Zukunftsfähige Anlagentechnik für kleine Leistungen
Entwicklung und Einsatzmöglichkeiten des CO2-Gaskühlersatzes „*carbo-Box“
Ob erfahrener CO2-Spezialist oder Einsteiger – die bevorstehende Verschärfung der F-Gase VO zwingt Kältefachbetriebe zu einer Umstellung in Rekordzeit. Der CO2-Gaskühlersatz „*carbo-Box“ ist für viele Anwendungsbereiche die passende Lösung. Dank der einfachen Installation können kurzerhand erste Erfahrungen mit R744 gesammelt werden.
Die compact Kältetechnik hat als Hersteller von Kälteanlagen und -systemen schon frühzeitig den Fokus auf die Entwicklung von zukunftsorientierten Lösungen mit natürlichen Kältemitteln gelegt. Insbesondere der Einsatz von CO2 als Betriebsstoff hat in vielen Anwendungsbereichen stark zugenommen und wird weiter forciert. Für besonders leistungsstarke und energieeffiziente Ergebnisse wird die Maschinentechnik im hauseigenen Testbereich regelmäßig getestet und unter Berücksichtigung aktueller Markterkenntnisse stetig weiterentwickelt.
Neben individuell konzipierten und für Kunden speziell zugeschnittenen Projekten führt compact Kältetechnik auch verschiedene Produktlinien, die mit standardisierter Technik und schneller Verfügbarkeit punkten. So war der im Jahr 2018 in den Markt eingeführte CO2-Gaskühlersatz „*carbo-Box“ vorerst ausschließlich für Anwendungen zur Normalkühlung erhältlich. Als Systemerweiterung zur Kühlung von Lagerräumen oder für Kühlmöbel in kleineren Lebensmittelmärkten ist der Gaskühlersatz durch konsequente technische Weiterentwicklung nun ebenfalls für Tiefkühlanwendungen erhältlich. Die „*carbo-Box“ deckt einen Kältebedarf bis 25 kW in fünf Leistungsklassen ab. Damit ist dies die perfekte Lösung für kleine Kühlstellen mit nur einem Temperaturniveau. Eine Förderung der Anlage im Zuge der Kälte-Klima-Richtlinie durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz ist ebenso möglich.
Die „*carbo-Box“ ist somit ein Plug-and-Play Komplettsystem für den sicheren und einfachen Einsatz von CO2-Technik. Die kompakte Anlagengestaltung inklusive Steuerung und Sicherheitseinrichtungen eignet sich ideal, um sich mit CO2 als Kältemittel vertraut zu machen und Erfahrungen für weitere Projekte zu sammeln. Die Außenaufstellung spart dazu Platz innerhalb des Gebäudes. Dank Gehäuse ist die Anlagentechnik schall- und wettergeschützt an passender Stelle platziert.
CO2 als Kältemittel
Die Vorteile von Kohlenstoffdioxid gegenüber synthetischen Kältemitteln sind seine hervorragenden Wärmeübertragungseigenschaften und die hohe volumetrische Kälteleistung. Diese erlaubt eine vergleichsweise kleinere Auslegung der Verdichter und Rohrleitungskomponenten.
Im Vergleich zu den natürlichen Kältemitteln Ammoniak und Propan hat das Kältemittel R744 den Vorteil, dass es nicht brennbar und nicht giftig ist. Eine Klassifizierung in die Sicherheitsklasse A1 bringt einen deutlichen Vorteil bei der Anlagenaufstellung und deren Schutzmaßnahmen – im Innen- wie Außenbereich. Allerdings ist dennoch ein Lüftungs- und Alarmkonzept für den Leckage Fall zwingend erforderlich, da zu hohe CO2-Konzentrationen am Aufstellort aufgrund der Erstickungsgefahr zu vermeiden sind.
Einsatzgebiete
Bei der Entwicklung der „*carbo-Box“ haben die Ingenieure der compact Kältetechnik besonderen Wert auf ein breites Anwendungsspektrum gelegt. Die „*carbo-Box“ eignet sich für kleine Lebensmittelmärkte mit geringen Kältelasten, Tankstellenshops mit mehreren Kühlmöbeln, Bio-Läden, Bio-Erzeugergemeinschaften, Bäckereien oder auch Metzgereien/Fleischereien. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist die Erzeugung von Crash- oder Scherbeneis, welches in der Gastronomie, Lebensmittelherstellung oder auch Chemiebranche Anwendung findet. Eine Erweiterung in bestehende CO2-Supermarktsysteme ist ebenfalls möglich.
