Für die optimale Kühlung des Saatgutes sowie zur Klimatisierung der Büroräume installierte der Schweizer Kältefachbetrieb Frigel AG einen CO2-Verbundsatz von compact Kältetechnik aus Dresden, dessen Herzstück Verdichter von BITZER sind.
Zukunftssichere Kälte- und Klimatechnik
Da Nachhaltigkeit bei diesem Projekt in allen Bereichen eine zentrale Rolle spielt, legten die Planer – auch mit Blick auf die weltweit sich zunehmend verschärfenden Umweltgesetze und
-verordnungen – ein besonderes Augenmerk auf die Wahl des Kältemittels. So kommt in der Anlage R744 (CO2) zum Einsatz, das als natürliches Kältemittel mit einem GWP von 1 sowie guten thermodynamischen Eigenschaften große Zukunftssicherheit bietet.
Verbundsatz für höchste Ansprüche
Um den anspruchsvollen Projektbedingungen und den Anforderungen an eine hohe Energieeffizienz gerecht zu werden, wurden insgesamt sieben BITZER ECOLINE Verdichter verbaut. Die unterschiedlichen Temperaturniveaus wurden dabei auf zwei Verbunde aufgeteilt: Ein Klimaverbund mit drei 4MTE-10K-40S Verdichtern sowie einen Normalkühlung-/ Wärmepumpenverbund (NK- / WP-Verbund) mit einem 4PTE-7K-40S und zwei 4KTE-10K-40S Verdichtern. In der Parallelverdichterstufe kommt außerdem ein 4JTE-15K-40P Verdichter zum Einsatz. Der Parallelverdichter arbeitet effizienter bei kleinerem Druckverhältnis.
Gesteigerte Energieeffizienz
Die anfangs höheren Investitionskosten wirken sich spürbar auf die Energieeffizienz aus und der durch die Photovoltaikanlage produzierte Strom kann effektiv eingesetzt werden. Im Betrieb reduziert sich der Stromverbrauch dadurch deutlich. Der NK-Verbund leistet 68 kW Kälteleistung bei -10 °C Verdampfungstemperatur. Der Klimaverbund ist bei +5 °C mit einer Kälteleistung von 95 kW ausgelegt. Die jeweils ersten Verdichter der CO2-Verbundanlage sind mit Invertek Frequenzumrichtern ausgestattet. Durch die Verwendung von Frequenzumrichtern kann die Leistung der Führungsverdichter stufenlos leistungsgeregt werden.
Natürliche Wärmenutzung und genaue Temperaturanpassung
Der heißgasseitige Plattenwärmetauscher mit insgesamt 110 kW Leistung für die Wärmerückgewinnung wird zur Heizung des Fußbodens genutzt und mit einem zusätzlichen 3-Wege-Ventil für bedarfsgerechte Leistungsanpassung ausgestattet. Die Auskopplung der Wärme erfolgt über einen Plattenwärmetauscher, der zwischen der Hochdruckentspannung und der Mitteldruckflasche installiert ist.
Der Wärmetauscher wird dauerhaft von CO2 durchströmt, um eine konstante Klimatisierung für die thermoaktiven Bauteilsysteme (TABS) zu gewährleisten. Diese sind in Beton eingelegte Heizrohre aus Polypropylen. Die damit versehenen Böden eines Gebäudes werden zu aktiven Strahlungsflächen, wobei die Betonmasse als thermischer Speicher dient. Mit diesem Prinzip kann die natürliche Wärmenutzung und eine genaue Temperaturanpassung ökologisch und ökonomisch optimal angepasst werden.
Durch das verzweigte Rohleitungsnetz und die sehr langen Rohrleitungswege wurde zudem ein Wärmetauscher in der Flüssigkeitsleitung nach dem Mitteldruckbehälter eingebaut. Das Kältemittel wird separat unterkühlt, um die Bildung von Flashgas zu vermeiden. Bei der Auswahl des Gaskühlers setzte man auf bewährte Qualität der Firma Güntner. Die Besonderheit des 180 kW großen Gaskühlers ist die integrierte Verdampferfunktion für eine Funktionsumschaltung als Luftwärmepumpe im Winterbetrieb. Fällt die Temperatur im Warmwasserspeicher unter einen Wert von 30 °C wird der Gaskühler mittels 3-Wege-Ventil umgangen und als weitere Kühlstelle mit 70 kW Verdampferleistung zugeschalten. Da sich das Gebäude im Erdreich befindet, müssen einzelne Räume im Winter nachgeheizt werden, insbesondere wenn die Temperatur für eine bestimmt Zeitspanne unter 12 °C fällt. Durch diese Wärmepumpenschaltung kann auch im Winterbetrieb eine Wasservorlauftemperatur von bis zu 35 °C erreicht werden.
Energieoptimiertes Gesamtsystem
Die Steuerung der acht Lüfter erfolgt über ein 0-10 V Signal, um einen stufenlosen und energiesparenden Betrieb zu ermöglichen, der optimal an die Außentemperatur angepasst ist. Die komplexe Anlagenschaltung wurde mit Danfoss realisiert und in Betrieb genommen.
Die Versorgung für sämtlichen Kälte- und Wärmebedarf durch ein komplettes System bietet enormes Potential zur Energieoptimierung. Durch den Einsatz von CO2 als nachhaltige Lösung kann gezielt der Energieverbrauch verringert werden und leistet somit einen wichtigen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele.
