CO2-Verflüssigungssätze für kleinere Anwendungen
Metzgerei und Leberkäs‘-Drive-in mit moderner CO2-Kältetechnik samt Wärmerückgewinnung
Das Leberkäs‘-Brötchen ist vor allem in Süddeutschland einer der beliebtesten Frühstücks- und Mittagssnacks für Handwerker und alle, die viel unterwegs sind. In der Gemeinde Öpfingen im Alb-Donau-Kreis in Baden-Württemberg bietet der Metzgermeister Franz Weinbuch für alle Hungrigen jetzt einen ganz besonderen Service. Ein Drive-in versorgt Eilige schnell mit den fleischgewordenen Köstlichkeiten in den verschiedensten Variationen. Wer etwas mehr Zeit mitbringt, kann auch im lichtdurchfluteten Bistro seine Mahlzeit genießen. Diesen besonderen Service bietet die Metzgerei Weinbuch – neben allen Leistungen einer traditionellen Metzgerei – in dem 2020 neu errichteten Stammhaus an.
Damit der Leberkäse und andere Wurst- und Fleischwaren immer frisch auf den Tisch oder im Brötchen auf die Hand kommen, wurde beim Neubau der Räumlichkeiten und der Produktion auf CO2-Gewerbekälte gesetzt. Der Bauherr selbst hat auf diese Kältetechnik für die Normal- und Tiefkühlung, die das innovative Kältemittel CO2 nutzt, gedrängt, weil sie klimafreundlicher ist und auch die Nutzung der Abwärme ermöglicht. Realisiert wurde die Kälteversorgung mit den CO2-Verflüssigungssätzen des Herstellers Panasonic. Dank deren kompakter Bauweise lassen sich selbst kleinere CO2-Anlagen unkompliziert realisieren. Ein weiterer Vorteil der Geräte: Wärmerückgewinnung. Bei der Metzgerei Weinbuch wird die Abwärme genutzt und in den wassergeführten Heizkreislauf eingespeist.
Innovative CO2-Kälteanlage
Für die gesamte Leberkäse- und Wurstproduktion übernehmen CO2-Aggregate von Panasonic die Kühlung. So ist immer eine hygienische Produktion frischer Ware garantiert. Insgesamt versorgen vier Außeneinheiten zehn Kühlstellen mit passender Kühlleistung. Jede Außeneinheit bedient dabei einen eigenen Kältekreis.
Die CO2-Kältetechnik begleitet so alle Schritte der Fleischverarbeitung. Der erste der vier Kältekreise wird von einem CO2-Verflüssiger mit einer Kälteleistung von bis zu 15 kW versorgt. Dieser kann mit mehreren Verdampfern betrieben werden und ist für Normkühlanwendungen zwischen -5 und -20 °C optimiert. Die Räume in denen die Mitarbeiter die Waren chargieren und für das Catering vorbereiten sowie ein Fleischkühlraum werden bei einer Zielverdampfungstemperatur von -10 °C auf +2 °C heruntergekühlt. Ein weiterer Zerlegeraum wird mit einer Zielverdampfungstemperatur von -5 °C auf eine Temperatur zwischen 0 und +12 °C temperiert. Insgesamt fordern die Räume des Kältekreises 1 eine Kühlleistung von 14 kW.
Der 2. Kältekreis kühlt einen Kühlraum für die Küche, einen Klimaraum und darüber hinaus die Kommissionierung und einen Abkühlraum. Eine Zielverdampfungstemperatur von -10 °C garantiert bei Raumtemperaturen von +2 °C auch hier immer frische Produkte. Für den Pökelraum reicht eine Temperatur von -5 °C aus, um eine Raumtemperatur von +10 °C zu erreichen. Insgesamt steuert der 2. Kältekreis eine nominelle Kälteleistung von 13,6 kW bei. Die verschiedenen Solltemperaturwerte im Normalkühlbereich und Tiefkühlbereich wurden für die unterschiedlichen Anwendungszwecke festgelegt und konnten dann bei der Inbetriebnahme ganz einfach mit einem Drehknopf ausgewählt werden.
Der dritte und vierte Kältekreis versorgt jeweils einen Tiefkühlraum mit -35 °C Zielverdampfungstemperatur, um eine Raumtemperatur von -20 °C zu erreichen. Betrieben werden beide Kältekreise mit einer nominellen Kälteleistung von 1,8 kW, die vom kleinsten Gerät der Panasonic CR-Baureihe zur Verfügung gestellt wird. Bei den Tiefkühlräumen zeigt sich auch die Flexibilität bei der Planung der Panasonic CO2-Kältetechnik. Denn die beiden Außengeräte mussten vergleichsweise weit von den Kühlstellen entfernt installiert werden. Die CO2-Verflüssigungssätze sind aber in der Lage Leitungslängen von 25 bis zu 100 Metern problemlos zu überbrücken.
