Sanierung im Bestand: Effiziente Kältetechnik für Lebensmittel-Logistik
Lager von Metro Logistics mit kompakter Ammoniakkälteanlage modernisiert
Exakte Temperaturen sind bei der Lagerung von Lebensmitteln in Logistikzentren essenziell. Bei der Modernisierung der Kältetechnik am Standort Bergkirchen setzt die Metro Logistics GmbH auf das natürliche Kältemittel Ammoniak (R717). Die neue Kälteanlage basiert auf einem hocheffizienten Ammonia Compressor Pack (ACP) von Bitzer und ist platzsparend in einem Container vor dem Gebäude untergebracht. Dank eines besonders niedrigen Energieverbrauchs amortisiert sich die Investition rasch. Die Planung verantwortete das Ingenieurbüro Grad, während die Firma Harig den Anlagenbau übernahm.
Bei der Lagerung und beim Transport von Lebensmitteln sind die richtigen Temperaturen entscheidend. Die bisherige R448A-Kälteanlage des Lagers von Metro Logistics in Bergkirchen war jedoch aufgrund häufiger Kältemittelleckagen sowie hoher Störungs- und Ausfallraten weder energie- noch kosteneffizient. Zudem hat das HFO-Kältemittelgemisch R448A ein hohes Treibhauspotenzial (GWP) und ist vom beschleunigten Phase-out fluorierter Kältemittel gemäß der EU-F-Gase-Verordnung 2024/573 betroffen. Eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Lösung war gefragt.
Hocheffizient mit Ammoniak
„Dem Kunden Metro Logistics war es wichtig, Betriebskosten zu senken und die CO2-Bilanz zu verbessern. Schnell war klar, dass für die neue Anlage nur ein natürliches Kältemittel infrage kommt: Ammoniak“, so Thomas Grad, Geschäftsführer der Grad GmbH. Das in Lindau ansässige Ingenieurbüro verantwortete die gesamte Anlagenplanung von der Vorplanung bis zur Ausführungsüberwachung. Das Logistikzentrum verfügt über eine zu kühlende Gesamtraumfläche von 9.240 m2, verteilt auf vier Kühllager und zwei Warenein- und -ausgänge. Der Standort dient hauptsächlich der Lagerung von Obst, Gemüse und Molkereiprodukten, die unterschiedliche Temperaturzonen im Normalkühlbereich erfordern. Die Experten des Ingenieurbüros Grad verglichen verschiedene Möglichkeiten der Anlagenausführung hinsichtlich ihrer Energieeffizienz, der zu erwartenden Kosten und CO2-Bilanzen miteinander. Dafür wurde der Kältebedarf ermittelt und es wurden die baulichen Gegebenheiten vor Ort analysiert. Der Vorplanung liegen weiterhin verschiedene Strompreise sowie Kosten für die etwaige Konditionierung von Frisch- und Abwasser zugrunde. Zudem stellten die Planer Trassenvarianten für die Verlegung der Rohrleitungen und die benötigten Dimensionen gegenüber und identifizierten geeignete Aufstellungsorte der neuen Kälteanlage.
Ammoniak als Kältemittel hat sich seit Jahrzehnten in industriellen Großkälteanlagen bewährt. Dank herausragender thermodynamischer Eigenschaften und geringer Umweltauswirkungen (GWP und ODP von null) gilt es als zukunftssicheres Kältemittel, insbesondere angesichts der aktuellen Entwicklungen der Umweltregularien. Als energie- und kosteneffizienteste Lösung für das Logistikzentrum kristallisierte sich eine Anlage mit überfluteter Verdampfung und luftgekühlten Verflüssigern heraus. Die Kälteverteilung zu den Verdampfern im Logistikzentrum erfolgt über den Zwischendeckenbereich. Durch diese Anlagenausführung entfallen unter anderem die Aufwendungen für die Konditionierung von Frisch- und Abwasser sowie hygienische Untersuchungen, wie sie die BImSchV für Verdunstungsverflüssiger aufgrund der notwendigen Wasserbehandlung zur Legionellenprävention samt Dokumentationspflichten vorsieht. Zudem ermöglicht es die geringere erforderliche Rohrleitungsdimensionierung, den Stahlbau und das Trassengewicht zu reduzieren.
