Geballtes Supermarkt-Know-how

Bereits zum dritten Mal veranstaltete der ZVKKW in diesem Jahr das Supermarkt-Symposium. Und die hohen Teilnehmerzahlen waren ein deutliches Zeugnis dafür, dass der Zentralverband Kälte Klima Wärmepumpen e.V. ein wichtiges Thema in einer bestens organisierten Veranstaltung platziert hat. Während auf dem ersten und zweiten Supermarkt-Symposium der Schwerpunkt der Themen bei Komponenten, Baugruppen, Systemen, Kältemitteln und Kühlgutqualität lag, wurden beim dritten Symposium die Themen Energiemanagement aus Betreibersicht, Entwicklung der Betriebskosten der Systeme, Energieersparnis, Reduktion der CO₂-Emission sowie Monitoring behandelt.
Am 19. April 2012 standen beim Supermarkt-Symposium im Maritim Hotel in Darmstadt u.a. die Themen Energieeffizienz, Energiemanagement und ein neuer Benchmark für den Energieaufwand, innovative Abwärmenutzung und Wärmeerzeugung sowie vorausschauende Überwachung und Diagnose der Systeme im Blickpunkt der Referate. Interessant war vor allem, dass praktische Ergebnisse aus Anlagen-Messungen bzw. Umfragen unter Betreibern vorgestellt wurden.

Energiemanagement im LEH

Den Auftakt des Symposiums machte Ljiljana Rakita, vom EHI Retail Institute. Sie berichtete über „Energiemanagement im Einzelhandel“ mit folgendem Resümee:

Betrachtet man die Energiekosten im Einzelhandel im Zeitverlauf, so sieht man, dass sie von Jahr zu Jahr weiter gestiegen sind. Laut den Ergebnissen einer aktuellen EHI-Studie erwarten die Handelsunternehmen für den Zeitraum bis 2014 einen Anstieg ihrer Energiekosten um bis zu 10 %. Die jährlichen Energiekosten (Strom, Gas, Heizöl etc.) belaufen sich bei den Lebensmitteleinzelhändlern gegenwärtig im Schnitt auf 55,45 €/m² Verkaufsfläche. Dabei stellt die Kühlung mit 45,2 % den größten Stromverbraucher dar, gefolgt von der Beleuchtung mit 25,9 %. Nicht verwunderlich ist daher die hohe Bereitschaft der Händler in diesem Bereich zu investieren. 70 % der Food-Händler wollen in den nächsten Jahren in die Kühlung investieren. Diese hohe Bereitschaft resultiert daraus, dass die Händler bei einer Investition in energieeffiziente Systeme bei der Kühlung mit hohen Einsparungen rechnen.

Fördermaßnahmen für die Kälte

Wolfgang Müller aus dem Bundesumweltministerium beleuchtete in seinem Vortrag die politischen Rahmenbedingungen rund um die Kälteerzeugung im Supermarkt:

In der Kälte- und Klimatechnik waren in der Vergangenheit Energieeffizienz- und Klimaschutzaspekte von geringerer Bedeutung als heute. Bei der Mehrzahl der gewerblichen und privat genutzten Kälte- und Klimaanlagen wurde hauptsächlich Wert darauf gelegt, dass der Zweck erfüllt wurde. Die dafür aufzubringenden Betriebskosten wurden als Selbstverständlichkeit angesehen. Außerdem war elektrische Energie im Vergleich zu heute kostengünstig. Das alles hat sich geändert. Gleichzeitig sind Umweltbewusstsein und Wissen um den Klimawandel gestiegen. In der Kälte- und Klimatechnik wurden erhebliche Potentiale zur Minderung der gesamten Treibhausgasemissionen ausgemacht. Um diese zu erschließen, hat das BMU im Rahmen der Klimaschutzinitiative 2008 ein Förderprogramm für gewerbliche Kälteanlagen gestartet, in dem nicht nur Energieeffizienzmaßnahmen an gewerblichen Kälteanlagen durch Investitionszuschüsse gefördert werden, sondern im Rahmen von Status-Checks auch Information und Beratung. Erste Evaluierungen haben ergeben, dass die erzielten Emissionsminderungen, bezogen auf die ausgereichten Fördermittel, sehr hoch sind und dass das Programm nach aktuellem Kenntnisstand auch im Jahr 2013 fortgesetzt werden kann.

