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Energieeffizienz

Kälteanlagen: Verdichterregelung optimieren

Kältesysteme sind so ausgelegt, dass sie die maximale Kühllast, die weniger als 5 % des Jahres anfällt, bewältigen können.

#Kälteanlagen

Am häufigsten tritt der Fall auf: 50 % der Volllast und eine Umgebungstemperatur, die 20 K unterhalb des Auslegungspunktes liegt. Aus diesem Grund sollte die Leistungsregelung des Verdichters energetisch optimiert sein.

Empfehlung zur Optimierung

Das größte Einsparpotenzial bei der Verdichterregelung ergibt sich durch Anpassen der Verflüssigungstemperatur an die Umgebungstemperatur über den Verflüssigungsdruck. Vor dem Nachrüsten eines Frequenzumrichters muss der ausreichende Öltransport und die Auslegung der Expansions- und Regelventile bei geänderten Fließgeschwindigkeiten überprüft werden.

Relevante technische Überlegungen

Die Schlüsselparameter für Kältesysteme sind:

  • gemessene Leistung,
  • Betriebszeiten,
  • COP-Wert (Leistungszahl),
  • Kühllast und
  • Umgebungstemperatur.

Andere wichtige Faktoren:

  • Produktionsgeschwindigkeit und Anzahl,
  • Kapazität und Nutzungsmuster aller versorgten Anlagen.
Wirtschaftlichkeit100 – 1.000 EUR indikativ pro industriellem Frequenzumrichter.
EnergieeinsparungenIm Vergleich zu anderen Regelungsarten sind Einsparungen von 6 – 12 % im Teillastbetrieb durch eine erhöhte Verdampfungstemperatur möglich.
Wirtschaftliche EinsparungenDie wirtschaftlichen Einsparungen sind eng mit der Reduzierung des Stromverbrauchs für das Kühlsystem verbunden.
Durchschnittliche Amortisationszeit< 3 Jahre. Die Amortisationszeit erhöht sich, wenn ein Frequenzregler verwendet wird.
EmissionenDie Emissionen hängen von den Eigenschaften des Kältemittelgases ab: GWP (Treibhauspotenzial) und ODP (Ozonabbaupotenzial).
Vorteile für die UmweltReduzierung der CO2-Emissionen durch verminderten Strombedarf für die Kühlung.
Nicht-Energievorteile (Mehrfachnutzen)Vorteile für die Umwelt durch eine Verringerung der CO2-Emissionen.
ReplizierbarkeitMittel

Praxisbeispiel

Installation einer neuen Kältemaschine mit Free Cooling Prinzip (Freie Kühlung) in der Bäckerei Rudolf Ölz Meisterbäcker GmbH“ (Österreich, 2011)

  • Ausgangssituation: Der Bedarf an Wärmeenergie für die Kühlung vor dem Eingriff betrug 1.403 MWh/Jahr.
  • Beschreibung der Maßnahme: Durch mehrere Optimierungen wurde der Kältebedarf von 1.403 MWh/a auf 1.347 MWh/a gesenkt. Die benötigte Kühlleistung kann nun mit 578 MWh Strom erzeugt werden. Durch die Optimierung der Regelung können zwei kleinere Verdichter primärseitig um 2°C höher fahren. Durch die durchgehende Dämmung und Reduktion von Reibungsverlusten reduziert sich der Kältebedarf. Durch Volllastbetrieb der beiden größeren Maschinen steigert sich deren COP von 2,1 auf 3,26.
  • Investitionskosten: 209.300 EUR
  • Amortisationszeit: 7,5 Jahre