Industrielle und gewerbliche Kälteversorgung

Zur Kälteversorgung können unterschiedliche Verfahren eingesetzt werden, die sich hinsichtlich der eingesetzten Energieträger sowie der Anlagen- und Prozesstechnik, aber auch in ihrer Effizienz deutlich unterscheiden.

Die wichtigsten Verfahren zur Kälteversorgung sind:

• Kompressionskälte
• Absorptionskälte
• Adsorptionskälte

Adsorptionskälteanlagen kommen nur in Sonderfällen zur Anwendung, z. B. zur Kältespeicherung. Ihr Einsatz bietet sich überall dort an, wo Wärme günstig zur Verfügung steht, z. B. als Prozessabwärme oder aus KWK-Anlagen. Aufgrund der Trägheit des Prozesses eignet sie sich besonders zur Bereitstellung Ihrer Kältegrundlast.

Kompressionskälteanlagen sind wiederum für eine breitere Palette von Anwendungsfällen wie beispielsweise für die Gebäudeklimatisierung oder Industriekälte geeignet.

Welche Technik passt zu Ihrem Anwendungsfall? Das finden wir gerne gemeinsam mit Ihnen heraus!

Das am häufigsten eingesetzte Verfahren zur Bereitstellung von Klimakälte ist die Kompressionskälteanlage mit mechanischem Verdichter unter Einsatz von elektrischer Energie. Ihre Vorteile liegen in einer hohen Effizienz, einer relativ einfachen technischen Realisierbarkeit und in niedrigen Anschaffungskosten sowie in hohen Leistungsdichten (kleine Baugröße) und guter Anpassbarkeit an unterschiedliche Temperaturbedingungen. Zusätzlich sind diese Anlagen für die Abdeckung Ihrer Spitzenlasten beim Kältebedarf geeignet, da sie leistungsseitig sehr flexibel betrieben werden können.

Die Hauptkomponenten des Kältekreislaufs einer Kompressionskälteanlage sind neben dem Verdichter der Verflüssiger, das Drosselventil und der Verdampfer. Sie sind mit Rohrleitungen verbunden, die mit Kältemittel als Wärmeträger gefüllt sind.

Im Verdampfer erfolgt die Wärmeabgabe des zu kühlenden Mediums an das Kältemittel auf einem niedrigen Temperatur- und Druckniveau. Das durch die zugeführte Wärme nun gasförmige Kältemittel wird von einem in der Regel elektrisch angetriebenen Verdichter auf ein höheres Temperatur- und Druckniveau „gepumpt“. Von diesem kann im Verflüssiger die Wärme an die Umgebung oder das Kühlwasser abgegeben werden. Dabei kehrt das Kältemittel in den flüssigen Aggregatzustand zurück und wird im Expansionsventil wieder auf das niedrige Druckniveau entspannt. Es kann nun im Verdampfer erneut Wärme aufnehmen und der Prozess wiederholt sich.

Kompressionskälteanlagen eignen sich für eine hochflexible Kälteversorgung und decken ein breites Spektrum von Temperatur- und Kälteleistung ab. Ihre Vorteile liegen in einer hohen Effizienz, einer relativ einfachen technischen Realisierbarkeit und in niedrigen Anschaffungskosten sowie in hohen Leistungsdichten (kleine Baugröße). Sie können somit für die Bereitstellung von Spitzenlast bei Ihrem Kältebedarf eingesetzt werden.

Darüber hinaus kann die benötigte elektrische Energie durch Sonnenstrom aus einer bereits installierten oder für diesen Zweck neu errichteten Photovoltaikanlage ("Kälte aus Sonnenstrom") bereit gestellt werden.

Im Vergleich zur Kompressionskältemaschine wird bei der Absorptionskälteanlage Wärme anstelle von Strom zur Erzeugung der Nutzkälte eingesetzt. Diese kann durch Prozessabwärme oder auch durch die Abwärme einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage zur Verfügung gestellt werden. Im letzteren Fall spricht man dann von einer Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlage (KWKK-Anlage).

