Herausforderungen im Lebensmittelhandel – Technik, Hygiene, Politik

Ein inhaltlicher Schwerpunkt der Vorträge lag auf den Besonderheiten kleiner Lebensmittelgeschäfte mit Verkaufsflächen unter 1.000 m². Insbesondere Bio-Läden sind vielfach nicht in dem Maße in größeren Handelsketten organisiert, wie dies im klassischen Lebensmittelhandel der Fall ist. Es sind in der Regel Einzelunternehmer mit starkem Fokus auf der Nachhaltigkeit ihrer Produkte – die Technik im Hintergrund wird dabei seltener in die Überlegungen einbezogen. So herrscht gerade in diesem Bereich ein großer Informationsbedarf. Im Rahmen einer Podiumsdiskussion wurde daher auch die Frage nach sinnvollen Lösungen für kleine Lebensmittelgeschäfte aufgeworfen. Ab welcher Größenordnung ist z. B. eine CO₂-Verbundanlage wirtschaftlich einsetzbar?

CO₂ als Kältemittel nahm über den Tag hinweg freilich einen großen Raum ein, da sich der Lebensmittelhandel insgesamt klar in diese Richtung orientiert. Zunächst stellte jedoch Benjamin Chini vom EHI Retail Institute in Köln die neue „EHI-Studie 2020 – Forschungsergebnisse zum Energiemanagement im Einzelhandel“ vor. Die aktuelle Studie konzentrierte sich vornehmlich auf Energieeinsparpotenziale. Chini zeigte, wie sich die Verbrauchswerte von Strom und Wärme bei sanierten Bestandsfilialen und im Neubaubestand gegenüber unsanierten Bestandsfilialen entwickeln. Die Potenziale steigen, je mehr sich das Einsparen fossil erzeugter Wärme wirtschaftlich lohnt.

Danach ging es auch schon los mit dem ersten Vortrag zur CO₂-Technik. Alexander Schütz, Wurm GmbH, Remscheid, berichtete über „Innovative Regelstrategien für CO₂-Anwendungen“. Eine Zusammenfassung dieses Vortrags gibt sein Fachbeitrag in dieser Ausgabe der KKA auf Seite 56.

Der Vortrag „SuperBio, super nachhaltig – smart & transparent“ von Sven Degener, Hans Kaut GmbH & Co., Wuppertal, beschäftigte sich mit der Klimatisierung und Lüftung von Supermärkten. Die gezeigten Wärmerückgewinnungsgeräte mit Direktverdampfereinheiten werden über klassische Außeneinheiten versorgt. Durch eine genaue Regelung im Teillastbetrieb sind die Geräte sehr effizient.

Michael Hendriks von Rivacold CI GmbH in Fellbach beschäftigte sich in seinem Beitrag mit „CO₂-Kälteanlagen kleiner Leistung“ und der Frage: Was ist zukunfsfähig? Seiner Meinung nach kann alleine am niedrigen GWP-Wert keine hinreichende Aussage bezüglich der Umweltfreundlichkeit einer Kälte-/Klimaanlage oder Wärmepumpe erfolgen. Vielmehr sollten folgende Punkte insgesamt bewertet werden:

Einfluss des betrachteten Zeitraums bei der GWP-Ermittlung

Einfluss der Verweildauer in der Atmosphäre und entstehender Zersetzungsprodukte (Trifluoressigsäure, TFA)

Einfluss der Recycling-/Rückgewinnungsquote

Energieeffizienz der Anlage (Leistungszahl und Jahresarbeitszahl)

Betrachtung des gesamten Lebenszyklus (TEWI)

Hendriks empfiehlt auch bei kleinen Kälteanlagen, einen Fernzugriff einzurichten, damit die Anlagen gut betrieben werden. Wenn eine Anlage schlecht läuft, sei sie auch mit CO₂ als Kältemittel nicht nachhaltig!

Ferner haben kleine Anlagen ganz andere Bedürfnisse. So sind z. B. die Esteröle für Rollkolbenverdichter mit CO₂ mischbar, die PAG-Öle in großen Anlagen sind dies nicht.

Zusammenfassend lasse sich sagen, so Hendriks, dass Produkte für natürliche Kältemittel im gesamten Leistungsbereich für Normal- und Tiefkühlung verfügbar sind. Es gebe jedoch eine wirtschaftliche/technologische Grenze bei CO₂ im unteren Leistungsbereich. Ferner seien viele Fachbetriebe noch nicht genügend vorbereitet für einen flächendeckenden Wechsel.

