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Natürliche Kältemittel auf dem Vormarsch

Das Kältemittel R22 ist in der Schweiz und der EU wegen seiner ozonschädigenden Wirkung seit 31. Dezember 2009 verboten. Umweltschonende Alternativen bieten natürliche Kältemittel.

von Foodaktuell Importer


Kälte-Kompressoren verdichten das Kältemittel

Eine allgemeingültige Aussage, welches Kältemittel die grössten Vorteile bietet, lässt sich nicht machen, sagt Andreas Zolliker, Geschäftsleiter der Kältering AG. Auf der Anwenderseite seien die Bedürfnisse sehr unterschiedlich. Das zeige sich bereits bei den Metzgereien. Die Bandbreite der kältetechnischen Geräte und Anlagen für diese unterschiedlichen Bedürfnisse sei immens. „Jede Anwendung stellt wiederum andere Anforderungen an das Kältemittel“, so Zolliker. Aus seiner Sicht ist grundsätzlich nur eine Tendenz klar: Die natürlichen Kältemittel sind in der Schweiz auf dem Vormarsch. Gemeinsam mit Skandinavien sind wir in diesem Bereich – im Gegensatz zum angrenzenden Ausland – sehr innovativ“, betont er.

Wie funktioniert ein Kältemittel?
Kältemittel sind fliessfähige Stoffe, die der Wärmeübertragung in einer Kompressions-Kälteanlage dienen. Sie nehmen im Kreislauf bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme auf, wodurch sie kühlend wirken, und geben bei höherer Temperatur und höherem Druck die Wärme wieder ab. Normalerweise ändern sie dabei zyklisch den Aggregatzustand (flüssig – gasförmig).

Die auf Nachhaltigkeit basierte Gesetzgebung schreibt neben der jährlich durch eine Fachfirma vorzunehmenden und zu dokumentierenden Dichtheitskontrolle aller Anlagen mit mehr als 3 kg Kältemittel-Füllmenge den vermehrten Einsatz natürlicher Kältemittel vor, erklärt Silvan Schaller, Verwaltungsratspräsident der Kältetechnikfirma Schaller UTO.

Abwärme sinnvoll nutzen

Während im Kleingewerbe nach wie vor die herkömmlichen synthetischen Kältemittel eingesetzt werden können, fordert das Gesetz im mittleren Bereich bei der Erneuerung von Plus- und Tiefkühlanlagen bereits eine Mischform mit Kohlendioxid (CO2) für den Tiefbereich. Bei grossen Schlachtbetrieben oder Fleischverarbeitern kommen natürliche Kältemittel wie Ammoniak, Kohlendioxid oder Kohlenwasserstoffe zum Einsatz. Massgebend ist die benötigte Kälteleistung.

Die Auslegung einer neuen Anlage entscheidet sich aber aufgrund verschiedener Faktoren. Wird beispielsweise nicht geschlachtet, sondern werden Produkte teilweise verarbeitet, so verfügt die Metzgerei deshalb lediglich über wenige Kühl- und Tiefkühlkapazitäten im Laden und im rückwärtigen Bereich. Hier werden herkömmliche Systeme eingesetzt. Ist aber ein Schlachtbetrieb oder ein Laden mit anderen Lebensmitteln angegliedert, lohnt sich eine sorgfältige Analyse.

Dabei kommt der Entwicklungsstrategie eine grosse Rolle zu: falls die Anlagen erweiterbar sein sollen, besteht die Möglichkeit, Modultechnik einzusetzen, welche auf den heutigen Bedarf ausgelegt ist und durch Hinzufügen eines weiteren Moduls erweitert werden kann. Dabei wird in einem Maschinenraum mittels Modulen mit geringen Kältemittel-Füllmengen eine Sole gekühlt, welche in einem Leitungsnetz zu den Verbrauchern gepumpt wird.

«Die Investition in eine moderne Kälteanlage rechnet sich heute auch für Metzgereien, die ihr Geschäft auch zukünftig erfolgreich weiter betreiben oder sogar erweitern wollen», ist Schaller überzeugt. Einerseits verbrauchen moderne Komponenten wesentlich weniger Strom, andererseits ist gerade in Metzgereien auch die konsequente Nutzung der Abwärme, die durch die Kühlung entsteht, ein Thema.

Metzgereien haben aus hygienischen Gründen einen hohen Warmwasserbedarf. Für die Warmwasseraufbereitung lässt sich die Abwärme des Kühlsystems deshalb sehr effizient nutzen. Das macht auch in Bezug auf die Energiekosten Sinn. Bei Neuinvestitionen sollte deshalb ein Konzept erstellt werden, das auch den Wärmebedarf berücksichtigt, empfiehlt Schaller.