Absorptionskälte wird kontinuierlich im Kühlmittelverdampfer zur Verfügung gestellt. Das zu kühlende Medium gibt Wärme an das Kühlmittel ab, welches dadurch verdampft wird. Im nachgeschalteten Absorber wird das dampfförmige Kühlmittel durch eine hochkonzentrierte Lösung absorbiert. Die durch das Kältemittel angereicherte Lösung wird in den sogenannten Austreiber (oder auch Generator) gepumpt. Dort wird unter erhöhtem Druck durch zugeführte Wärme das Kältemittel aus der Lösung wieder ausgekocht und dadurch verdampft. Dieser Lösungsmittelkreislauf wird thermischer Kompressor genannt, welcher das Äquivalent zum elektrischen Kompressor in der Kompressionskältemaschine darstellt.

Das aus dem Lösungsmittelkreislauf ausgekochte, dampfförmige Kältemittel wird dann durch Wasser gekühlt und dadurch unter immer noch hohem Druck wieder verflüssigt. Das Kältemittel wird dann auf den niedrigeren Druck des Lösungsmittelkreislaufes entspannt und wieder dem Verdampfer zur Bereitstellung von Absorptionskälte zugeführt.

Bei einer Adsorptionskälteanlage wird anstelle des flüssigen Lösungsmittels ein Sorptionsmittel in fester Form verwendet. Dadurch kann dieser Kälteprozess nur diskontinuierlich erfolgen. Daher wird diese Technik in der Regel nur für Kältespeicherung genutzt.

Absorptionskälteanlagen setzen thermische Energie ein und zeichnen sich damit durch geringere Betriebskosten für Sie aus. Da die Anlage keine mechanisch stark beanspruchten Teile umfasst, fallen die Instandhaltungskosten für Sie ebenfalls gering aus.

Das Prinzip ist ganz einfach: Eine elektrische Kälteanlage wird mit lokal erzeugtem Solarstrom angetrieben. Der durch die Photovoltaikanlage erzeugte Strom wird direkt genutzt, um die Kälteanlage zu betreiben. Zusätzlich wird das System an das Stromnetz angeschlossen. So kann ungenutzter Solarstrom jederzeit in das Netz der öffentlichen Versorgung eingespeist werden. Zudem ist somit sichergestellt, dass die Kälteanlage auch dann betrieben werden kann, wenn die Sonne mal nicht scheint.

Insbesondere in der Industrie gibt es einen hohen Kältebedarf für verschieden Prozesse – ob beim Schockfrosten von Lebensmitteln, zum Herunterkühlen von Maschinen bei der Plastikherstellung oder zur Kühlung von Flüssigkeiten bei Fertigungsprozessen. Aber auch für die Kühlung von Bürogebäuden kann Solarstrom eine klimafreundliche Alternative sein.

Kälte- und Klimatechnik liefert durch die Steigerung der Energieeffizienz, durch die Minderung des Kältebedarfs sowie durch die weitere Reduktion der Emissionen fluorierter Treibhausgase einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele. Deshalb wird der Einsatz von Klimaschutz-Technologien in der Kälte- und Klimatechnik durch Investitionszuschüsse gefördert. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) ist für die Bearbeitung der Förderanträge sowie die Auszahlung der Zuschüsse zuständig.

Gefördert werden stationäre Kälte- und Klimaanlagen, die mit nicht-halogenierten Kältemitteln betrieben werden, wenn

1. diese neu errichtet bzw. neu installiert werden oder

2. die Kälteerzeugungseinheit neu erstellt wird, jedoch das Kühlmittelsystem bestehen bleibt.

Bei diesen Anlagen werden zudem ergänzende Komponenten gefördert, die den klimaschützenden Betrieb des Gesamtsystems zusätzlich verstärken.

Der Förderrechner der BAFA bietet Antragstellenden eine Hilfestellung für die Berechnung einer möglichen Basis- und Bonusförderung für Maßnahmen an Kälte- und Klimaanlagen.

Ja, die Umbaumaßnahmen können in den Betrieb so integriert werden, dass es zu keinen Einschränkungen im laufenden Betrieb oder der Produktion kommt. Notfalls stellen wir Ihnen eine mobiles Kältegerät zu Seite.