Hamilton Storage Natural Cooling
150 g statt 3 kg
volle Leistung, natürliches Kältemittel
ThermodynamX verbindet mit Hamilton Storage eine langjährige Partnerschaft. Hamilton Storage ist Innovationsführer und Pionier im Bereich von automatisierten Lagersystemen für Life Science. Bereits 2018 hat Hamilton Storage begonnen ihr Produktportfolio schrittweise auf natürliche Kältemittel umzustellen. Schon damals war ThermodynamX involviert und hat mit Hamilton zusammen das Kühlsystem für das Kleinlager «Verso Q-Series» entwickelt. Mit der Einführung der neuen Kühlung für die universelle Verso-Plattform im Februar 2026 wurde dieses Ziel vollständig erreicht: Sämtliche Lagersystem-Plattformen arbeiten nun mit einem natürlichen Kältemittel. Wir als ThermodynamX sind stolz, unseren Kunden über die gesamte Dauer dieser Transition begleitet zu haben – von der ersten Entwicklungsstufe bis zum Abschluss.
Hintergrund und Anforderungen
Bei der Entwicklung der neuen Kühlung für die Verso Plattform stellte Hamilton hohe Anforderungen an verschiedene Kriterien. Neben dem Umstieg auf natürliche Kältemittel und den damit verbundenen Sicherheitsanforderungen waren auch folgende Kriterien im Fokus: Geringe Geräuschemissionen, eine kompakte Bauweise sowie kurze Installations- und Reparaturzeiten, sowie die Reduktion der Variantenvielfalt. Letzteres ist speziell wichtig, da Hamilton als global agierende Firma Systeme in Ländern mit verschiedenen Netzspannungen/Frequenzen installiert. Zudem musste das neue Kühlaggregat den kompletten Temperaturbereich von +20°C bis -20°C abdecken.
Die neue Kühlung sollte die bestehende Lösung ablösen, die als Split-Einheit mit dem Kältemittel R452A (GWP = 2140), einer Füllmenge von rund 3 kg und einem Fixdrehzahlkompressor umgesetzt war. Die Verdampferbaugruppen waren innerhalb der Kammer installiert. Montage, Verrohrung, Befüllung und Erstinbetriebnahme der Kältetechnik erfolgten jeweils vor Ort im Feld.
https://www.hamiltoncompany.com/ambient-plus-4-minus-20-sample-storage/verso-dx, 22.05.2026
Entwicklung
In einer Vorstudie wurde innerhalb von wenigen Wochen ein neuartiges Konzept durch ThermodynamX auf Machbarkeit geprüft. Für die Entwicklung wurde ein agiler Ansatz verfolgt, bei dem möglichst schnell die kritischen Komponenten evaluiert, getestet und weiterentwickelt wurden. Durch die kurzen Iterationszyklen wurde früh im Projekt die Gewissheit geschaffen, dass der Konzeptwechsel zielführend ist. Zudem konnte das Projektteam umgehend auf neue Erkenntnisse reagieren. ThermodynamX trug im Projekt die Verantwortung für die Entwicklung des Kältekreises inklusive Definition und Beschaffung der teilweise massgeschneiderten Komponenten. Zu den Aufgaben zählte auch die Programmierung der Regelung des Aggregats. Darüber hinaus wurden viele Konstruktionsarbeiten massgeblich von ThermodynamX abgedeckt. Die Projektleitung und Elektronikentwicklung, sowie die Integration und Interaktion des neuen Konzepts mit der Kühlzelle wurden durch das Team von Hamilton Storage abgedeckt. Der Aufbau und die Inbetriebnahme der Alpha-Prototypen und Nullserie-Geräte erfolgten am Standort Grabs. Nach einer ersten Testphase in Grabs wurden die Prototypen für exzessive Anwendungstests zur Hamilton Storage überführt. Die daraus abgeleiteten Optimierungsmassnahmen flossen direkt in die Industrialisierungsarbeiten ein, welche bereits parallel zum Testing erfolgten. Alle Arbeiten und Ergebnisse wurden in Regelmeetings, welche online oder am jeweilig passenden Standort stattfanden, zusammengetragen und koordiniert.
Als Resultat ging anfangs 2026 ein Monoblock-Kälteaggregat in Serie, welches im Werk als hermetisches Komplettsystem gefertigt, befüllt und geprüft wird. Die neue Kühlung glänzt mit vielen Vorteilen.
„Das Isolations- und Dichtsystem im neuen Konzept kombiniert modernste Materialien auf intelligente Weise, um die hohen Anforderungen zu erfüllen.“ Bernhard Vetsch
Schallemission
Der Betrieb der -20°C-Kühlung erfolgt bedarfsgerecht über die Drehzahlvariation von Kompressor und Ventilatoren. Den gesamten Kühlbedarf der Verso-Plattform decken in der Regel mehrere Monoblocks gemeinsam ab, deren kumulierte Leistung den Anforderungen entspricht. Da die Plattform ein redundantes Kühlsystem erfordert, sind ohnehin mehr Einheiten verbaut, als für die Bedarfsdeckung notwendig wäre – ein Umstand, der gezielt genutzt wird, um das Geräuschniveau signifikant zu senken. Die Steuerung aktiviert im Normalbetrieb alle verbauten Monoblocks, die auf niedrigem Drehzahlniveau gemeinsam den Kühlbedarf decken. Bei Ausfall einer Einheit, während eines Abtauzyklus oder bei erhöhter Wärmelast reagieren die Monoblocks mit einer Drehzahlanpassung. Die Vermeidung von On/Off-Takten reduziert die Geräuschemissionen um rund 6 dB – und senkt gleichzeitig die Temperaturschwankungen im System sowie den Energieverbrauch.
