Coop ist gemessen an Umsatz und Mitarbeiterzahl der größte Schweizer Handelskonzern. In seinen landesweit über 800 Su-permärkten bietet das Unternehmen zahlreiche Tiefkühl- sowie Frischeprodukte an. In der Filiale Birsfelden wurde zur Kühlungeine Zentralanlage für den kompletten Supermarkt installiert. Sie gewährleistet, dass in allen Kühlräumen, Kühlmöbeln, Tiefkühlmöbeln und Tiefkühlräumen die richtige Temperatur herrscht. Die von der Kälte AG Basel eingebaute Anlage ist seit 2012 im Einsatz. Gefertigt wurde sie von dem italienischen Hersteller Enex srl. Sie bietet eine Kälteleistung von etwa 111 kW für die Normalkühlung und ca. 20 kW für die Tiefkühlung.
Der Kälteanlagenverbund arbeitet mit dem natürlichen Kältemittel Kohlendioxid (R 744, CO2). In Birsfelden kommen sowohl in der Tiefkühlung als auch in der Normalkühlung sogenannte Booster-Anlagen zum Einsatz. Als Booster wird der technische Kniff bezeichnet, die Hochdruckseite eines vorgeschalteten Tiefkühlverdichters direkt mit der Saugseite einer zweiten Verdichterstufe zu verbinden. Solche Booster-Anlagen werden in unterschiedlichen Ausführungen vor allem in Supermärkten eingesetzt. Sie arbeiten mit transkritischen und subkritischen CO2-Verdichtern.
Transkritische und subkritische Verdichter sind unterschiedlich gebaut, um der Physik Rechnung zu tragen. Bei transkritischen Anwendungen liegt der Betriebspunkt oberhalb des kritischen Punktes (31 °C, 73,75 bar) im Druck-Enthalpie-Diagramm. Oberhalb dieses Punktes bei höheren Verflüssigungstemperaturen sind Temperatur und Druck nicht mehr voneinander abhängig und der Aggregatzustand des Kältemittels lässt sich nicht mehr differenzieren. In diesem Zustand ist das CO2 weder Dampf noch Flüssigkeit und kann auch unter noch so hohem Druck nicht verflüssigt werden. Daher muss die Temperatur des Kältemittels in einem Gaskühler abgesenkt werden.
Transkritische Anlagen arbeiten bei einem höheren Druck als subkritische, weswegen transkritische Verdichter eine höhere Gehäusefestigkeit und Triebwerksauslegung aufweisen müssen. Zudem ist eine transkritische Anlage für den energieeffizientenBetrieb auf den optimalen Hochdruck zu regeln, um die größtmögliche Enthalpiedifferenz am Verdampfer und die geringstmögliche Leistungsaufnahme des Verdichters zu erzielen. Für diese Regelung ist dem Hochdruckwärmeübertrager ein zusätzliches Ventil mit intelligenter Steuerung nachgeschaltet.
Im Birsfeldener Coop arbeiten insgesamt vier für transkritische Prozesse ausgelegte, vierzylindrige Verdichter aus dem Hause GEA Refrigeration Technologies: drei Standardgeräte des Typs HGX34/150-4 ML CO2 T sowie ein frequenzgeregelter HGX34/150-4 S CO2 T-Verdichter mit leistungsstärkerem Antrieb. Bei diesen Verdichtern sind im transkritischen Betrieb eine Verdampfungstemperatur von 10 °C, eine Temperatur am Gaskühleraustritt von 35 °C und ein idealer Hochdruck von 90 bartypisch. Hierbei ergibt sich eine Leistungszahl (COP) von 1,9. Werden diese Verdichter im subkritischen Bereich bei niedrigen Verflüssigungstemperaturen betrieben, ergibt sich bei der Verdampfungstemperatur von 10 °C und einer Verflüssigungstemperatur von 15 °C eine Leistungszahl von 5,2.
Bei den drei weiteren GEA Bock- CO2-Verdichtern handelt es sich um zweizylindrige HGX12P/40-4 CO2 für den subkritischen Betrieb, von denen einer frequenzgeregelt ist.
Mit dem Einsatz von CO2 ist das Engagement des Baseler Supermarktes im Bereich der Nachhaltigkeit aber keineswegs abgeschlossen. Das Kälteanlagen-Verbundsystem nutzt darüber hinaus das Prinzip der Wärmerückgewinnung: Die aus den Kühlstellen aufgenommene Energie kann effizient genutzt werden etwa als Heizenergie oder auch zur Warmwasserversorgung des Supermarktes. -
CO2 ein Kältemittel mit entscheidenden Vorteilen
In der Kältetechnik hat Kohlendioxid (CO2/R 744) bereits eine lange Tradition. Das farblose, unter Druck verflüssigte Gas besitzt einen schwach säuerlichen Geruch beziehungsweise Geschmack. Es weist mit dem Wert 1 ein sehr niedriges Treibhausgaspotenzial (Global Warming Potential = GWP) auf. Zudem besitzt das Kältemittel kein Ozonabbaupotenzial (Ozone Depletion Potential = ODP) und ist gemäß den Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS 220) in die Sicherheitsgruppe A1 eingestuft. CO2 ist als eines der wenigen nachhaltigen Kältemittel für Kühlanlagen in Supermärkten zugelassen. CO2 ist in sehr großen Mengen natürlich vorhanden. Es ist nicht brennbar, chemisch inaktiv und schwerer als Luft. Auf den Menschen wirkt Kohlendioxid erst bei hohen Konzentrationen narkotisierend und erstickend.