Die Stückzahlen steigen zwar jährlich, vermutlich sei jedoch eine Übergangszeit von mehreren Jahren erforderlich. Bereits jetzt würden schon vielfach intensive Produkt- und Anwendungsschulungen durchgeführt, die auch künftig fortgeführt werden müssten. Betrachte man den gesamten Markt und die Rahmenbedingungen, könnten laut Hendriks A2L-Lösungen in einer Übergangsphase durchaus nützlich sein.

Markus Rütti, Genossenschaft Migros Luzern, und Jonas Schönenberger, Frigo-Consulting, Dietikon, präsentierten das Projekt „Migros Surseepark: Nachhaltiges Heizen und Klimatisieren mit reversiblen CO₂-Wärmepumpen“. Nach einer kurzen Vorstellung von Migros stellte Rütti das Nachhaltigkeitsprogramm der Genossenschaft vor. Dabei engagiert sich Migros mit verbindlichen Versprechen zu Gesundheit, Konsum, Mitarbeitenden, Umwelt und Gesellschaft für die Generation von morgen.

Schönenberger ging anschließend auf die technischen Hintergründe des Einkaufscenters Surseepark, die Ausgangslage und das Gesamtkonzept ein. Die erste Neuanlage ging 2019 in Betrieb. Inzwischen wurden jedoch aufgrund der Messwerte bereits weitere Verbesserungen vorgenommen, die mehr den Teillastbetrieb berücksichtigen, um die Gesamteffizienz zu verbessern. Beim Folgeprojekt wurde die Steuerung optimiert, was von Anfang an zu besseren COP-Werten führte.

In seiner Zusammenfassung nannte Schönenberger einige prädestinierte Anwendungsfälle für CO₂:

Hohe Vorlauftemperaturen – Bestandsbauten, Altbau, relevanter Anteil Warmwasser

Hohe Temperatur-Spreizung (Vor-/Rücklauftemperatur) – serielle Wärmeabgabe

Hohe Sicherheitsauflagen – hohe Siedlungsdichte

Insgesamt sei CO₂ sehr effizient bei hoher Spreizung zwischen Vor- und Rücklauftemperatur (s. auch Seite 42).

„Gewerbekälte, Klimatisierung, Wärmepumpe und Wärmerückgewinnung in einem System – Plug and Play mit dem Daikin CO₂-Convenipack der 3. Generation“ war das Thema von Klaus Tadajewski und Arnd Rolles, Daikin, Unterhaching. Sie erläuterten zunächst sehr detailliert die Funktionsweise des Systems, bei dem im Notbetrieb jeder Verdichter den jeweils anderen ersetzen bzw. dessen Funktion übernehmen kann, da alle Komponenten für Kältetechnik und Klimatisierung in ein kompaktes Gerät integriert sind – dadurch verringert sich auch die Stellfläche für die Außeninstallation um bis zu 60 %.

Eine Besonderheit dabei ist der Swing-Verdichter, eine hundertprozentige Eigenentwicklung von Daikin, der die Energieeffizienz des Conveni-Pack unter nominalen Betriebsbedingungen nochmals um 5-15 % erhöht. Er habe, so Tadajewski und Rolles, einen isentropen Wirkungsgrad von 69,5 % und sei somit der effizienteste hermetische CO₂-Verdichter. Der hohe Wirkungsgrad wird durch eine Druckgaskühlung erreicht. Gleichzeitig ist dadurch die thermische Belastung der Motorwicklung geringer und die Ölversorgung stabiler.

Nach der Mittagspause beschäftigte sich Dennis Frieske von der Westfalen AG, Münster, mit „Handhabung und Sicherheit bei alternativen Kältemitteln“. Nach einer kurzen Darstellung der Regelungen in der F-Gas-Verordnung ging er zunächst auf die relevanten Eigenschaften für alternative Kältemittel ein:

Mittelfristige Alternative für Bestandsanlagen

– Retrofit

– Möglichst kompatibel mit vorhandener    Anlagentechnik

– Idealerweise als Drop In Kältemittel

       verwendbar

– Geringeres GWP als vorhandenes

       Kältemittel

– Kein ODP

Langfristige Alternative

– Maximales GWP 150

– Gute thermodynamische Eigenschaften,      hohe Effizienz

– Kein ODP

Die Tabelle gibt eine Übersicht mittel- und langfristiger Alternativen für verschiedene Anwendungen im Lebensmittelbereich. Man kann grob festhalten: Je geringer der GWP, desto brennbarer ist das Kältemittel.

