Energievergleich Kaltluftkälteanlagen

Für Kälteanlagenbetreiber ist neben dem sicheren Betrieb und der Ausfallsicherheit auch der Energieverbrauch ein Auswahlkriterium. Da der sichere Betrieb einer Kaltluftkälteanlage durch die geringen Prozessdrücke und dem sicheren Kältemittel Luft und die Ausfallsicherheit durch den ölfreien, luftgelagerten, wartungsfreien und langlebigen Verdichter gegeben ist, bleibt nur noch der Energieverbrauch als Argument übrig. Den Verbrauch zu verringern und damit aktiv Betriebskosten senken zu können hat nicht nur für den Betreibenden einen positiven Effekt, sondern erhöht nebenbei auch noch den ökologischen Faktor der Anlage. Die Kaltluftkältetechnik ist bei Tieftemperaturanwendungen zwischen -40°C und -130°C, wie es z.B. in Lagerraum- oder Prozesskühlungen der Pharmaindustrie oft der Fall ist, die passende und zukunftsweisende Lösung dafür. 

Zur Verdeutlichung des Vorteils hat Refolution mit Unterstützung der Firma MIRAI INTEX und HOF Sonderanlagenbau einen Vergleich des COPs (Coefficient Operating Parameter) einer Kaltluftkälteanlage mit den COPs einer 3-stufigen, mit brennbaren Kühlmitteln gefüllten Kaskadenanlage und einer Flüssigstickstoffanlage durchgeführt. Zur Vorbereitung wurden ein halbes Jahr lang in sämtlichen Papers, wissenschaftliche Veröffentlichungen und  Abschlussarbeiten Recherche betrieben, um die Berechnungen der Vergleichsanlagen so genau wie möglich machen zu können. Den COP der Kaltluftkältemaschine wurde über eigene Messreihen an zwei verschiedenen Anlagen ermittelt. Das Herzstück waren bei beiden Anlagen jeweils eine Kaltluftkältemaschinen der Firma MIRAI INTEX, welche in der offenen (hier: MC15 O/A) und in der geschlossen Bauweise (hier: MC10 C/W/T) vorlagen. Eine offene Bauweise bedeutet, dass das absolut ungefährliche und ökologische Kältemittel Luft in den Kühlraum ein- und ausströmt und durch Konvektion Wärme aufnimmt (Stichwort Lagerraumkühlung). Bei der geschlossenen Variante befindet sich die Luft in einem geschlossenen Kreislauf, wie es z. B. bei der Prozesskühlung angewendet wird. Die Resultate sind im unten stehenden Diagramm visualisiert und werden im weiteren Verlauf näher erläutert.

Die COPs lassen sich für die einzelnen Temperaturen in Bereichen darstellen, da auch die Anlagengröße eine Rolle bei der Energieeffizienz spielt. Ein Grund dafür ist, dass bei großen Anlagen die Fertigungstoleranzen deutlich besser eingehalten werden können als bei kleinen Anlagen. Bei den Flüssigstickstoffanlagen ist ein weiterer Faktor, ob der zur Verfügung gestellte flüssige Stickstoff direkt von einer Versorgungkette kommt oder in einem Versorgungstank bei frequentiertem oder seltenem Gebrauch gelagert wird. Das liegt daran, das Stickstoff ein sehr flüchtiges Gas ist und bei Lagerung sowie Transport immer ein Teil in die Umwelt gelangt. Zur Farbgebung des Diagramms sei gesagt, dass die COPs im roten Bereich der Kaltluftkältemaschinen

Projektpartner

HOF

HOF stellt die neue Generation von Gefriertrocknern und Schockfrostern her und baut auch bestehende Anlagen um.

Secon

Die Kaltluftechnik von Mirai Intex kann in Deutschland bei der Secon GmbH erworben werden.

Mirai Intex

Mirai Intex ist der Hersteller der Kaltlufttechnik mit dem luftgelagertem Turboverdichter-expander.

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