Klimatisierung mit einem 3-Leiter-VRF-System
Die Klimatisierung und einen Großteil der Heizung übernimmt ein 3-Leiter-VRF-System, das ebenfalls von Panasonic stammt. Die Geräte klimatisieren das Bistro, die Produktion sowie die Ausgabestelle für den Leberkäs‘-Drive-in. Es wurde großen Wert darauf gelegt, Zuglufterscheinungen zu vermeiden. Die in einer Höhe von 7 m im Bistro installierten Kassettengeräte schaffen so ein Wohlfühlklima für die Gäste und Mitarbeiter.
Sicher und sparsam: Die Kältemittelsammelstation
Im alten Gebäude der Metzgerei Weinbuch in der Innenstadt wurde die Produktion mit einer Verbundanlage klimatisiert und gekühlt, die ca. 80 kg Kältemittel beinhaltete. Aufgrund des Alters und der Tatsache, dass die Verdampfer permanent einer Luft mit aggressiven Bestandteilen ausgesetzt waren, kam es immer wieder zu Leckagen. Die Kosten für Reparaturen und speziell für das verlorene Kältemittel summierten sich.
Aus diesem Grund entschied man sich im neuen Gebäude für den Einsatz von zwei Panasonic Kältemittelsammelstationen für die Kältekreise des 2- und des 3-Leiter-VRF-Systems, die jeweils mit 30 kg Kältemittel befüllt sind. Diese sogenannten Pump-Down-Systeme sind eine zusätzliche Sicherheitseinrichtung für Panasonic-VRF-Anlagen und arbeiten schnell, effektiv und nachhaltig. Im Falle einer Leckage werden ca. 85 % des Kältemittels mit einer Reaktionszeit von max. 65 Sekunden gesichert. Nach Behebung der Leckage, erfolgter Dichtheitsprüfung und Evakuierung wird das gesammelte Kältemittel dem System wieder zugeführt. So kann die Funktion der Anlage umgehend wiederhergestellt werden. Auf diese Weise werden die benötigten Nachfüllmengen deutlich reduziert und die Kältemittelkosten bleiben bei einer Leckage überschaubar.
Zudem erlaubt das Pump-Down-System Anlagen mit größeren Kältemittelmengen in Übereinstimmung mit der EN 378, indem höhere Kältemittelkonzentrationen in Personenaufenthaltsbereichen durch die Nutzung von zusätzlichen Komponenten wie Detektoren, Ventilen, Alarmkontakten etc. vermieden werden.
Nutzung der Abwärme für die Heizung
Ein kleines Blockheizkraftwerk, das auch den Strom für die Lebensmittelkühlung und die VRF-Klimasysteme zur Verfügung stellt, beheizt den Leberkäs-Drive-in, das Bistro und die angeschlossene Produktion der Metzgerei. Die Wärmeverteilung erfolgt über eine Fußbodenheizung. Sowohl die Abwärme der CO2-Kälteanlage als auch die des VRF-Systems wird in einen Pufferspeicher eingeschichtet, der die Fußbodenheizung versorgt.
Für die Wärmerückgewinnung im VRF-System planten die Spezialisten ein Hydromodul ein. Es sorgt dafür, dass die anstehende Wärme nicht über den Verflüssiger an die Außenluft abgegeben, sondern dem Pufferspeicher zugeführt wird.
Die großen CO2-Verflüssiger der Panasonic CR-Baureihe mit 15 kW Kälteleistung sind bereits serienmäßig für eine optionale Wärmerückgewinnungsfunktion vorbereitet. Die bei der Kühlung anfallende Abwärme können die Geräte dann zur weiteren Nutzung, zum Beispiel an einen Wasserwärmeübertrager, weitergeben, um die Heizung oder die Warmwasserbereitung zu unterstützen. Dieses Wärmerückgewinnungssystem der Metzgerei Weinbuch spart wertvolle Energie und reduziert die Betriebskosten immens.
CO2 – ideal zur Kühlung von Lebensmitteln
Um den Aspekten von Nachhaltigkeit, Kosten und des Klimaschutzes gerecht zu werden, setzten die Kälte-Fachleute bei der Planung der Metzgerei auf CO2. CO2 ist ein ideales Kältemittel für die Kühlung von Lebensmitteln in Produktion und Lagerhaltung. Es ist weder giftig noch entflammbar und äußerst klimafreundlich. Im Falle einer Leckage würde nur das natürliche Gas CO2 in die Atmosphäre freigesetzt.
