Überlegungen für die Anwendung im Supermarkt

Bei allen Überlegungen muss bei der Auswahl aber in erster Linie auf das Kühlgut geachtet werden, welches man so schonend wie möglich behandeln muss, um Frische, Aussehen, Gewicht und damit die Qualität zu erhalten. Die in der Fachliteratur einschlägigen Tabellen geben die optimale Lagertemperatur und -feuchte vor, die einzuhalten sind. Über diese Grundlagen gilt es dann den optimalen Luftkühler auszuwählen, der in der Lage ist, beide Parameter zu erfüllen und gleichzeitig wirtschaftlich ist. Die GEA Küba GmbH hat für alle Anwendungsfälle den richtigen Luftkühler parat, um die Bedürfnisse optimal abzudecken. Von der einfachen Kühlanwendung für verpackte Produkte bis zur komplexen Lagerung hochwertiger und empfindlicher Lebensmittel bietet die GEA Küba GmbH das komplette Portfolio, stets den maximalen Kundennutzen im Auge behaltend.

Temperatur und Feuchte

Ein wichtiger Auslegungsfaktor, nachdem die optimale Lagertemperatur und -feuchte ermittelt wurden, ist die Auswahl des richtigen ΔT. Hierfür stehen entsprechende No-mogramme zur Verfügung über die sich abhängig von der zu erzielenden Feuchte und Verdampfungstemperatur das optimale ΔT ablesen lässt. Grundsätzliche Parameter wie diese bestimmen auch, welcher Art der Hochleistungsverdampfer bezüglich seiner Bauform zu sein hat, da eine größere Oberfläche eine geringere Entfeuchtung bedeutet.

Während in Tiefkühlräumen eher ­kubische Verdampferformen den Vorrang haben, findet man in den Lagerräumen der Supermärkte bevorzugt sogenannte De­ckenverdampfer, die ein Minimum an Platzbedarf realisieren und daher den ­Kühlraum effektiv beladen lassen.

Zur Bestimmung des ΔT nachfolgend ein Beispiel, bei dem man mittels des Nomogramms den optimalen Wert fest­legt.

Gewählt wird z. B. unverpacktes Kühlgut mit einer optimalen Feuchte von 80 Prozent r. F. und einer Raumtemperatur von 6 bis 8 °C, wie es bei Gemüse oft der Fall ist.

Man zieht nun auf der rechten Seite des Nomogramms (Bild 1) eine senkrechte Linie, ausgehend von der 80-Prozent-Marke zu der Linie des unverpackten Kühlgutes. Da man weiß, dass bei kleinem ΔT am wenigsten entfeuchtet wird und die Raumtemperatur um die 6 bis 8 °C betragen soll, zieht jetzt eine waagerechte Linie auf die Linie der voraussichtlichen Verdampfungstemperatur, hier t₀ = 0 °C. Senkrecht nach unten gehend ergibt sich dann das ΔT von 8 K.

Auf dieser Grundlage lässt sich dann bei der Selektion des Verdampfers die optimale Oberfläche bestimmen und damit eine Leistungsberechnung durchführen.

Es gilt: wenn Q = Konstant Q = k A ΔTm

• Je größer die Verdampferoberfläche,
• desto kleiner das ΔT,
• desto weniger Entfeuchtung,
• umso geringer der Masseverlust.

Geringer Masseverlust ist das Ziel des Kunden, um maximale Erlöse zu erzielen, da Masseverlust Umsatzverlust bedeutet.

Die Überhitzung

Um den installierten Verdampfer dann auch optimal ausnutzen zu können, ist es erforderlich, das perfekte Überhitzungsverhältnis einzustellen. Durch aufwendige Messungen in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung ist es der GEA Küba GmbH gelungen, einen Faktor aus den Parametern Lufteintritt t_L1, Verdampfungstemperatur t₀, Überhitzungstemperatur t_oh und Verdampfungsdruck p₀ zu erarbeiten, der die optimale Füllung des Verdampfers und damit die 100%ige Leistung sicherstellt. Dieser liegt bei 0,65 (Bild 2)!

Mithilfe eines Tools, aber auch rein rech­nerisch, kann nun der Faktor nach der Ermittlung von zwei Differenzen abgelesen werden.

Geg.: Lufteintritt t_L1 = 3 °C, Verdampfungstemperatur t₀ = 5 °C, Überhitzungstemperatur t_oh = +0,2 °C

Ansatz: Δt_oh = t_oh t₀ = 5,2 K und
Δt₁ = t_L1 t₀ = 8 K

Mit dem Überhitzungsschieber der GEA Küba GmbH lässt sich dieses Verhältniss leicht und unkompliziert einstellen. Ein kleinerer Faktor bedeutet eine schlechtere Regelbarkeit, da in der Praxis dann die Überhitzung zu klein wird, ein höherer Faktor nutzt den Verdampfer nicht mehr voll aus. Zu beachten ist hierbei, dass die Anhebung der Verdampfungstemperatur um 1 K eine Energieeinsparung von rund drei Prozent bedeutet.