Leistungsspektrum & Technische Daten
Der CO2-Gaskühlersatz ist ein umweltfreundliches, zukunftsfähiges und energieeffizientes Standardprodukt für kleine Leistungen bis 25 kW, ausgestattet mit hochwertiger Technik. Die „*carbo-Box“ ist in zwei Varianten mit jeweils fünf Leistungsklassen verfügbar:
Für die Normalkühlung wird ein Leistungsbereich von 6,9 kW bis 21,7 kW bei Verdampfung -5°C abgedeckt.
Die Tiefkühlvarianten leisten 9,0 kW bis 21,8 kW bei einer Verdampfungstemperatur von -30°C. Alle Anlagenwerte beziehen sich auf 32°C Außentemperatur und 50Hz.
Aufgrund der thermodynamischen Eigenschaften von CO2 ist für Tiefkühlanwendungen ein Druckhub erforderlich, der üblicherweise mit einem zweiten Verdichter erzeugt wird. Der hier eingesetzte 2-stufige Verdichter kann diesen durch interne Verschaltung allein bewältigen und erleichtert den baulichen Aufwand enorm. Dadurch lassen sich Tiefkühlanwendungen smarter realisieren. Der Rohrleitungsbau sowie der Steuerungsanteil werden deutlich reduziert – das spart Ressourcen und Platz. Bei beiden Anlagentypen setzt die compact Kältetechnik auf Dorin Verdichter.
Der speziell nach compact-Vorgaben gefertigte Mitteldruckabscheider, sorgt für eine zusätzliche Unterkühlung des flüssigen Kältemittels. Damit wird bei langen Flüssigkeitsleitungen eine Vorverdampfung des Kältemittels vermieden und kann flüssig zum Einspritzventil gelangen. Zudem wird das Sauggas weiter überhitzt und schützt den Verdichter vor eventuell auftretenden Flüssigkeitsschlägen in schwierigen Betriebssituationen.
Um das Anlagenkonzept effizienter und einfacher zu gestalten, entschied man sich bei compact Kältetechnik gegen eine Mitteldruckregelung. Der Mitteldruck ist mit der Außentemperatur verknüpft und stellt sich in Abhängigkeit vom Verdichter selbstständig ein. Dadurch muss der Mitteldruck bei niedriger Außentemperatur nicht künstlich hochgehalten werden, wodurch das Druckverhältnis zum Hochdruck sinkt. Hiermit lässt sich wertvolle Antriebsenergie sparen und gleichzeitig wird der Verdichter geschont.
Die Regelung des Gaskühlersatzes übernimmt der Verbundregler „DCO2 Blueline“ von Wurm. Dieser wird von compact auf die jeweiligen Einsatzbedingungen vorparametriert.
Inbetriebnahme
Durch die werkseitige Verrohrung und Prüfung aller auf 120 bar abgesicherten Komponenten im Gehäuse können alle weiterführenden Rohrleitungsarbeiten im Druckbereich von 52 bar ausgeführt werden. Als Übergänge an das weiterführende Netz sind lötbare hochfeste Kupferleitungen vorgesehen.
Das vollständig vorparametrierte Schaltpanel erlaubt eine sichere Inbetriebnahme des Gaskühlersatzes binnen weniger Stunden. Neben einer externen Freigabe muss die elektrische Spannungsversorgung an den dafür vorgesehenen Klemmen aufgelegt werden.
Fazit
Die „*carbo-Box“ ermöglicht den Einsatz von CO2/R744 als Kältemittel in der langjährig bewährten Technik standardisierter Verflüssigungssätze. Das Plug-and-Play Komplettsystem inkl. Steuerung und Sicherheitseinrichtungen lässt einen einfachen und sicheren Einsatz von CO2/R744 zu, unabhängig von jeglichen Beschränkungen durch die F-Gase VO.
Die bisherigen „*carbo-Box“-Kunden schätzen den unkomplizierten Aufbau und das durchdachte Konzept der Box. Möglicherweise vorhandene Vorbehalte gegen CO2 als Kältemittel wurden schnell abgebaut, da weder die Drucklage noch aufwendige Regelungskonzepte zu überwinden waren. Einige Kältefachbetriebe wagten durch die gesammelten positiven Erfahrungen binnen kürzester Zeit den Schritt hin zu weitaus größeren und komplexeren Booster Systemen.
