Entscheidung für R455A und Optimierung der Gesamtbetriebskosten

Angesichts der F-Gas-III-Verordnung und der damit verbundenen Beschränkungen für das Inverkehrbringen von Einrichtungen und Produkten wurde bei der Übernahme des Marktes durch Hyper U die Frage des Austauschs der alten R404A-Kälteanlagen sehr schnell angesprochen. Der neue Eigentümer Eric Cascio und sein Geschäftsführer Franck Marrot waren sich dieser Problematik sehr bewusst, als sie das Lastenheft für die Renovierung des Supermarktes erstellten.

Außerdem wurden Renovierungsarbeiten an der Einrichtung des Hypermarkts vorgenommen, um dem U-Konzept und den aktuellen Verbrauchertrends gerecht zu werden.

Die „Markt“-Atmosphäre sollte sich insbesondere im Bereich der Frischwaren widerspiegeln, indem der Obst- und Gemüsebereich, die Metzgerei, die Wurstwaren, der Feinkostladen oder auch die Käserei vergrößert wurden, um eine bessere Zirkulation in diesem Bereich zu ermöglichen. Das Schließen der Möbel mit Türen war ebenfalls ein zentraler Punkt bei der Renovierung, um die normativen Anforderungen zu erfüllen und vor allem den Stromverbrauch dieses Hypermarktes zu senken, der sich auf über 200.000 € pro Jahr beläuft.

Das in Nîmes ansässige Planungsbüro Garcia wurde daraufhin beauftragt, die Änderung der Kälteanlage zu untersuchen und eine neue Alternative zu R404A vorzuschlagen.

Die Wahl der Technologie

Die Wahl einer Kälteanlage ist für Supermarktketten in Bezug auf die Auswirkungen auf die Umwelt und die Kosten von strategischer Bedeutung. Dabei werden verschiedene Architekturen in Betracht gezogen, um den Kältebedarf zu decken. Die Option eines transkritischen CO₂ Systems wurde von den Beteiligten sehr schnell verworfen, obwohl sie bereits an die Verwendung von R744 bei anderen Projekten gewöhnt waren.

„Angesichts der geografischen Lage dieses Marktes im Süden Korsikas könnte die Energieeffizienz des CO₂ beeinträchtigt werden“, betont Paul Trojani, der Leiter von Meca­froid. „Tatsächlich erweist sich die Installation eines CO₂-Systems in einem Hypermarkt, in dem die Sommertemperaturen sehr hoch sein können, heute noch als kompliziert und nicht beherrschbar, wenn man sich die Rückmeldungen zu ähnlichen bestehenden Anlagen ansieht“, erklärt Eric Cascio, der bereits einen Super U in Sainte Lucie und einen Marché U in Sagonne besitzt.

Und für dringende Wartungsarbeiten sind die Besonderheiten der Insel nicht wirklich geeignet, ganz zu schweigen von der erhöhten Energieproblematik während des Sommers mit den Touristenströmen.

Die Alternative besteht also darin, auf synthetische Kältemittel mit sehr geringen Auswirkungen auf die Umwelt zu setzen und dabei die Investitions- (CAPEX) und Betriebskosten (OPEX) zu kontrollieren sowie gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Kälteanlage zu gewährleisten.

R455A: Die erfolgreiche Kombi gegenüber CO₂

Die Wahl fiel schließlich auf eine 61-kW-Direktexpansionsanlage mit fünf Bitzer-Verdichtern für den TK-Bereich und einem Eiswasserkreislauf für den NK-Bereich mit zwei AF-Energy-Chillern mit je 150 kW pro Einheit, die mit Solstice L40X betrieben werden. R455A ist ein schwer entflammbares (A2L) Kältemittel, das für neue Niedrig- und Mitteltemperaturanlagen entwickelt wurde – es von Climalife vertrieben und von Honeywell unter dem Markennamen Solstice L40X hergestellt wird.