Ventilatorentwicklung: AC optimiert, EC kommutiert

In den letzten Jahren hat sich in der Ventilatorentechnik eine Neuheit etabliert, mittels der die Verluste der konventionellen AC-Technik eliminiert werden können. Die EC-Technik bietet Wirkungsgrade bis 90 Prozent und kann daher mit einem Energieeinsparpotenzial bis zu 30 Prozent glänzen. Die elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren sind drehzahlregelbar, vernetzbar und können über Busverdrahtung gesteuert werden. Ein intelligentes Motormanagement schafft hierfür die Grundlage und beinhaltet überdies auch noch eine integrierte Schutzschaltung, sodass lediglich eine Absicherung der Zuleitung erfolgen muss. Natürlich sind hier der höhere Anschaffungspreis und daher eine höhere Grundinvestition der Nachteil, der sich aber schnell in einen Vorteil durch die Energieeinsparung umkehrt. Für Verflüssiger sind daher EC-Ventila­toren wegen der Drehzahlregelung State of the Art (Bild 3)!

Für Luftkühler mit Direktexpansion ist die Drehzahlregelung wegen der Regelung des Expansionsventils kein Thema, da ­dieses anfängt instabil zu werden. Dennoch spielt auch hier die Energieeinsparung eine maßgebliche Rolle.

AC-optimierte Motoren, die auf einen bestimmten Betriebspunkt ausgelegt sind, können hier die Alternative sein, da sie bei ähnlicher Leistungsaufnahme fast die gleiche Leistung bringen.

Rohr-Lamellen-Systeme

Für die optimale Wärmeübertragung ist ein perfektes Zusammenspiel der Rohr- und Lamellenkombination maßgebend. Durch die neuen, innenberippten Rohre wurde es möglich, den inneren Wärmeübergang zu optimieren, während die optimale Lamellenform mit Kragen für einen guten äußeren Wärmeübergang verantwortlich ist. Beide zusammen bestimmen die Effektivität des Rohr-Lamellenpakets und dessen Wärmeübergang. Generell ermöglicht das Zusammenspiel einen maximalen Wärmeübergang bei geringstem Druckverlust. Das GEA Küba Rohr-Lamellen-System HFE (Heat Flux Efficiency) vereint diese Vorgabe aufs Beste.

Hygiene, HACCP* und Korrosion

Die Oberflächengestaltung trägt zur Hy­giene bei! Bei der Auswahl des richtigen Verdampfers spielen auch die Faktoren Korrosionsschutz und Reinigung eine große Rolle. Die HACCP-Verordnung schreibt regelmäßige Reinigungen in bestimmten Intervallen vor. Um den stetig agressiveren Reinigungsmitteln Rechnung tragen zu können, ist es erforderlich, konsequent hochwertige Beschichtungen auf die Grundwerkstoffe Kupfer, Aluminium und Stahlblech aufzubringen.

Durch mehrfache Pulverbeschichtung oder auch Nasslackierung bei Gehäuseteilen sowie der Epoxybeschichtung bei Aluminiumlamellen kann man dem, je nach Art der agressiven Substanzen, entgegen­wirken (Bild 4). Ebenso sind Edelstahlvarianten bei Gehäuse, Verrohrung und auch Lamellen verfügbar. Klappbare Tropfwannen erleichtern die Reinigung und Beseitigung von Bakteriennestern erheblich. Auch klappbare Ventilatoren sind heute lieferbar.

Nach der Reinigung mit chemischen Mitteln ist aber immer und unbedingt auf ausreichende Neutralisierung mit Wasser zu achten, da alle Reiniger hoch agressiv sind. Sonst droht der vorzeitige Ausfall des Luftkühlers durch Korrosion.

Alle Maßnahmen müssen in Summe den Anforderungen des Betreibers genügen. Sorg­fältige Planung, energetische Auswahl und Zusammenstellung der geeigneten Komponenten, aber auch die fachgerechte Montage und Inbetriebnahmen ergeben zusammen ein Produkt, welches über lange Zeit optimale Ergebnisse bringen wird. -

* Das Hazard Analysis and Critical Control Points-Konzept (abgekürzt: HACCP-Konzept, zu Deutsch: Gefahrenanalyse und kritische Lenkungspunkte) ist ein vorbeugendes System, das die Sicherheit von Lebensmitteln und Verbrauchern gewährleisten soll.

Leiter Service und Produktmanagement, GEA Küba GmbH, Baierbrunn