Ein Teil der erzeugten Wärme wird für Heiz- und Brauchwasser genutzt.
In Dortmund wurde ein Modernisierungsprojekt umgesetzt, das zeigt, wie innovative Kältetechnik sowohl ökologische als auch ökonomische Vorteile vereinen kann. Ziel war es, ein bestehendes Tiefkühllager auf den neuesten Stand der Technik zu bringen und dabei den CO2-Fußabdruck deutlich zu reduzieren. Mit dem Einsatz moderner CO2-basierter Kälteanlagen wurde ein wichtiger Schritt hin zu mehr Nachhaltigkeit in der Branche realisiert.
Das zu modernisierende Tiefkühllager war bislang mit Anlagen ausgestattet, die mit dem Kältemittel R 449A (GWP 1397) betrieben wurden. Im Einklang mit den Klimazielen des Unternehmens sollte der Fokus auf der Reduktion direkter Emissionen liegen. Dies erforderte eine Umstellung auf Systeme mit natürlichen und zukunftssicheren Kältemitteln, wie CO2 (R 744).
Planung und Umsetzung
Das anspruchsvolle Projekt wurde vom Planungsbüro Effektivplan in Zusammenarbeit mit HEIFO Kältetechnik aus Osnabrück geplant und umgesetzt. Das Projekt erstreckte sich über einen Zeitraum von neun Monaten. Die Integration der neuen Technik musste unter laufendem Betrieb erfolgen, was umfangreiche Planung und enge Abstimmungen erforderte.
Eine der größten Herausforderungen bestand darin, die sechs CO2-Anlagen mit einem Gewicht von je bis zu sechs Tonnen in den bestehenden Maschinenraum zu integrieren. Die Installation erfolgte mithilfe eines Krans und eines Teleskopladers über die Fassade in zehn Metern Höhe. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse mussten die neuen Komponenten millimetergenau gefertigt und eingebracht werden. Ein detailliertes Konzept ermöglichte die koordinierte Arbeit von bis zu zehn Gewerken gleichzeitig, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.
Maßgeschneiderte Verbundanlagen von compact Kältetechnik erwiesen sich als ideale Lösung. In enger Zusammenarbeit mit HEIFO wurde ein Konzept erarbeitet, dass die Anforderungen aller Beteiligten erfüllte.
compact Kältetechnik projektierte sechs identische TK-Booster mit jeweils 120 kW Leistung. Aufgrund der engen Platzverhältnisse wurden pro Anlage zwei Tiefkühl- und zwei Normalkühlverdichter verbaut. Zum Einsatz kommen energieeffiziente Bitzer 6-Zylinder-Verdichter der Ecoline-Serie mit Direktanlauf-Permanentmagnetmotoren (LSPM), die den Motorwirkungsgrad verbessern und die Jahresarbeitszahl erhöhen. Eine höhere Jahresarbeitszahl verringert den TEWI (Total Equivalent Warming Impact) und senkt damit Betriebskosten und den Beitrag der Kältetechnik zum Treibhauseffekt.
Dank der Wärmerückgewinnung und der hohen Energieeffizienz der Anlagen können signifikante Einsparungen erzielt werden.
Darüber hinaus ermöglichen die compact-Anlagen eine Wärmerückgewinnung. Ein Teil der Verflüssigungsenthalpie wird über den Wärmetauscher in der Heißgasleitung zurückgewonnen und zum Erwärmen von Heiz- und Brauchwasser genutzt. Die Wärmerückgewinnung passt sich flexibel an den aktuellen Wärmebedarf an. Pro Anlage kann eine maximale thermische Leistung von 120 kW bereitgestellt werden, wodurch ein großer Teil des Heizbedarfs energieeffizient gedeckt wird.
Herausforderungen in der Luftverteilung und Steuerung
Die Luftverteilung im Tiefkühllager wurde grundlegend optimiert: Kammerkühler der Firma Güntner, die in thermisch isolierten Gehäusen untergebracht sind, minimieren durch elektrisch betriebene Klappen den thermischen Einfluss während des Abtauvorgangs. Die Luft wird aus dem Tiefkühllager herausgesaugt, in den Kammerkühlern heruntergekühlt und anschließend über Lüftungskanäle mit Sekundärlüftern wieder im Lager verteilt. Durch die Verlagerung der Verdampfertechnik in den Maschinenraum sowie die begehbare Lösung werden spätere Service- und Wartungsarbeiten erheblich erleichtert.
Die Steuerung der gesamten Anlagen erfolgt über eine individuell programmierte Siemens S 7 - Steuerung. Diese regelt nicht nur die Temperatur, sondern passt die Leistung der Verdichter mithilfe von Frequenzumrichtern dynamisch an. Der Kältebedarf der sechs Anlagen wird rund um die Uhr benötigt. Jedoch schwankt die Wärmelast durch Produkteinbringungen und Ausfuhr ständig. Daher ist Energieeffizienz ein zentraler Bestandteil der Gesamtlösung. Beide TK-Verdichter sind mit einem Frequenzumrichter ausgestattet, der die Verdichterleistung kontinuierlich an den tatsächlichen Bedarf anpasst. Dies führt zu einem erheblich reduzierten Energieverbrauch sowie geringeren Betriebs- und Wartungskosten.
Nachhaltige Effekte und Ausblick
Mit der neuen CO2-Technologie wurde ein zukunftsweisendes Konzept umgesetzt, dass nicht nur die Betriebskosten des Tiefkühllagers reduziert, sondern auch ein konsequenter Schritt in Richtung CO2-Neutralität des Betreibers ist. Dank der Wärmerückgewinnung und der hohen Energieeffizienz der Anlagen können signifikante Einsparungen erzielt werden. Gleichzeitig unterstützt das Projekt die Erreichung der langfristigen Klimaziele.
Die Kombination aus innovativer Technik, detaillierter Planung und der Expertise erfahrener Fachkräfte machte es möglich, ein nachhaltiges und wirtschaftlich effizientes Ergebnis zu erzielen.