Hohe Kälteleistungen auf kleinstem Raum
Die neue Ammoniakkälteanlage wurde in einem Container vor dem Gebäude installiert, der als vollwertiger Maschinenraum ausgeführt ist. Der Container entspricht sowohl konstruktiv als auch hinsichtlich seiner sicherheitstechnischen Ausstattung den Anforderungen eines Typenmaschinenraums gemäß den einschlägigen Regelwerken. Aufgrund strenger sicherheitstechnischer Vorgaben für Ammoniakkälteanlagen, die auch den Aufstellungsort betreffen, erwies sich der Container für dieses Sanierungsprojekt im Bestand als vorteilhaft. Er bietet außerdem eine gewisse Unabhängigkeit von den räumlichen Gegebenheiten des Logistikzentrums und könnte beispielsweise im Falle einer Aufgabe des Standorts samt Kälteanlage flexibel verlagert werden.
Die Container-Lösung erforderte eine höchst kompakte Kälteanlage, sodass die Wahl auf ein Ammonia Compressor Pack (ACP) von Bitzer fiel. „Das ACP passt perfekt in den Container und wir haben mit ACPs schon in vorherigen Projekten gute Erfahrungen gemacht“, so Thomas Grad. Diese Schraubenverdichter-Verbundeinheit von Bitzer umfasst in der für das Projekt ausgewählten Ausführung drei offene Ammoniak-Schraubenverdichter der OS.A85 Serie mit jeweils passendem Motor, einen horizontalen, dreistufigen OAHC Ölabscheider und zwei Ölkühler – alles integriert in einen robusten Rahmen. Die Ölkühler liefern eine Wärmerückgewinnungsleistung von etwa 200 kW und können optional zur Unterstützung der Gebäudeheizung genutzt werden, indem sie Glykol mit einer Vorlauftemperatur von bis zu +60 °C bereitstellen. Die Komponenten des ACPs sind optimal aufeinander abgestimmt, um einen hocheffizienten und zuverlässigen Betrieb bei einer geringen Ölwurfrate sicherzustellen. Das ACP liefert die gesamte Kälteleistung von 1.150 kW für das Logistikzentrum (Referenzwerte: tO = -5 °C / tc = +45 °C).
Zuverlässige Temperaturen bei höchster Energieeffizienz
Die drei Schraubenverdichter und die robuste Industrieausführung aller Komponenten des ACPs sorgen für eine hohe Betriebssicherheit, was besonders wichtig ist, da in den Kühlräumen große Mengen empfindlicher Ware gelagert werden. Die Verdichter sind außerdem mit dem Bitzer IQ MODUL ausgestattet, das mit intelligenten Betriebs- und Schutzfunktionen, wie einer präzisen Überwachung der Betriebsparameter, die Verfügbarkeit und Effizienz der Kälteanlage steigert.