Zur Frage der sicheren Handhabung verwies Frieske auf die DIN EN 378 und erläuterte deren Anwendung sowie die sich daraus ergebende Füllmengenbegrenzung. Er ging bei seinem Vortrag aber auch auf illegale Kältemittel und deren Gefährdungspotenzial ein. Nach aktuellen Prognosen sei eine Verdoppelung der illegalen Importe ab 2021 zu erwarten.

Anekdote am Rande: Bei einer Kontrolle in Bulgarien wurden am 13.08.2021 Kältemittelflaschen unter Zigaretten gefunden (Ursprungsland: Türkei, 50 kg diverse F-Gase). Während man früher andere Waren genutzt hat, um Zigaretten zu verstecken, nutzt man heute Zigaretten, um Kältemittel zu verstecken.

Anschließend berichteten Ulrike Schaal, Bundesverband Naturkost Naturwaren, Berlin, und Malte Reupert, Biomare GmbH, Leipzig, über „Herausforderungen für kleine Lebensmittelläden und Erfahrungen aus der Praxis“.  „Gut kühlen und das Klima schützen, aber wie?“ ist dabei die große Frage.

Während Geschäfte mit Lebensmittelverkauf ohnehin schon einen ca. 50 % höheren Energieverbrauch als andere kommerziell genutzte Läden haben, ist gerade in kleinen Lebensmittelmärkten der spezifische Energieverbrauch nochmals höher als in großen Märkten. Die Kältetechnik ist dabei mit ca. 50 % des Energieverbrauchs größter Einzelfaktor im Lebensmitteleinzelhandel. Insbesondere den kleinen Lebensmittelgeschäften fehlt jedoch häufig der Zugang zu Informationen im Bereich nachhaltiger Kühlung (s. auch Seite 62).

Malte Reupert stellte dazu dann die Frage, wie oft über „Nachhaltigkeit“ gesprochen werde und wie oft diese dann am Ende auch tatsächlich nachzuweisen sei. Oft fehle der Kontakt zu entsprechenden Fachfirmen zur Datenerfassung. Um tatsächlich etwas zu bewegen, benötige man Fachwissen, neutrale Beratung und den Willen zur Umsetzung.

Bei Biomare scheint dies tatsächlich eine Maxime zu sein. Man konzentriert sich auf das Wesentliche, und das ist der Klimaschutz. So erstellt man für die Geschäfte eine Klimabilanz, in die sogar einfließt, ob die Mitarbeiter mit dem Auto oder öffentlichen Verkehrsmitteln zur Arbeit kommen. Dabei zeigte sich, dass die größten Klimaauswirkungen beim Strom, dann bei der Heizung und erst an dritter Stelle bei Kältemittelleckagen liegen.

In der anschließenden Podiumsdiskussion wurde das Thema „CO₂-Verbundanlage vs. steckerfertige Kühlmöbel – sinnvolle Lösungen für kleine Lebensmittelgeschäfte“ näher beleuchtet. Wie bereits eingangs erwähnt, ist das Informationslevel zu nachhaltigen technischen Lösungen bei kleinen Betreibern in der Regel relativ gering. Umso wichtiger sei, so zeigte die Diskussion, eine entsprechend vertrauenswürdige Beratung durch die Fachbetriebe.

Eine konkrete Leistungsgrenze, ab der eine CO₂-Anlage gegenüber steckerfertigen Kühlmöbeln vorzuziehen ist, konnte man zwar nicht nennen, Michael Hendriks betonte jedoch, dass auch indirekte Systeme durchaus eine gute Lösung sein können. Da sie klein, kompakt und für sich optimiert seien, könnten sie kleine Verluste für die indirekte Wärmeübertragung ausgleichen. Ferner könne man andere Materialien verwenden (z. B. Kunststoff statt Kupfer), was die Investitionskosten senke.

Hans-Dieter Küpper, Chemours, Neu-Isenburg, berichtete über „Praktische Ergebnisse mit Opteon XL Low GWP Kältemitteln in realen Supermarkt-Anwendungen und vergleichende ökonomische und ökologische Betrachtung“. Bisher habe man nur auf Studien und Hochrechnungen zurückgreifen können, nun liegen auch Messwerte aus der Praxis vor. Die theoretischen Werte seien durch die Messungen bestätigt. Dazu stellte er unterschiedliche Projekte beispielhaft vor.

Bei der ökonomischen und ökologischen Betrachtung verglich Küpper drei verschiedene Standorte (kalt, mittel, warm) mit der jeweils besten CO₂-Technologie. Zusammenfassend kam er zu folgendem Ergebnis:

Wärmerückgewinnungstechnologien können die CO₂-äquivalenten Emissionen um bis zu 70 % gegenüber dem Referenzsystem R-404A mit Gaskessel reduzieren.