Innovative Abwärmenutzung
in Supermärkten

Jonas Schönenberger, Frigo-Consulting AG, stellte Gründe für die Nutzung von Kohlendioxid als Kältemittel vor:

Die stark steigende Anzahl transkritischer CO₂-Kälteanlagen in Supermärkten bietet ein hohes Potential zur energetischen Optimierung. CO₂-Kälteanlagen weisen beachtliche Abwärmemengen auf hohem Temperaturniveau auf. Diese Abwärme dient im Winter zum Beheizen von Gebäuden und wurde im Sommer bislang ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Seit Anfang 2011 ist das erste Kälte-System in Betrieb, welches aus dieser Abwärme auch im Sommer ein Nutzen zieht. Die anfallende Abwärme treibt eine Adsorptionskälteanlage an, wodurch zusätzliche Kälteenergie generiert wird und so die CO₂-Kälteanlage entlastet. Während eines Jahrs setzten sich Ingenieure von Frigo-Consulting AG mit der Implementierung der Adsorptionskälteanlage auseinander. Überschüssige Abwärme von der CO₂-Kälteanlage wird durch die Adsorptionskälteanlage in Kälte umgewandelt und dazu genutzt, flüssiges CO₂ in der Anlage zusätzlich zu unterkühlen. Die Unterkühlung entlastet die CO₂-Kälteanlage und reduziert deren Energieverbrauch. Weiter kann der Hochdruck im System gesenkt werden.

Neuer Benchmark für den Energieaufwand im Supermarkt

Klaus Tadajewski und Arndt Rolles, Daikin, stellten die Daikin-Lösungen für Anwendungen im Supermarkt vor:

Energieeinsparungen stehen neben hoher Betriebssicherheit an oberster Stelle im LEH. Das 2003 weltweit eingeführte „Conveni-Pack“-System erfüllt diese Ansprüche in Form einer werkskonfigurierten Komplettlösung. Durch stetige Weiterentwicklung des Serienproduktes können Energieeinsparungen im Vergleich zu konventionellen Lösungen erreicht werden. Dazu werden die Gewerke Heizung/Gewerbekälte/Klima und Lüftung in einem System integriert. Das ganzheitliche Konzept ist der Ansatz um die aktuellen gesetzlichen Energie-Einsparverordnungen zu erfüllen, da alle im Supermarkt vorhandenen technischen Gewerke energetisch beachtet werden und regelungstechnisch verknüpft werden müssen.

Kältetechnik und Denkmalschutz

Dipl.-Ing. Bernd Heinbokel, Carrier Kältetechnik, beschrieb in seinem Referat einen außergewöhnlichen Supermarkt in einem denkmalgeschützten Gebäude, in dem Kältetechnik von Carrier zum Einsatz kommt: 

2009 eröffnete in Koblenz ein HIT-Verbrauchermarkt im Gebäude einer 1911 errichteten Viehhalle. Bei der umfassenden Restaurierung des denkmalgeschützten HIT-Marktes wurde auch bei der Auswahl des Kältekonzeptes auf Nachhaltigkeit geachtet. Die Entscheidung fiel auf das natürliche Kältemittel CO₂. In der Analyse im VDMA-Effizienz-Quickchecks erreicht das „CO2OLtec“-Kältesystem von Carrier im HIT Koblenz eine Energieeffizienz-Kennzahl von -35 %. Dies bedeutet, dass der Markt 35% effizienter ist als ein Standardmarkt in 2009, was in einer Energiekosteneinsparung von ca. 27 500 € pro Jahr bei 0,14 €/kWh resultiert.

Ende 2011 entscheidet sich HIT auf Grund der sehr guten Erfahrungen in dem Pilotmarkt in Koblenz und einem weiteren in Overath für CO₂ als neuen Kältemittelstandard in Normal- und Tiefkühlung.

Energieverbrauchsstudie am
Beispiel zweier Hyper-marchés

Thomas Glasbrenner, Hoval GmbH, präsentierte den Anwesenden in Darmstadt Einsatzmöglichkeiten der Hoval-Systemtechnik in Supermärkten:

Laut einer Studie in Frankreich verbraucht ein herkömmliches System für Gewerbekälte, Klimatisierung und Heizung in einem Supermarkt durchschnittlich 525 kW/m² pro Jahr. Gewerbekälte, Lüftung, Heizung und Klimatisierung beeinträchtigen sich durch mangelnde Planung oft gegenseitig. Das „EcoLine“-System von Hoval verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz zum sparsamen Umgang mit Energie im LEH. Damit das System funktioniert, werden alle Geräte vernetzt und zentral gesteuert. Das Ergebnis: Eine Komplettlösung für mehr Wirtschaftlichkeit. Anhand von aktuellen Daten zweier annähernd identischen Hypermárche-Märkten in Frankreich, einmal mit dem oben genannten System, einmal ohne, wurden die vorhanden Erfahrungswerte dargestellt.

Hygienische Verdampfer

Markus Kielnhofer, Güntner, ging auf das wichtige Thema der Hygiene im LEH ein: 

In kältetechnischen Baubeschreibungen wird oft auf die Lebensmittelhygieneverordnung, kurz LMHV, Bezug genommen. Als Kälteanlagenbauer sieht man sich bei dieser Forderung oftmals nicht direkt angesprochen, obwohl dies durchaus der Fall sein sollte. Denn alle mit dem Kühlgut in Berührung kommenden Geräte müssen der LMHV entsprechen. Folglich ist es daher ratsam, Luftkühler bzw. Verdampfer schon bei deren Konstruktion dieser Verordnung zu unterwerfen. Im seinem Vortrag stellte Markus Kielnhofer die durchgeführten konstruktiven Maßnahmen bei Güntner-Luftkühlern bzw. Verdampfern vor. Die Einhaltung der Vorkehrungen wird durch ein HACCP-Zertifikat vom TÜV SÜD bescheinigt.