Die neue Kälteanlage ist mit einer Verdampfungstemperatur von -5 °C ausgelegt. Zu den Projektanforderungen gehörte, dass die Kühllager je nach Markterfordernis flexibel für verschiedene Lebensmittel genutzt werden können. Eine Ausnahme bildet das Kühllager 1, das ausschließlich für Molkereiprodukte vorgesehen ist. Dank der Drehzahlregelung der Verdichter mithilfe des externen Frequenzumrichters VARIPACK und der Möglichkeit, bei Teillast einzelne Verdichter abzuschalten, lässt sich die Leistung präzise an den tatsächlichen Kältebedarf der Lagerräume anpassen. Diese Kombination aus Drehzahlregelung und selektivem Abschalten stellt insbesondere im Teillastbetrieb höchste Effizienz sicher. Während die alte Anlage einen durchschnittlichen Effizienzgrad EER von 2,1 aufwies, erreicht die neue Ammoniakkälteanlage selbst im ungünstigsten Betriebspunkt einen EER von 3,5 (Referenzwerte: to = -5 °C / tc = +45 °C). Dank der hohen Energieeffizienz konnte der Stromverbrauch am Standort Bergkirchen um durchschnittlich 45 % reduziert werden, was langfristig zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
Sanierung im Bestand
Die Modernisierung der gesamten Kältetechnik erfolgte während des laufenden Logistikbetriebs, der so wenig wie möglich von den Arbeiten beeinträchtigt werden sollte. Die Harig GmbH verantwortete die Installation und Inbetriebnahme der neuen Kälteanlage, einschließlich der Anbindung und Montage der Verdampfer, der elektrischen Verkabelung sowie der Demontage der Altanlage. In der Übergangszeit wurde für die Kühlung der Waren im Logistikzentrum Mietkälte eingesetzt. „Ab der Demontage der Altanlage waren mehr als 20 Personen verschiedener Gewerke vor Ort, um die Arbeiten zügig voranzutreiben. Eine gute Koordination war entscheidend“, berichtet Wladimir Schneider, Projektleiter bei der Firma Harig.
Die beengten Platzverhältnisse von nur etwa 80 cm im Zwischendeckenbereich erschwerten die Verlegung der Rohrleitungen für die Anbindung der Verdampfer. Die Decke wurde für die Montagearbeiten mit Gerüsten gestützt, wobei die Firma TuB Tragwerk alle statischen Berechnungen sowie die Ausführungsüberwachung des Stahlbaus übernahm, um höchsten Sicherheitsansprüchen gerecht zu werden. Nachdem das Fundament für den Aufstellungsort der neuen Kälteanlage vor dem Gebäude gelegt war, wurde der 50 Tonnen schwere Container per Kran platziert. Das Bitzer ACP wurde montagefertig geliefert, um eine besonders zeiteffiziente Installation und Inbetriebnahme zu ermöglichen. Alle relevanten Komponenten des ACPs sind jederzeit einfach zugänglich, was auch Wartungs- und Servicemaßnahmen erleichtert. Das IQ MODUL in Kombination mit der Harig SPS ermöglicht zudem den Zugriff auf Betriebsdaten, wodurch die Firma Harig ihren Kunden bei Bedarf auch aus der Ferne unterstützen kann.
Nach einer zehnwöchigen Vorbereitungsphase der Örtlichkeiten konnte das ACP innerhalb eines Arbeitstages erfolgreich in Betrieb genommen werden. „Der technische Support von Bitzer stand uns jederzeit zur Seite, auch während der Inbetriebnahme“, berichtet Wladimir Schneider.
Partnerschaftlicher Erfolg
Dank der guten Zusammenarbeit konnte das gesamte Sanierungsprojekt der Kältetechnik des Lagers von Metro Logistics innerhalb eines Jahres erfolgreich abgeschlossen werden. „Ich schätze an dieser Zusammenarbeit vor allem das partnerschaftliche Miteinander. Wenn man sich gegenseitig die Hand reicht und vertrauensvoll zusammenarbeitet, kann man alle Herausforderungen meistern“, resümiert Jürgen Filster, Entwicklungsleiter Industrielle Kältetechnik bei Bitzer. „Wir sind sehr zufrieden mit dem Ergebnis und schätzen die kompakte und zugleich wartungsfreundliche Bauweise der Anlage. Für künftige Projekte ähnlicher Art ist diese hier errichtete Container-Lösung in jedem Fall beispielhaft“, fasst Christian Fieger, Technischer Leiter bei Metro Logistics, zusammen und ergänzt: „Die neue Kälteanlage bietet nicht nur eine zuverlässige und effiziente Kühlung, sondern ist dank des natürlichen Kältemittels Ammoniak auch zukunftssicher.“