„Mit den CO₂-Verflüssigungssätzen von Panasonic erfüllen Einzelhändler und Lebensmittelgeschäfte alle aktuellen europäischen Vorschriften für Kühlsysteme und sind bereits heute für weitere Verschärfungen gerüstet,“ so der Projektleiter des Kältetechnikgroßhandels Alfred Kaut GmbH & Co., Eric Erz. Dabei ist CO2 bzw. R744 nicht nur besser für die Umwelt, es arbeitet dank einer hohen volumetrischen Kälteleistung auch effizienter als andere Kältemittel. Das macht die CO2-Verflüssigungssätze von Panasonic deutlich effizienter als andere Geräte.
Schnelle und unkomplizierte Installation
Die Auslegung und Installation von Kälteanlagen mit CO2 ist allerdings üblicherweise eine komplexe Angelegenheit. Insbesondere den Druck im Kältekreislauf auch bei stark schwankenden Außentemperaturen konstant zu halten, ist eine Herausforderung und erfordert eine ausgefeilte und kostspielige Anlagenperipherie. Aufgrund der Kosten lohnten sich kleinere bis mittlere CO2-Kälteanlagen bis jetzt selten.
Aus diesem Grund entwickelte man bei Panasonic die CO2-Verflüssiger der CR-Baureihe. Diese Geräte ermöglichen es, das klimaschonende Kältemittel CO2 auch in kleineren Kälteanlagen einsetzen zu können. Um Überdruck im Betrieb zu vermeiden, hält das Panasonic Transfer-Pressure-Control-System mit Hilfe eines integrierten Puffertanks die Menge des benötigten Kältemittels stabil und sorgt so selbst bei Außentemperaturen über dem kritischen Punkt für einen konstanten Druck. Deswegen kann bei der Installation auf einen externen CO2-Puffertank oder eine Hilfskühlung verzichtet werden. Das einfache Systemdesign der vorgefertigten Seriengeräte erleichtert zudem die Montage erheblich und spart mit einem durchdachten Plug-and-Play-Konzept Installationszeit und -kosten.
Damit sind CO2-Verflüssigungssätze der CR-Baureihe die optimale Lösung für Lebensmittelläden, Supermärkte und Tankstellen – oder eben für eine Metzgerei mit Leberkäs‘-Drive-in. Auch bei Kühlzellen oder -räumen in Großküchen von Altersheimen oder Schulen haben sich die unkomplizierten Geräte bewährt.
Die CO2-Verflüssigungssätze haben in jedem der einstellbaren Solltemperaturbereiche eine hohe Kälteleistung. Durch die zweistufige Verdichtung mit dem CO2-Rollkolbenverdichter von Panasonic wird die Last verglichen mit einer einstufigen Verdichtung halbiert, was zu einer höheren Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer der Verdichter führt.
Unterstützung durch Auslegungssoftware
Um auch die Auslegung der Verflüssigungssätze der CR-Baureihe zu vereinfachen, stellt Panasonic das Online-Berechnungsprogramm „CO2-Designer“ kostenlos zur Verfügung. Installationsbetriebe, Planer und Fachhändler können damit die wichtigsten Kenngrößen der Gesamtanlage ganz einfach online bestimmen: verfügbare Leistung, Leitungsdurchmesser, Füllmengen etc. Zudem hilft das Programm dabei, Kältemittelleitungen und elektronische Expansionsventile auszulegen. Die zur Verfügung stehende Kälteleistung wird auf Basis der Verdampfungs- und Kühlstellentemperatur ermittelt. Darüber hinaus erstellt der „CO2-Designer“ eine umfangreiche Projektdokumentation.
CO2-Kältetechnik – nicht nur für Metzgereien ideal
Eine Metzgerei energiesparend und klimafreundlich mit Kälte zu versorgen ist eine Herausforderung. Viele verschiedene Produktionsschritte müssen auf unterschiedliche Temperaturen heruntergekühlt werden, damit am Ende hochwertige, frische Lebensmittel entstehen. Der Einsatz von CO2-Verflüssigern war früher bei den geringen Kälteleistungen und den verschiedenen Zielverdampfungstemperaturen technisch eine immense Herausforderung, die eine komplexe Installation nach sich zog. „Mit der CR-Baureihe von Panasonic wird die Installation einer CO2-Kälteanlage fast so einfach, wie die Montage einer kleinen VRF-Anlage“, so der Projektleiter des betreuenden Großhändlers Alfred Kaut GmbH & Co, Eric Erz. „Und die Wärmerückgewinnung ermöglicht es zudem die Abwärme für die Warmwasserbereitung oder ein wassergeführtes Heizsystem zu nutzen. Damit sind die Panasonic CO2-Verflüssiger ein ideales System für Metzgereien und ähnliche Handwerksbetriebe der Lebensmittelbranche!“