Überwachung und Diagnose

Venugopal Kandi, Emerson Climate Technologies, schilderte ein Verfahren, bei dem der Verdichter als „Diagnose-Instrument“ in einem Kältekreislauf dient: 

Im Bewusstsein, dass der Verdichter das „Herz“ jeder Kälteanlage ist, macht Emerson Climate Technologies mit „CoreSense“ einen wichtigen technologischen Schritt, indem in Copeland-Verdichtern eine eigene Intelligenz integriert wird. Die „CoreSense“-Technologie macht den Verdichter zum ‚Sensor‘ und nutzt alle Informationen, die der Verdichter liefert. So wird die Leistungsfähigkeit des Verdichters gesteigert und damit die des gesamten Kältesystems. Dafür werden sowohl mechanische als auch elektrische Informationen im Verdichter überwacht, ausgewertet und analysiert.

Wärmerückgewinnung und Gebäudeheizung mit der Kälteanlage

Daniel Strauch, Danfoss GmbH, beleuchtete den Zusammenhang zwischen Wärme- und Kälteerzeugung im Supermarkt:

Wärmerückgewinnung und die daraus betriebene Gebäudeheizung ist bei R744-Boosteranlagen wirtschaftlich. Erforderlich ist eine integrierte Regelung für Gaskühler, Verbundanlage, Ölmanagement und Wärmerückgewinnung für Brauchwarmwasser und Gebäudeheizung. Der Druck im Gaskühler wird im Sommerbetrieb nach optimalen COP geregelt und im Winterbetrieb nach Anforderung der Gebäudeheizungsregelung. Der Gaskühlerdruck wird analog zur Wärmelast vom subkritischen bis zu transkritischen Drücken angepasst. Dadurch wird eine hohe Vorlauftemperatur und eine ausreichende Wärmemenge zur Verfügung gestellt. Wärmeverbrauchsmessungen aus 2011 zeigen, dass ein Supermarkt mit mehr Wärme versorgt werden kann als erforderlich. Der Energieverbrauch von R744-Boosteranlagen ist bei mitteleuropäischen Klimaverhältnissen besser als der von R404A-Kälteanlagen. Mit der zusätzlichen Heizungsfunktion trägt die R744-Boosteranlage zur Verbesserung der Energie- und Kostensituation der Supermärkte bei.

Effizienz und Betriebsanforderungen

Dr.-Ing. Klaus-Peter Schmidt, Dr.-Ing. Matthias Liehm und Bernd Straßburger, Dresdner Kühlanlagenbau, gingen intensiv auf das Thema der Energieeinsparmöglichkeiten ein:

Zunehmendes Umweltbewusstsein, der Anstieg von Rohstoffpreisen und Energiekosten sowie das Ziel, den CO₂-Ausstoß zu senken, sind inzwischen hinlängliche Gründe, vermehrt über Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz nachzudenken. Es gibt eine Vielzahl möglicher Maßnahmen zur Energieeinsparung an Gewerbekälteanlagen. Kombinationen mehrerer Maßnahmen können in ihren Effekten verstärkend oder vermindernd wirken. Dies hat Auswirkungen auf erreichbare Energieeinsparungen, auf die Betriebssicherheit, aber auch auf den Service von Anlagen. Bei Umsetzung von Energieeinsparmaßnahmen ist immer eine ganzheitliche Betrachtung sinnvoll und notwendig. Aufwand, Kosten und Nutzen, lokale Bedingungen aber auch unterschiedliche Wirkungen in Bezug auf Energiebedarf unter schwankenden Betriebsverhältnissen, die Sicherstellung der Betriebssicherheit und Servicefreundlichkeit müssen Energieeinsparmaßnahmen berücksichtigt werden.

Energiekonzept und Monitoring

Nicolas Réhault, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, beendete den Vortragsreigen einer rundum gelungenen Konferenz mit seinen Ausführungen zu einem neuartigen Energiekonzept bei Aldi Süd:

Bei dem Energiekonzept der Aldi Süd-Filiale in Rastatt wurde durch die Kombination zahlreicher Einzelmaßnahmen im Bereich Kälteerzeugung, Kühlmöbel, Gebäudehülle und Haustechnik der Primärenergiebedarf um 50 % gegenüber einer Standardfiliale reduziert. Im Kern des Konzepts steht ein geothermisch gestützter CO₂-Kälteverbund, der mittels einer Abwärmenutzung als alleinige Energieversorgung alle Energiedienstleistungen im Bereich Wärme und Kälte abdeckt.