Trotz höheren Investitionskosten können die 10-Jahres-Lebenszykluskosten bis zu 15 % geringer sein als beim Referenzsystem R-404A mit Gaskessel.

In moderatem und heißem Klima ermöglicht Opteon XL 20 die geringsten 10-Jahres-Lebenszykluskosten (bis zu 11 % geringer als die R-744 Option mit geringsten Emissionen).

In moderatem und heißem Klima ermöglicht Opteon XL 20 die geringsten 10-Jahres-Gesamt-Emissionen (bis zu 13 % geringer als die R-744 Option mit geringsten Emissionen).

Selbst unter Ansatz der Kosten- und Emissionsdaten eines Niedrig-Emissionen Landes (Frankreich) ermöglicht Opteon XL20 in moderatem und heißem Klima immer noch die geringsten 10-Jahres-Lebenszykluskosten und die geringsten 10-Jahres-Gesamt-Emissionen bei geringsten Vermeidungskosten.

Im vorletzten Vortrag stellte Patrick Stern von ebm-papst Mulfingen unter dem Titel „Effizienter Ventilator, intelligent, nachhaltig und kontaktfreudig sucht Supermarkt“ Anwendungen im Supermarkt aus Sicht des Komponentenherstellers vor. Nach seiner Erfahrung werden in Kühlmöbeln immer mehr Diagonalventilatoren verbaut, da sie zunehmend auf der Rückseite der Möbel eingesetzt werden (Diagonalventilatoren besitzen eine steilere Luftleistungskennlinie).

Für die Kältetechnik sind besonders die „AxiEco“-Ventilatoren hervorzuheben. Diese Baureihe behält auch bei steigendem Gegendruck durch Vereisung des Wärmeübertragers einen hohen Wirkungsgrad. Die druckstabile Luftleistungskennlinie führt zu verlängerter Standzeit des Verdampfers, weniger Abtauzyklen und einem besseren Wirkungsgrad des Gesamtsystems. Das Schutzgitter vereist zudem langsamer und die Flügel frieren nicht am Wandring an. Ferner ist eine bedarfsgerechte Anpassung der Luftleistung möglich. Steuerung und Überwachung erfolgen via MODBUS.

Ein spannendes Thema behandelte am Ende des Tages auch Clemens Schickel vom Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung (BTGA) in Bonn: „Planung und Betrieb von RLT-Anlagen bei erhöhten Infektionsschutzanforderungen“.

Schickel stellte zunächst fest, dass sich an den Empfehlungen des Verbandes vom letzten Jahr auch aufgrund neuerer Erkenntnisse nichts mehr geändert habe. Lüftung ist immer gut. Aber was ist die richtige Luftmenge?

Für die CO₂-Konzentration in der Luft als Indikatorgröße für die Luftqualität geben verschiedene Quellen als Obergrenze 1.000 ppm (parts per million) an. Laut FGK Status Report 52 sollte für einen ausreichenden Infektionsschutz über den Luftweg so viel virusfreie Luft als Zuluft bereitgestellt werden, wie Frischluft benötigt würde, um die CO₂-Werte in besetzten Räumen unter 800-1.000 ppm zu halten. Nach DIN EN 16798-1 entspricht dies Räumen der Kategorie I, also der höchsten Kategorie für Luftqualität.

Wie geht man nun mit bestehenden Lüftungsanlagen um oder der Planung von neuen? Dazu hat der BTGA einen Praxisleitfaden herausgegeben, der als PDF kostenlos über den Verband erhältlich ist: www.btga.de -> Publikationen -> BTGA-Praxisleitfaden „Planung und Betrieb von RLT-Anlagen bei erhöhten Infektionsschutz­anforderungen”.

Abschließend ist festzuhalten, dass nach einer Studie des Hermann-Rietschel-Instituts das Infektionsrisiko im Supermarkt relativ gering ist. Bei einem Supermarktbesuch mit Maske ist der Rs-Wert = 1 (der Rs-Wert gibt die Anzahl angesteckter Personen an, wenn gleichzeitig eine infizierte Person anwesend ist – bei Rs <1: max. eine Person würde sich infizieren), während bei einem Schulbesuch – ebenfalls mit Maske und einer Belegung von 50 % – der Rs-Wert schon bei knapp 3 liegt.

Damit ging ein rundum gelungenes Supermarkt-Symposium zu Ende, das mit vielen aktuellen Informationen und interessanten Vorträgen überzeugte und die Teilnehmer bis zum Schluss fesselte. Diese schon traditionelle Veranstaltung soll auch 2022 fortgeführt werden – ein genauer Termin stand bis zum Redaktionsschluss noch nicht fest.