Mit einem sehr niedrigen GWP von 146 ist R455A eine langfristige Lösung, die F-Gas III entspricht. Seine dem R404A ähnliche Kälteleistung, die hohe Energieeffizienz, seine hohe kritische Temperatur und der niedrige kritische Druck machen es zur idealen Wahl für diese gewerbliche Kälteanwendung. Darüber hinaus ist R455A einfach einzusetzen, was bei Notfalleinsätzen für Technikern von großem Vorteil ist.

Eine anspruchsvolle Baustelle in einem sehr kurzen Zeitplan

Ende Dezember 2023 wurde der Auftrag unterzeichnet und die Arbeiten mussten innerhalb von sieben Wochen durchgeführt werden, da die Wiedereröffnung zwingend am 26. Februar 2024 erfolgen musste, um dem Wunsch des Eigentümers zu entsprechen. Die gesamte Anlage wurde von dem in Savoyen ansässigen Hersteller von Kühlgeräten AF Energy konzipiert, der außerdem Spezialist für die Regelung und Überwachung von Supermärkten ist.

Die beiden Chiller, die jeweils 108 kg R455A enthalten, sorgen für die NK in Redundanz für eine höhere Zuverlässigkeit und versorgen einen gemeinsamen 2000-Liter-Speicher mit zwei Sekundärpumpen pro Kreislauf, eine für die NK-Kühlräume und die andere für die Vitrinen (Marke Exkal) mit mittlerer Temperatur – das Ganze mit einem gemeinsamen Rücklauf. Das Glykolwassernetz wurde mit 9 m³ Friogel Neo -18 °C gefüllt, einem Kälteträger, der von Climalife für einen Temperaturbereich von -4 °C / -8 °C hergestellt wird.

Der Wasserkreislauf hat den Vorteil, dass die Anordnung des Lagers bei Bedarf geändert werden kann und vor allem, dass die Kältemittelfüllung im Maschinenraum reduziert und begrenzt wird, was die Suche nach Lecks vereinfacht, betont Stéphane Chapuis, Techniker bei Mecafroid, der für die Leitung der Baustelle zuständig war. An jeder Anlage wurden Dreiwegeventile von Danfoss installiert, um im Falle eines Ausfalls einer Linie flexibler zu sein. Dies ermöglicht es außerdem, die Vitrinen in der Winterzeit, wenn der Bedarf geringer ist, als Verkaufsmöbel für den „trockenen“ Betrieb zu nutzen.

Die TK-Zentrale hingegen arbeitet bei einer Temperatur von -32 °C / +45 °C mit einer Füllung von 215 kg R455A und versorgt die Vitrinen der Marke Carrier sowie die TK-Kühlräume.

Im Maschinenraum wurde ein fest installierter Detektor angebracht, um den Vorschriften zu entsprechen. Der Lärmpegel der Anlage wurde reduziert, indem die auf dem Dach installierten Verflüssiger zu 80 % angeflanscht wurden und der Technikraum mit einer Schallfalle ausgestattet wurde, um die Nachbarn zu respektieren. Eine Wärmerückgewinnung bei den Kühlaggregaten wurde nicht implementiert, da neuere Roof Tops die Heizung und Kühlung des Hypermarktes übernehmen.

Alle Projektbeteiligten sind mit der Wahl der Architektur vollauf zufrieden. Selbst bei hohen Außentemperaturen bleibt die Leistungszahl gut, das Risiko von Warenverlusten wird minimiert und die Lösung mit dem Wasserkreislauf wirkt sich im Vergleich zu einem CO₂-System nicht auf den Energieverbrauch aus, schließt Mohammed Youbi Idrissi, Technical Leader EMEA bei Honeywell, und erklärt, dass indirekte Kühlung im Allgemeinen einen doppelten Vorteil bietet: eine gleichmäßige Verteilung des Kälteträgers in den Wärmeübertragern und einen deutlich geringeren Energieverbrauch für die Abtauung.