Kältemittel sollten Firmen sorgfältig auswählen

Keine Filiale im Lebensmitteleinzelhandel ohne Kälteanlage. Sie versorgt die Kühlstellen auf der Verkaufsfläche und auf den Nebenflächen mit Kälte. Dazu zählen Wandkühlregale für Molkereiprodukte auf der Verkaufsfläche ebenso wie die Kühlzellen im Lager und der Fleischvorbereitungsraum für die Metzgerei. Aufgabe der Kälteanlage ist es, die Wärmeenergie, welche die Kühlstellen produzieren, abzuführen. Im einfachsten Fall wird diese Wärme an die Außenluft abgeben. Das ist in den Sommermonaten gängige Praxis. In den Wintermonaten, wenn geheizt werden muss, kann diese Abwärmeenergie aber wesentlich sinnvoller eingesetzt werden.

Die Auswahl an Anlagentypen und Kältemitteln ist vielfältig. Eine pauschale Antwort auf die Frage, welches die beste Anlagentechnik ist, lässt sich nicht geben. Die Entscheidung für ein System hängt ab von der Betriebssicherheit, den zu erwartenden Betriebskosten sowie den Investitionskosten und der Umweltfreundlichkeit des Systems über den gesamten Lebenszyklus hinweg. Je nach Gewichtung der einzelnen Punkte findet sich das passende System für jede Umgebung.

Emissionen durch Stromverbrauch

Alle Kälteanlagen haben eines gemeinsam: Sie emittieren CO₂ an die Umwelt. Im Fall einer Leckage kann Kältemittel entweichen. Dies ergibt dann die direkte CO₂-Emission, die durch ein Kältemittel verursacht wird. In Deutschland haben die direkten Emissionen, die von Kältemitteln verursacht werden, einen Anteil an den gesamten Treibhausgasemissionen von lediglich ca. 3 Promille. Doch auch der Energiebedarf der Anlage hat durch den verbrauchten Strom eine Umweltbelastung zur Folge, die als indirekte CO₂-Emission bezeichnet wird. Jede Kilowattstunde Strom, die verbraucht wird, verursacht CO₂-Emissionen, die je nach Art des Stromes variieren. In Deutschland liegt der durchschnittliche Wert derzeit bei 576 g CO₂ pro Kilowattstunde Strom (Quelle: Statista).

Das GWP (Global Warming Potential, Treibhauspotenzial) ist ein wichtiges Kriterium für die Abschätzung der Wirkung von Kältemitteln auf das weltweite Klima, aber nicht das einzige. Die Auswirkungen, die ein Kältemittel auf die Umwelt und das Klima hat, sobald es aus einer Kälteanlage ins Freie gelangt, wird in ein CO₂-Äquivalent umgerechnet, um damit eine Vergleichbarkeit mit anderen Verursachern herzustellen. Dieser Wert ist das GWP. Das Spektrum reicht von dem sehr geringen GWP 1 für das natürliche Kältemittel R744 (CO₂) bis hin zu GWP 3.922 für das häufig eingesetzte Kältemittel R404A. Welche Kältemittel eingesetzt werden dürfen, regelt die europäische F-Gas Verordnung. Sie enthält eine Vielzahl von Kältemitteln, welche in Kälte- und Klimaanlagen eingesetzt werden dürfen wie R1234yf, R407F, R32 oder R410A.

Kältemittel und Laufzeitkosten

Wie sich der Einsatz der unterschiedlichen Kältemittel in der Praxis auf die direkten und indirekten CO₂-Emissionen der Kälteanlage auswirkt, zeigt das Beispiel eines klassischen Discounters, das über 14 Jahre betrachtet wird.

Ein durchschnittlicher Discounter hat einen Kältebedarf für Normalkühlung von 39 kW und benötigt zusätzlich 6 kW Tiefkühlleistung. Es zeigt sich beispielsweise, dass bei einer Anlage mit dem natürlichen Kältemittel CO₂ (R744) mit dem GWP 1 zwar keine direkten Emissionen verursacht werden, jedoch aufgrund des erhöhten Stromverbrauchs mit hohen indirekten CO₂-Emissionen sowie mit höheren Betriebskosten zu rechnen ist.

Um eine Anlage in ihrer Umweltverträglichkeit beurteilen zu können, müssen alle Arten der Emissionen (also direkte und indirekte) in Summe betrachtet werden. Bei einer R744-Anlage, bei der mit einer vernachlässigbaren direkten Emission gerechnet werden kann, ist durch die erhöhte Leistungsaufnahme allerdings eine höhere indirekte Emission zu erwarten. Auf 14 Jahre gerechnet sind dies 832.603 kg äquivalente CO₂-Emissionen. Besonders bei Anlagen mit dem Kältemittel CO₂ wie R744 spielen die klimatischen Bedingungen vor Ort eine wichtige Rolle. Der Einsatz dieser Anlagen bietet sich deshalb vor allem im Norden Europas an, da hier durchschnittlich niedrigere Außentemperaturen vorherrschen.

Abwärme sinnvoll nutzen

Moderne Systeme bieten aber viel mehr als nur die reine Kälteerzeugung. Ein besonderes Augenmerk gilt der Rückgewinnung der eingesetzten Energie und der Wärmeenergie, welche den Kühlstellen entzogen wird. Damit können nicht nur die Emissionen der Anlagen gesenkt werden, es kann sogar vollständig auf eine separate Heizungsanlage verzichtet werden. In einem Verbundkältesystem werden die Gewerbekälteerzeugung, die Wärmerückgewinnung, eine Wärmepumpe und die Klimaanlage in ein System integriert. Während der Sommermonate wird die nicht benötigte Wärme aus den Kühlstellen und von der Verkaufsfläche an die Außenluft abgeführt. In den Übergangszeiten wird die Wärmeenergie aus den Kühlstellen über die Klimageräte direkt zur Beheizung der Verkaufsfläche genutzt.

In den Wintermonaten kann die Wärmepumpe der Außenluft Wärme entziehen und diese zusätzlich zur Abwärme als Heizenergie zuführen. Dazu bedarf es keiner komplexen Anlagenplanung, denn auf dem Markt sind seriengefertigte Lösungen wie „Conveni-Pack“ von Daikin verfügbar. Bei einer solchen integrierten Anlagentechnik können sich Einsparpotenziale bei den Betriebskosten und den CO₂-Emissionen von mehr als 30 Prozent ergeben. Kälteanlagen, die gleichzeitig auch die Verkaufsfläche klimatisieren, erreichen weit mehr als eine Reduzierung der Betriebskosten. Verbesserte klimatische Bedingungen auf der Verkaufsfläche sind nicht nur für das Personal angenehm, auch die Kundschaft fühlt sich wohl. Produkte, die im Sommer ausgelistet werden, können bei guter Klimatisierung ganzjährig ihren Platz im Sortiment finden.

Foto: Daikin

Der Autor ist Technischer Kundenberater Kältetechnik bei Daikin Airconditioning Germany.