Kältetechnik:
Übersicht, Grundlagen und neueste Entwicklungen
In der Kältetechnik werden Kälteprozesse zur Erzeugung tiefer Temperaturen genutzt. Dieses technische Gebiet spielt in verschiedenen Branchen entscheidend und ermöglicht präzise Temperaturkontrollen, die für zahlreiche Anwendungen unverzichtbar sind.
Kälteanlagen werden in unterschiedlichen Größen in Industrie, im Gewerbe, in der Forschung und in Privathaushalten dazu eingesetzt, die Temperatur im Vergleich zur Umgebungstemperatur abzusenken. Dadurch lässt sich die Lebensdauer von Waren, Lebensmitteln, Medikamenten und anderen temperaturempfindlichen Gütern deutlich verlängern. Vor allem für die Konservierung von Lebensmitteln war die Entwicklung der Kühlanlagen ein wichtiger Fortschritt. Heute stehen Kühlanlagen in Form von Kühlschränken und Gefriertruhen in jedem Haushalt, wobei sie physikalisch nach denselben Prinzipien arbeiten wie große Kältemaschinen in der Industrie.
Definition von Kältetechnik
Die Kältetechnik ist eine technische Disziplin, die sich mit der Erzeugung und dem Einsatz von künstlich erzeugter Kälte befasst. Darin inbegriffen sind Konstruktion, Aufbau und Instandhaltung von Kältemaschinen, die für die Umsetzung der geforderten Einsatzparameter benötigt werden.
Wie wichtig ist Kältetechnik für unterschiedliche Branchen?
Temperatur- und Kältekontrolle ist in vielen Branchen von großer Bedeutung. Effiziente und flexible Kühlanlagen werden unter anderem in folgenden Branchen benötigt:
- Lebensmittelindustrie und Gastronomie (z. B. Hotels, Großküchen, Restaurants, Betriebe der lebensmittelverarbeitenden Industrie).
- Einzelhandel (z. B. Supermärkte zur Bereitstellung frischer Lebensmittel wie Fisch, Obst, Fleisch und Molkereiprodukte).
- Medizinische Einrichtungen (z. B. Krankenhäuser, Labore, Apotheken, Arztpraxen. Besonders die Temperaturkontrolle empfindlicher Medikamente, Impfstoffe, Blutkonserven und bestimmter Instrumente ist hier entscheidend).
- Veranstaltungsbranche (z. B. für die Erzeugung temporärer Eisflächen für Sport- und Show-Veranstaltungen).
- Chemische Industrie (z. B. Herstellung von Medikamenten und anderen Produkten, die ohne Kühlanlagen nicht möglich wäre).
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Die Entwicklung der Kältetechnik im Überblick
Bereits im Altertum dachte man über technische Möglichkeiten zur Abkühlung nach. Im Laufe der Jahrhunderte haben die Technologien im Bereich der Kältetechnik beeindruckende Fortschritte erfahren. Im Folgenden werden die eindrucksvolle Geschichte und Entwicklung der Kältetechnik vorgestellt.
Trinkwasser wurde durch Ausnutzen der Verdunstungskälte bei Aufbewahrung in porösen Tongefäßen gekühlt. Dabei sickern geringe Mengen des Wassers durch die Poren der Gefäße und verdunsten an der Außenseite, wodurch sich der Inhalt abkühlt. Auch durch das Umwickeln von Gefäßen mit feuchten Tüchern kann bei starker Sonneneinstrahlung die Verdunstungskälte genutzt werden.
Schnee und Eis wurden schon früh von Menschen zur Kühlung ihrer Lebensmittel und Häuser verwendet. Dazu wurde das Natureis im Winter in Form von Schneehaufen oder größeren Eisblöcken an geeigneten Orten wie Eiskellern gelagert, damit es auch im Sommer verfügbar blieb.
Die eigentliche Kältetechnik, wie wir sie heute kennen, gibt es seit der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Der US-Amerikaner Jacob Perkins entwickelte die erste Kompressionskältemaschine, die allerdings noch nicht sehr zuverlässig war. Ab ca. 1870 war die Technologie für Kälteanlagen dann bereits so ausgereift, dass Stangeneis in industriellem Maßstab hergestellt werden konnte. Das Eis wurde vor allem für Lagerhäuser und Brauereien produziert. Mit dem Einzug der Elektrizität kamen Anfang des 20. Jahrhunderts immer kleinere Kühlanlagen auf den Markt, die mit Elektromotoren betrieben wurden.
Grundlagen der Kältetechnik
Bei Kälteanlagen wird die Zustandsänderung von Kühlmedien zur Absenkung der Temperatur ausgenutzt. Dieser Begriff bezieht sich auf die Änderung des Aggregatzustands, der von Temperatur und Druck abhängig ist. Je höher der Druck, desto höher die Temperatur. Außerdem gibt es Schwellwerte, bei denen der Druck das Kältemittel vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand übergehen lässt. Im Kältemittelkreislauf wechseln sich diese beiden Zustände ab, je nachdem, ob sich das Kältemittel auf der warmen oder kalten Seite des Kreislaufs befindet. Durch den Entzug von Wärmeenergie auf der einen Seite und der Zuführung auf der anderen lässt sich die Temperatur im jeweiligen Kühlmedium absenken. Laut dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik muss zur Verdichtung des Kältemittels von außen Energie zugeführt werden.
