Kältetechnik

Wie funktioniert eine Kälteanlage?

Kälteanlagen transportieren Wärmeenergie von einer tiefen Temperatur auf eine höhere Temperatur.
Die dazu erforderliche Kompressorleistung hängt von der Wärmemenge pro Zeit und der Temperaturdifferenz ab.
Daraus ergeben sich folgende drei Ansatzpunkte für die rationelle Verwendung von Energie: Der Kühlraum soll ein Minimum an Kälteleistung benötigen (Isolation, Fremdwärme).
Die Kühltemperatur soll nur so tief wie nötig sein (regelmässige Temperaturkontrollen).
Die Abgabetemperatur bei der Kondensation soll so tief wie möglich sein (Abwärme wird üblicherweise nur bis 45°C genutzt).

Energiesparmöglichkeiten

Prozess > Verbesserungsmöglichkeiten > Wirtschaftlichkeit

Abwärmenutzung

Die Abwärme einer Kühlanlage eignet sich sehr gut zur Vorwärmung bis 45 °C von Brauchwasser über einen Wärmetauscher. Pro kW Kompressorleistung kann etwa mit 2,5 kW Wärmeleistung gerechnet werden.

Luftkühlung

Der Wärmetauscher für die Abwärme sollte sauber sein und möglichst kalte Luft ansaugen (Anordnung, Lüftungsöffnungen ..). Einsparmöglichkeit von 2 bis 15% des Stromverbrauchs.

Wasserkühlung mit Frischwasser

Der Wasserverbrauch sollte wie der Stromverbrauch kontrolliert werden. Eine tiefe Wasseraustrittstemperatur weist auf einen zu grossen Wasserdurchfluss hin. Ohne Abwärmenutzung, ist die Kühlung über eine Rückkühlanlage oft wirtschaftlicher. Je nach Tarif und Einstellung können die Kosten für das Kühlwasser (meistens Trinkwasser) in den Bereich der Stromkosten gelangen.

Temperatur

Die Kühlraumtemperatur sollte nicht tiefer als erforderlich sein. In der untenstehenden Tabelle sind einige Lagertemperaturen aufgeführt. Eine Kühlraumtemperatur von -18 °C erfordert 25% weniger Energie als eine von -23 °C.

Abdeckung

Offene Kühlmöbel in der Nacht abdecken und Temperatursollwert anheben. Tagsüber können die Verluste mit einer IR reflektierenden Folie an der Decke reduziert werden.
Mit einer konequenten Abdeckung kann bis zu einem Viertel der Energie eingespart werden.

Dichtigkeit

Nebst dem Kälteverlust über die Isolation gibt es auch Lüftungsverluste durch undichte Türdichtungen und Bodenelemente, Kondensatleitungen ohne Siphon. Undichtigkeiten führen auch zu vermehrter Vereisung. Türen sollten nur für kurze Zeit offen sein, automatische Türen sind zu aktivieren.

Abtauung

Anpassung der Abtauung an Erfordernisse (Wochenende, Raumfeuchte, Jahreszeit), Verlegung in die Niedertarifzeit. Je nach Situation 2 bis 6% Sparpotential.

Laufdauer

Ein Kompressor sollte pro Schaltspiel mindestens einige Minuten laufen. 2 bis 5% Sparpotential.

Zusatzaggregate

Bei Kühlanlagen können die Zusatzaggregate wie Licht, Rahmenheizung, Ventilatoren, Pumpen bis 30% des Verbrauchs ausmachen. Bei bedarfsgerechter Ansteuerung sind bis 15% Sparpotential möglich.

Spitzenleistung

Grössere Kälteanlagen mit Speichermasse können zur Vermeidung einer Leistungsspitze kurzzeitig ausgeschaltet werden.
Die zulässige Kühlraumtemperatur darf nicht überschritten werden.

Nachtstrom

Nebst einer Temperaturabsenkung mit günstigen Nachtstrom gibt es auch Systeme mit Kältespeicher wie Binäreis (Flow-Ice). Bei grösseren Anlagen ab 10 kW Leistung eine prüfenswerte Variante.