Energetischer Stand und Trends bei der Kältetechnik für Supermärkte

Mit 134 Teilnehmern, darunter Wissenschaftler, Vertreter anderer Organisationen und natürlich Ausrüster und Betreiber von Supermärkten, war die Veranstaltung die meistbesuchte ihrer Art. Das Symposium wurde von Dr.-Ing. Rainer Jakobs souverän moderiert. Die Teilnehmer erhielten einen guten Überblick über den gegenwärtigen Entwicklungsstand bei der kältetechnischen Ausrüstung neuer und rekonstruierter Supermärkte und können mit diesem Wissen an ihre weiteren Aufgaben gehen. Einige Vorträge mit bedeutendem Inhalt sollen hier besprochen werden.

Prof. Dr.-Ing. Michael Arnemann, Hochschule Karlsruhe, sprach eingangs zu den theo­­retischen Zusammenhängen bei der Bewertung der Energieeffizienz von Kälteerzeugungsprozessen. Er ging von der Aufgabe der Kältemaschine aus, den Wärmeeinfall in die Anlage abzuführen und dabei als erste Voraussetzung dafür zu sorgen, dass dieser durch entsprechende Gestaltung der Kühlmöbel, Lagerräume und Transporteinrichtungen so gering wie möglich gehalten wird. Er hob die Bedeutung der VDMA-Regel 24247-4 für die Bewertung dieser Zusammenhänge hervor und definierte verschiedene Güte­grade zur Analyse des Prozesses. Er erwähnte den Einfluss des Kältemittels sowie der Wahl der Anlagenschaltung, wobei Betriebs- und Investitionskosten nicht selten im Wettbewerb zueinander stehen. Die Einbeziehung einer sinnvollen Abwärmenutzung stellt eine große Reserve zur energetischen Opti­mierung der Supermarktkälteanlagen dar.

Anschließend referierte Andrea Voigt, Ge-neraldirektion von EPEE in Brüssel, über das Vorhaben, die EU-Verordnung 842/2006 durch eine neue Vorschrift zu ersetzen (Verordnung überfluorierte Treibhausgase), die eine deutlich strengere Regulierung der Kältemittel mit Treibhauspotenzial vorsieht, als bisher vorstellbar war. Diese Maßnahme soll u. a. das Erreichen des Energieziels der EU 20-20-20 (je 20 Prozent Reduzierung von globalem Treibhauspotenzial, Nutzung von erneuerbarer Energie und Reduzierung des Energieverbrauchs) unterstützen. Dabei ist gegenwärtig deutlich, dass die Energieeinsparung die größten Probleme bereitet. Der Supermarkt muss dabei aber unbedingt seinen Anteil leisten, wobei im Einzelnen die Eco-Design-Richtlinie, die Energieeffizienz-Richtlinie, die Gebäudeeffizienz-Richtlinie, die Erneuerbare-Energien-Richtlinie und die zu erwartende F-Gase-Verordnung eine Gesamtheit bilden. Die Vorbereitung der neuen Verordnung zu den fluorierten Treibhausgasen ist ein sehr widersprüchlicher Prozess, der auch zu vielen Reibungspunkten bei den EPEE-Mitgliedern führt. Andrea Voigt nannte auch die erwarteten erheblichen Energie-Einsparpotenziale, so zum Beispiel 6 TWh für das professionelle Kühlen und 80 TWh für die Großklimatisierung. Die Supermärkte sind also sowohl von der bestehenden Gesetzgebung als auch von künftigen Energie- und Klimazielen direkt betroffen. Sie können das als Chance nutzen.

Nach diesen beiden Grundsatzvorträgen wurde eine Reihe von technischen Lösungen vorgestellt und untersucht, wobei das grundlegende Ziel in der Darstellung der Verbesserung der energetischen Bilanz des Supermarktes bestand.

Dipl.-Ing. Lutz Krischausky, Wolf GmbH, Mainburg, widmete sich hocheffizienten Lüftungsanlagen für Discounter-Filialen. Ausgehend von den hohen Energie-Einsparzielen stellte er die bedarfsgesteuerte Außenluftversorgung dar, sowie spezielle Türluftschleier zur Vermeidung des Schneeeintrages in den Markt, warb für die vorgeschriebene Wärmerückgewinnung bei Anlagen über 4000 m³/h Luftstrom mit Plattenwärmeübertragern und der Begrenzung des spezifischen Lüftungs-Energieaufwands bei 2000 W/m³/s. Er betrachtete schließlich die Senkung des Energieverbrauchs für die Lüftung durch freilaufende Ventilatorräder mit Antrieb durch EC-Motoren.