Gute Vorabklärung

„Bei der Wahl der Kältemittel kommt es auf die Grösse der Anlage an. Bei kleinen Kälteleistungen wird der Plustemperaturbereich mit R134a und der Minustemperaturbereich bis 5 kW Kälteleistung mit R404 und grösser als 5 kW mit dem natürlichen Kältemittel CO2 betrieben, erklärt Bruno Liechti, Geschäftsführer der in Frauenfeld ansässigen Firma Liechti AG. Diese Vorgaben sind dieses Jahr gesetzlich vorgeschrieben und sie sind aus wirtschaftlicher wie auch ökologischer Sicht nachvollziehbar.

Mit dem Kältemittel R134a kann man die Installationskosten gering halten und hat unter den heute zugelassenen synthetischen Kältemitteln einen der tiefsten Treibhauseffekte. Bei grösseren Anlagen geht der Trend eindeutig hin zum natürlichen Kältemittel CO2, stellt Liechti fest. Die Argumente für CO2 sind unter Anderem der Treibhauseffekt, der bei nur 1 liegt, im Vergleich zu R134a, welches einen 1‘300 mal höheren Treibhauseffekt erzeugt. Im Weiteren sind die CO2 Kälteanlagen sehr effizient und der Kunde spart bis zu 20 % an Energiekosten ein.




Beispiel einer industriellen Kälteanwendung im grossen Stil:
das Tiefkühl-Hochregallager von Micarna in Courtepin.

Die sehr grossen Industrieanlagen werden nach wie vor mit Ammoniak betrieben, welche meistens mit einem sekundären Kälteträgerkreislauf ausgerüstet ist. Für Liechti ist eine sehr gute Vorabklärung zwingend notwendig, um im gesamten Anlagenzyklus betrachtet, das beste Ergebnis für den Kunden zu erzielen.

Der Kunde sollte auch über die verschiedenen Möglichkeiten der Einbauten informiert werden, wie Drehzahlregler für die Verdichter oder spezielle Steuerungen für die Aussenkondensatoren usw., welche nach kurzer Zeit durch die Energieeinsparung amortisiert wären. „Die Einregulierung der Kälteanlage, sowie die mögliche Einbindung einer Abwärmenutzung stufen wir auch als Priorität ein, um die Kälteanlage gesamthaft gesehen, möglichst effizient zu betreiben.“

Natürlich werden für die Lagerung der Fleischprodukte auch spezielle Verdampfer mit sehr grosser Wärmeübertragungsoberfläche eingesetzt, um das Produkt zu schonen und den Gewichtsverlust möglichst klein zu halten. Auch in Sachen Produktpräsentation im Verkaufladen sollten die richtigen Kühlgeräte ausgewählt werden, um den besten Verkaufseffekt zu erzielen.

Natürlich und umweltneutral

„In der Kältezentrale der Ernst Sutter AG in Gossau wird für die Kälteerzeugung das Kältemittel NH3, bekannt als Ammoniak, verwendet“, sagt Stefano Martinetti, Leiter Areale und Technik der Ernst Sutter AG. NH3 ist ein natürliches Kältemittel und umweltneutral. Als Kälteträger in den einzelnen Räumen kommt das lebensmitteltaugliche Kältemittel Propylenglykol L zum Einsatz. Beide Kältemittel werden auch bei der Kälteversorgung des neuen Frischfleischcenters Suttero Bazenheid verwendet.


Ernst Sutter AG in Gossau

In der Kältezentrale, die sich im Untergeschoss des Neubaus befindet, gelangt das natürliche Ammoniak (NH3) zum Einsatz. Die Kälteverteilung in die einzelnen Räume erfolgt über das Kälteträgernetz (30% Propylenglykol) mit entsprechenden Arbeitsraumkühlern und direktem Anschluss an die Klimamonoblöcke. Für die Tiefkühlung wird eine Kältestufe mit NH3 direkt erstellt, da in der Erweiterung später Plattenfroster angeschlossen werden, erläutert Martinetti das System. Ein Maximum der Abwärme nutzt die Grossmetzgerei für Heizung und Warmwasseraufbereitung und spart damit gleichzeitig Heizkosten.
(Text: Sabine Flachsmann)

Gesetzeslage bei Kältemitteln
Durch die Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung wurde die Produktion und das Inverkehrbringen von teilweise fluorierten und chlorierten Kohlenwasserstoffen (H-FCKW) per 31.12.2009 verboten. Ab 2010 darf kein neues R22 mehr produziert oder in Verkehr gebracht werden. Zur Klasse der H-FCKW gehören neben dem bekannten R22 auch die Kältemittel R401A, R402A, R402B. Solches recycliertes Kältemittel kann noch befristet bis zum 31.12.2014 zur Auffüllung bestehender Anlagen genutzt werden. Ab 2015 gilt ein vollständiges Verbot.
(Sabine Flachsmann)