„Die Geräuschreduktion steht unter anderem für die besonderen Fähigkeiten, welche aus der Zusammenarbeit mit ThermodynamX resultierten – nämlich über die Schnittstellen hinaus zu denken, um die beste Lösung für den Endkunden zu finden.“ Tobias Gafafer
Installation
Ein zentraler Vorteil des Monoblock-Konzepts liegt im Fertigungskonzept: Das Kühlmodul kann im Werk hermetisch dicht aufgebaut, geprüft, befüllt und getestet werden. Die Installationszeit im Feld sinkt dadurch von zwei Arbeitstagen auf eine Stunde – ein enormer Gewinn, der sich ebenso im Servicefall auszahlt: Eine defekte Einheit lässt sich in kürzester Zeit austauschen, ohne dass ein Kältetechniker benötigt wird. In diesem Zuge entfällt auch das Hantieren mit Kältemittel beim Endkunden.
„Die Kühlung unserer Plattform ist ein unscheinbarer, aber zentraler Baustein, der bisher als einziges Element nicht im Werk in Betrieb genommen werden konnte. Mit dem neuen Konzept steigern wir damit die Qualität und Planbarkeit unserer Installation.“ Tobias Gafafer
Kältemittel
Als natürliches Kältemittel kommt ein Kohlenwasserstoff zum Einsatz, der in vielen Anwendungen bereits etabliert ist mit breiter Akzeptanz, sofern die Füllmenge auf ≤ 150 g begrenzt bleibt. Genau darin lag die zentrale Herausforderung für ThermodynamX und das Projektteam von Hamilton Storage: Die Kältemittelmenge musste um den Faktor 20 reduziert werden – bei gleichzeitiger Beibehaltung der Kälteleistung gegenüber der bisherigen Lösung mit synthetischem Kältemittel.
Ein entscheidender Durchbruch gelang mit der leckagefreien Ausführung der Verdampferbaugruppe mit weitreichenden Konsequenzen: Sämtliche Elektronik- und Robotikkomponenten innerhalb der Zelle konnten unverändert übernommen werden, und erlaubt auch das neue Aggregat in bestehenden Systemen nachzurüsten.
„Das Verdampferpaket ist ein Kernelement: Dank dieser Lösung konnten wichtige Sicherheitsaspekte adressiert werden, was die Kältemittelumstellung erst möglich machte.“ Bernhard Vetsch
Varientenvielfalt
Die Bündelung aller Ingenieurskompetenzen im Projektteam ermöglichte darüber hinaus eine erhebliche Vereinfachung der Produktstruktur. Wo bisher unterschiedliche Spannungs-, Leistungs- und Aufstellvarianten jeweils eigene Modellausführungen erforderten, reduziert der neue Monoblock durch gezielte Massnahmen in Elektrotechnik, Konstruktion und Kältetechnik die Variantenvielfalt von 8 auf 2 Modelle. Neben einfacherer Herstellung profitieren die Kunden von Hamilton Storage von einer besseren Verfügbarkeit von Ersatzteilen.
Zusammenarbeit
Ein derart anspruchsvolles Projekt als externer Partner zu begleiten und dabei eine tragende Rolle zu übernehmen, setzt eine Zusammenarbeit voraus, die von gegenseitigem Vertrauen, Respekt und echtem Verständnis getragen wird. Gerade wenn man eng und agil zusammenarbeitet, lassen sich Schnittstellen nicht immer klar abgrenzen – Aufwände werden unterschätzt, Anforderungen passen sich an, unerwartete Erkenntnisse tauchen auf. Auch das ist Teil ambitionierter Projekte. Unser Kunde Hamilton Storage, insbesondere Tobias Gafafer in der Rolle als Projektleiter, leistete hervorragende Arbeit, indem er dafür sorgte, dass das Entwicklungsteam auch angesichts solcher Herausforderungen sein volles Potenzial entfalten konnte.
„ThermodynamX hat sich als zuverlässiger Partner bewährt und die Zusammenarbeit war hervorragend. Das Projekt wurde innerhalb Zeit- und Kostenbudget abgeschlossen, was umso bemerkenswerter ist, da es sich von der physikalischen Machbarkeit bis zum fertigen Produkt erstreckte. Zudem wurde während der Entwicklung von ThermodynamX Lösungen gefunden, die einen Mehrwert bieten, der über die initialen Anforderungen hinaus geht“ Tobias Gafafer
Kühle Lösungen für heisse Ergebnisse.
Wir treten immer dann auf den Plan, wenn thermisch komplexe,
nachhaltige und marktreife Lösungen gesucht werden.