Großes Interesse weckte der Vortrag von Dipl.-Ing. Bernd Heinbokel, Carrier Kältetechnik Deutschland GmbH, zur Anwendung des VDMA-Quick-Checks (VDMA 24247-4) auf Anlagen mit CO₂ als Kältemittel mit dem Nachweis der guten und ständig verbesserten Energieeffektivität von Supermarktkälteanlagen. Der Check ermittelt eine Kennzahl Energiebedarf je Displayfläche und Jahr, wobei durch Korrekturfaktoren Abweichungen vom Referenzwert berücksichtigt werden, wie zum Beispiel Klimaregion oder Öffnungszeiten. Zusätzlich werden Einflussgrößen wie Verglasungsanteil und Betriebsweise der CO₂-Anlagen berücksichtigt. Heinbokel zeigte nicht nur die ständige Zunahme der Anzahl von Supermarktkälteanlagen mit CO₂ als Kältemittel, sondern konnte unter Nutzung des VDMA-Checks auch die ständige Effektivitätsverbesserung von durchschnittlich sechs Prozent jährlich sowohl durch effektivere Kälteerzeugung als auch durch geringeren Kühlbedarf infolge effizienterer Möbel für Märkte mit Carrier-Anlagen darstellen. Das Zahlenwerk dieses Vortrags ist für alle Ausrüster von Supermärkten äußerst wertvoll und sollte eine ständige Arbeitsgrundlage sein.

Der Vortrag von Arndt Rolles, Daikin Airconditioning Germany GmbH, zur Betrachtung der Kältemittelemissionen und der Betriebskosten verschiedener Anlagenkonzepte griff ein weiteres wichtiges technisches Problem auf. Er verglich verschiedene Lösungen, nämlich die Daikin-Verbundanlage mit R 410 A, einen R 404 A-Verbund, eine R 134 a/CO₂-Kaskade und eine transkritische CO₂-Booster-Anlage. Dabei schnitt die Daikin-Anlage Conveni-Pack sowohl bei den direkten und indirekten Emissionen als auch bei den Betriebskosten am besten ab. Diese berücksichtigt die Wärmerückgewinnung und eine Wärmepumpe im Gesamtsystem. Auch dieser Vortrag enthält ein umfangreiches Zahlenmaterial, das man nur im Original auswerten kann.

Große Resonanz erfuhr Jens Segebrecht, Inhaber und Geschäftsführer eines Edeka-Schlemmermarktes, für seinen lebhaften Bericht von der energetischen Rekonstruktion seines Marktes mit beeindruckendem Energiesparpotenzial. Sein Markt konnte mit der kältetechnischen Rekonstruktion auf der Basis des Daikin-Conveni-Packs beim Vergleich vor und nach der Rekonstruktion 160000 kWh/a einsparen. Daraus leitet sich ohne statistischen oder wissenschaftlichen Hintergrund ab, welche Reserven die Kältetechnik in diesem Geschäftsfeld insgesamt noch hat.

Im Vortrag von Daniel Strauch, Danfoss GmbH, wurde das Thema noch einmal von der CO₂-Seite aus aufgegriffen und gezeigt, dass die CO₂-Lösung mit Wärmerückgewinnung im Vergleich zu Anlagen ohne Wärmerückgewinnung am besten abschneidet. Es ist ja unbestritten, dass sich dafür CO₂ als Kältemittel besonders eignet. Da die Anlagen, auf die sich die Aussagen von Rolles und von Strauch beziehen, sehr unterschiedlich sind, kann man schließlich kein bewertendes Urteil abgeben.

Dipl.-Ing. Joachim Gerstel (DuPont de Nemours GmbH) be-schäftigte sich mit der Vorbereitung des Einsatzes von Alternativkältemitteln zu R 404 A in der Gewerbekälte. Das liegt auf der Linie des Vortrags von Andrea Voigt zur Kältemittelperspektive in der EU. R 404 A steht im Fokus, da hohe Bedarfsmengen und ein hohes spezifisches Treibhauspotenzial erheblich zum äquivalenten CO₂-Ausstoß beitragen. DuPont bietet perspektivisch als Alternativen DR 7 und DR 33 an, wobei ersteres mit einem GWP von 246 sehr gut zu bewerten ist, aber in der Sicherheitskategorie 2L, schwer entflammbar, eingeordnet werden muss. Das DR 33 ist diesbezüglich unproblematisch, weist aber einen GWP-Wert von 1 410 auf. Die thermische Stabilität ist für beide Stoffe gegeben. Thermodynamisch weisen beide Stoffe eine vergleichbare Leistung zu R 404 A auf. Bei Tests in Gewerbekühlmöbeln haben sich beide Kältemittel ebenfalls energetisch als vergleichbar zu R 404 A erwiesen.

In drei weiteren Vorträgen zum Energiecontrolling und -monitoring wurden aktuelle Ergebnisse geboten. Unter https://www.zvkkw.de/ gibt es die Vorträge zum Herunterladen, wenn man sich ein Passwort vom Veranstalter besorgt. UA -