Zeitgemäße Kälteanlagen müssen nicht nur effizient und zuverlässig arbeiten, sondern immer mehr auch hohe Anforderungen an den Klimaschutz erfüllen. Dabei spielt die Wahl des Kältemittels eine wichtige Rolle. Umweltfreundliche Kälteanlagen setzten bis heute – speziell bei großen Anlagen mit mehr als 1000 kW Kälteleistung – Ammoniak als Kältemittel ein; und in besonderen Fällen, wie etwa Gewerbekälte-Anwendungen, auch CO2. Zudem haben sich in den letzten Jahren die synthetischen Low-GWP-Kältemittel (HFO) im Reigen der klimafreundlichen Kältemittel etabliert. Daneben gab es im Stillen eine rasante Entwicklung bei den Kältemaschinen, die mit Propan (R 290) arbeiten. War Propan bisher vor allem im mittleren Leistungsbereich – Anlagen zwischen 200 und 500 kW – ein Thema, ist es nun auch eine valable Alternative für Kälteleistungen von bis zu 1200 kW.
Propan ist ein Kohlenwasserstoff, der die Ozonschicht nicht schädigt und einen vernachlässigbaren Treibhauseffekt (GWP von 3) hat. Auch zeichnet sich Propan durch sehr gute thermodynamische Eigenschaften aus. So sind Propan-Anlagen ausgesprochen energieeffizient und brauchen nur geringe Kältemittel-Füllmengen. Dabei sind die Kosten für das Kältemittel, verglichen mit den synthetischen Kältemitteln, moderat. Allerdings ist Propan leicht entflammbar. Dies bringt es mit sich, dass Propan-Anlagen anspruchsvolle Sicherheitsauflagen erfüllen müssen. Da Propan schwerer als Luft ist, bedarf der Einsatz in Innenräumen entsprechend aufwendiger baulicher und technischer Vorkehrungen. Doch bei Kompaktanlagen mit Außenaufstellung gibt es heute sichere Lösungen, die gleichzeitig auch wirtschaftlich sehr interessant sind. Dies hat einen veritablen Wachstumsschub ausgelöst bei Propan-Anlagen – für die Industrie- und Gewerbekälte ebenso wie für die Klimakälte.
Vom Shoppingcenter zum Innovationsstandort
Ein Beispiel dafür ist die Contracting-Energielösung „Stücki Powerbox“ des Basler Energieversorgungsunternehmens IWB auf dem „Stücki“-Areal. Hier, im Basler Dreiländereck, wurde 1917 die „Basler Stückfärberei AG“ gegründet. Sie gehörte zu den Pionierinnen der chemischen Industrie und beschäftigte bis Ende der 60er-Jahre über 700 Mitarbeitende. Nachdem die Firma 1984 die Tore schließen musste, diente das Gebiet rund 20 Jahre als Begegnungsort für Kunst und Kultur. Dem Zeitgeist verpflichtet entstand in den Nullerjahren auf dem Areal ein Shoppingcenter, das 2009 die Tore öffnete. Daneben wurde auf den Mauern der alten Fabrik der Stücki Businesspark gebaut. 2011 zog hier der Technologiepark Basel ein.
Seit 2017 wandelt sich das Stücki-Areal kontinuierlich weiter. Aus dem klassischen Shoppingcenter entstand eine attraktive Mischnutzung: Neben dem Einkaufen gibt es Büros und Gewerbeflächen. Ein Fitnesscenter ist hier heimisch geworden, ebenso wie ein großes Kino mit mehreren Sälen, Co-Working-Spaces sowie verschiedene Gesundheitsanbieter. Zudem entstehen auf dem Areal bis 2023 zwei Neubauten mit zusätzlichem Raum für Unternehmen, Unterhaltungsangebote und Gastronomie.
Nachhaltige Energie von A bis Z
Die Contracting-Lösung von IWB versorgt das Areal seit 2009 mit Wärme sowie mit Kälte für die Klimatisierung der Gebäude und die Kälteprozesse der Unternehmen. Mit der Wandlung der Gebäudenutzung veränderten sich in den letzten Jahren auch die Bedürfnisse der Energiezentrale. Denn Werkzeugmaschinen, Reinraumtechnik oder Serverräume der Betriebe im Stücki-Park sind heute mehr denn je auf eine unterbrechungsfreie Kälteversorgung angewiesen. Daher musste die Kältezentrale erweitert werden, sodass die Spitzenlasten gedeckt sind und Versorgungssicherheit gewährleistet ist.
Das Stücki bezieht die Wärmeenergie zum größten Teil von den nahegelegenen Klärschlammverbrennungsöfen der Abwasserreinigung ProRheno. Jährlich werden 4500 MWh CO2-neutrale Wärme mit einem Temperaturniveau von 175 °C bezogen. Damit deckt IWB einerseits den Wärmebedarf und betreibt anderseits zwei 4-MW-Absorptionskältemaschinen, die mit dieser Wärme einen Großteil der benötigten Kälte erzeugen.
Im Zuge der Erweiterung wurde die Stücki-Energiezentrale zusätzlich zur Absorptionsmaschine mit einer elektrischen Kältemaschine ergänzt. So kann der Kälte-Spitzenbedarf für die Kälteprozesse das ganze Jahr rund um die Uhr garantiert werden. Diese Sicherheit ist für das Contracting von IWB unerlässlich. Für IWB war es von Beginn an klar, dass nur eine Kälteanlage mit einem umweltfreundlichen, natürlichen Kältemittel zum Einsatz kommen darf. Das Unternehmen setzt in allen seinen betrieblichen Tätigkeiten auf Nachhaltigkeit. Daher entschied es sich nach der Evaluation für Propan. Die weiteren Parameter: Auslegung des Systems auf 8/14 °C, Außenaufstellung auf dem Dach, eine Kälteleistung von mindestens 1000 kW bei Außenlufttemperaturen von bis zu 40 °C, eine Leistungszahl von über 3,5 (EER) respektive von 4,5 übers ganze Jahr betrachtet (ESEER).
Propan stößt in den Megawattbereich vor
Die Größe der neuen Propan-Kälteanlage für die Energiezentrale ist bemerkenswert und stellt einen Meilenstein dar. Die Anlage besteht aus zwei luftgekühlten Flüssigkeitskühlern der CTA. Jeder ist mit zwei halbhermetischen Schraubenverdichtern bestückt, die jeweils 600 kW Kälteleistung erbringen. Die zwei getrennten Kältemittelkreisläufe werden über eine stufenlose Leistungsregulierung betrieben. Diese Regulierung mittels Inverter ermöglicht einen bedarfsgerechten, effizienten und sparsamen Betrieb. Bemerkenswert ist zudem, dass für diese Leistung gerade einmal 46 kg des Kältemittel Propan (R 290) pro Kältekreis notwendig sind.
Bei Propan-Anlagen ausschlaggebend ist, dass nur hochwertige und markterprobte Komponenten eingesetzt werden. Fast noch wichtiger ist es zudem, dass Wartung und Unterhalt während der gesamten Lebensdauer der Anlage sichergestellt sind. Hier lohnt es sich, auf die Konstanz und geografische Nähe eines Schweizer Unternehmens wie der CTA zu setzen. Gerade bei natürlichen Kältemitteln und Anlagen für geschäftskritische Anwendungen zeichnen sich lokale Anbieter durch verlässliche, rasch verfügbare Service-Leistungen aus, die sich über den gesamten Lebenszyklus mehr als rechnen.
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