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Systeme

Systemvorschlag: Dezentrale Geräte mit zentraler Rückkühlung

Die Temperaturen, auf die verschiedene Arten von Lebensmitteln gekühlt werden müssen, unterscheiden sich in durchaus relevanter Weise, wie in Abbildung 11 illustriert ist. Bei einer Verbundanlage muss aber die gemeinsame Verdampfungstemperatur so eingestellt werden, dass die niedrigste geforderte Temperatur noch gewährleistet werden kann. Selbst bei gleichen Solltemperaturen müsste sich die Verdampfungstemperatur nach der Kühlstelle mit der momentan höchsten Leistungsanforderung, etwa nach Nachfüllen von etwas wärmeren Waren, richten.

Abbildung 11: Typische Kühltemperaturen für Lebensmittel


Aufgrund des potenziell großen Einflusses der Verdampfungstemperatur auf die Arbeitszahl stellt sich daher die Frage, ob nicht getrennte Kältekreisläufe für jedes Kühlmöbel prinzipielle Vorteile bieten würden. Neben den ideal anpassbaren Verdampfungstemperaturen sind die folgenden Pluspunkte für diesen Ansatz zu erkennen:

  • Es handelt sich, von der Art der Wärmeabgabe abgesehen, um übliche steckerfertige Geräte. Die Kälteaggregate können mit abgestimmten Komponenten und praktisch verschwindender Leckrate in großen Serien zu geringen Stückkosten industriell gefertigt werden. Kältetechniker vor Ort sind nicht mehr erforderlich.
  • Die Regelungstechnik bleibt trotz potenzieller Optimierung der Effizienz überschaubar.
  • Die Abwärme wird weiterhin an eine gemeinsame Wärmesenke mit ggf. niedriger Temperatur abgeführt. Die Rückkühlung kann nach wie vor außerhalb des Verkaufsraums über eine Wärmesenke niedriger Temperatur erfolgen. Im Winter besteht weiterhin die Möglichkeit der Abwärmenutzung für die Raumheizung.
  • Durch die kurzen Kältemittelleitungen verringern sich die Saugleitungsverluste, allein dadurch sind 5 bis 10 % Energieeinsparung möglich.
  • Die geringen Kältemittelfüllmengen erlauben den Einsatz von brennbaren Kältemitteln wie z. B. R290 (Propan), die (derzeit) ohne Explosionsschutz nur in Anlagen mit einer Füllmenge bis 150 g verwendet werden dürfen. R290 besitzt nur ein GWP von 20, erlaubt aufgrund der niedrigeren Drücke leisere Anlagen und verbessert gewöhnlich gegenüber R134a/R404A die Arbeitszahl um 10 bis 15 % [UBA 2008].


Die Komponenten für solche Systeme sind grundsätzlich verfügbar: In skandinavischen Ländern, in denen es gesetzliche Beschränkungen der Füllmengen für klimawirksame Kältemittel gibt, werden kalt- oder warmseitige Solekreisläufe regelmäßig eingesetzt. Steckerfertige Kühlgeräte sind bei den Marktbetreibern aufgrund ihrer Flexibilität beliebt, und die Hersteller der in Abbildung 3 gezeigten Geräte (Abbildung 3 siehe Abschnitt Kühlmöbel) behaupten eine höhere Effizienz als bei üblichen Verbundkälteanlagen.

Tatsächlich gibt es mindestens einen Systemanbieter für diesen Ansatz, die spanische Firma AREA, der allerdings noch mit R404A als Kältemittel arbeitet.

Systemvorschlag: Kompaktgeräte für Lebensmittelkühlung und Klimatisierung

Eine der prinzipbedingten Schwächen der üblichen Verbundkältesysteme besteht darin, dass sie individuell geplant und erstellt werden. Das erfordert für jeden Einzelfall eine Abstimmung der Komponenten aufeinander, insbesondere, wenn noch eine Abwärmenutzung integriert werden soll. Vorgefertigte Gesamtsysteme aus einer Hand, die die Lebensmittelkühlung, die Raumwärmeversorgung und ggf. auch eine Raumkühlung komplett und monovalent übernehmen, versprechen hier Vorteile.

Solche Systeme werden bereits von verschiedenen Herstellern angeboten. Sie ersetzen jeweils die konventionelle Raumwärmeversorgung, wobei bei nicht ausreichenden Abwärmemengen der Lebensmittelkühlung die Wärmepumpe zusätzlich den dann nicht benötigten Außenluft-Verflüssiger als Wärmequelle verwenden kann. In der Regel werden in diesen Systemen bereits hochwertige Wärmepumpen mit Gleichstrommotor und Druckregelung eingesetzt, was aufgrund der Doppelnutzung für Kühlung und Wärmeerzeugung auch wirtschaftlich nochmals interessanter wird. Die Tiefkühlung wird sinnvollerweise in Kaskade an die Normalkälteerzeugung angeschlossen, das erlaubt z. B. die relativ problemlose Nutzung von CO2 als Kältemittel.

Einige Hersteller bieten Systeme an, die mit üblichen R404A-Kühlmöbeln kompatibel sind. Andere verwenden kaltseitig ein Sole-Sekundärsystem, so dass nur minimale Kältemittelfüllmengen erforderlich werden. In diesem Fall kann beispielsweise Propan als Kältemittel eingesetzt werden. Die Raumheizung erfolgt entweder über Umluft, z. B. in Deckenkonvektoren, die auch eine Raumkühlung erlauben, oder – potenziell effizienter – mit einer Fußbodenheizung.

Siehe auch

Vorhergehende Abschnitte

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