistung der Kältemaschine auf einer höheren Nutztemperatur entzogen und zu einem Wärmepufferspeicher weitergeleitet. Die Wärme kann so im Industriegebäude genutzt werden.
Leiser Rückkühler mit viel Kraft
Die Rückkühler weist eine Leistung von 240 kW auf. Mit dieser Auslegung kann bei Bedarf eine zweite Kältemaschine eingebunden werden. Der über sieben Meter lange und zwei Meter breite Rückkühler verfügt über fünf Ventilatoren und ermöglicht aktives Freecooling. So werden die Kältemaschinen im Winter und in der Übergangszeit ganz ausgeschaltet und die Räume mit Freecooling gekühlt. Eine umweltfreundliche und energiesparende Lösung.
Bei der Wahl des Rückkühlers hatte man vor allem auch Wert gelegt auf einen möglichst geringen Schallpegel. Denn das Industriegelände mit dem Produktionsgebäude schliesst an eine Wohnzone an.
Das Industriegebiet grenzt an ein Wohngebiet. Darum wurde ein Rückkühler mit einem möglichst geringen Schallpegel gewählt.
Clevere SPS-Steuerung schafft Mehrwert
Auf der «Hardware»-Seite der Klimatisierungslösung wurden weitgehend Standardprodukte eingesetzt, die ohne grosse Anpassungen und somit Budget schonend eingebunden werden konnten. Als Herausforderung erwiesen sich hingegen die prozessspezifischen Vorgaben an die Regulierung der Anlage. Zum Einsatz kommt hier eine speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), welche die CTA Schritt für Schritt an die Anforderungen von Leon Brülisauer angepasst hat.
Komplexe Technik einfach bedienbar
Nach diversen Optimierungen und Nachregulierungen arbeitet die Anlage zuverlässig und robust, so dass nun die ersten CBD-Hanfernten eingebracht werden können. Es bewährt sich dabei, dass trotz der Komplexität der Klimatisierung viel Wert auf eine einfache Bedienung gelegt wurde. «Diese Einfachheit erlaubt es uns, dass wir uns nicht jeden Tag mit der Technik beschäftigen müssen, sondern uns auf die Kerntätigkeit konzentrieren können – der Aufzucht von CBD-Hanfpflanzen.», so Brülisauer.
Mitgewirkt
Planung: Marzetti Gebäudetechnik GmbH, Brislach
Installation: Meier-Kopp Service AG Basel, Reinach BL
Klima/Kälte-Produkte: CTA AG