Bei Kühlanlagen gibt es verschiedene Arbeitsprinzipien, die je nach Einsatzgebiet variieren können.
Kompressionskältemaschinen
Kälteanlagen mit diesem Funktionsprinzip sind am häufigsten anzutreffen und bestehen hauptsächlich aus den folgenden Bauteilen:
- Verdampfer
- Kondensator
- Expansionsventil
- Kältemittel
- Kompressor
Dem zu kühlenden Medium wird auf der kalten Seite des Systems Wärmeenergie durch Verdampfung des Kältemittels entzogen. Anschließend läuft es durch einen Verdichter und wird auf der warmen Seite wieder verflüssigt, wobei die Kondensationswärme abgegeben wird. Danach wird das Kältemittel wieder auf den für die Verdampfung erforderlichen Druck gebracht und der Kreislauf beginnt von vorn.
Absorptionskältemaschinen
Bei diesen Kältemaschinen handelt es sich um sogenannte thermische Verdichter, die ohne Kompressor auskommen, um die Verdichtung zu erzeugen. Dabei wird die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit zweier Stoffe zueinander genutzt. Das Kältemittel befindet sich also in einem Lösungsmittelkreislauf, der bei niedriger Temperatur von einem zweiten Stoff absorbiert wird. Bei hohen Temperaturen wird das Kältemittel entsprechend desorbiert. In einem Kältemittelkreislauf mit Wärmetauscher kann der Prozess zur Abkühlung des gewünschten Mediums genutzt werden.
Dampfstrahlkältemaschinen
Bei dieser Art von Kühlanlage handelt es sich vom Prinzip her um eine Kompressionskältemaschine, die thermisch und nicht mechanisch angetrieben wird. Dabei wird der normalerweise mechanisch angetriebene Verdichter durch einen Dampfstrahlverdichter ersetzt. Der gesamte Prozess ist in zwei separate Kreisläufe unterteilt. Neben dem Kältemittelkreislauf verfügt die Kälteanlage über einen Treibmittelkreislauf. Der Strahlverdichter setzt die druckproportionale potenzielle Energie des Treibdampfes durch die Verwendung von Düsen in Geschwindigkeitsenergie um. In einem Diffusor wird das sich sehr schnell bewegende Dampfgemisch wieder in Druckenergie überführt. In einem Drosselventil wird überschüssiger Druck abgebaut, indem das Kondensat teilweise zum Verdampfer zurückgeleitet wird. Der Rest gelangt in einen Dampferzeuger. Die Wärmeübertragung erfolgt im Kältemittelkreislauf analog zur mechanischen Kälteerzeugung.
Das Kältemittel
In Kühlanlagen ist das Kältemittel ein natürlicher oder synthetisch erzeugter Arbeitsstoff, der im Rahmen einer thermodynamischen Umwandlung entscheidend an der Wärmeübertragung beteiligt ist. In Kühlanlagen nimmt es Wärme von einem anderen Stoff auf. Dabei kann es sich zum Beispiel um Produkte in einem Lagerhaus handeln, dessen Luft abgekühlt werden soll. Bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur nimmt das Kältemittel die Wärmeenergie aus einem Raum oder einem zu kühlenden Produkt auf. Bei hoher Temperatur und unter hohem Druck wird diese Energie in ein anderes System abgeführt. Das kann zum Beispiel die Außenluft oder ein angeschlossenes Heizungssystem sein.
Kälteerzeugung und Kälteverteilung
Bei der Kälteerzeugung wird keine Energie erzeugt, sondern Energie umgewandelt, um am Ende thermische Energie auf einem niedrigen Temperaturniveau bereitzustellen. Diese Energie kann dann über die Kälteverteilung an den gewünschten Ort transportiert werden. Die Kälteverteilung ist für den effizienten Betrieb von Kälteanlagen unverzichtbar. Je nach Anforderungen, die an die Kühlanlagen gestellt werden, muss ein effizientes Kältenetz für die optimale Verteilung der Kälteenergie vorhanden sein. Hierfür ist eine gute Planung unverzichtbar, denn ansonsten wird wesentlich mehr Energie aufgewendet, als eigentlich notwendig wäre.
Regelungstechnik in Kälteanlagen
Prinzipiell wird in Kühlanlagen immer thermische Prozessenergie abgeführt, um Waren, Räume oder komplette Gebäude zu kühlen. Der Energieverbrauch ist dabei ein kritischer Kostenfaktor, den es zu optimieren und zu minimieren gilt. Durch eine intelligente Kälteverteilung lassen sich Kühlanlagen sehr viel nachhaltiger betreiben. Ohne eine entsprechende Regelungstechnik ist die effiziente Kälteverteilung allerdings kaum möglich. Durch die individuelle Steuerung und Regelung der Kältemaschinen lässt sich die Effizienz der gesamten Anlage erheblich verbessern.
Planung von Kälteanlagen
Eine gute Anlagenplanung ist für jede größere Industrie- und Gewerbeanlage unverzichtbar. Nur so lassen sich Faktoren wie Anforderungen, Anlagengröße, Anlagenleistung und Effizienz sinnvoll miteinander in Einklang bringen. Ob Kühlanlage in der Gastronomie oder große Kältemaschinen für die industrielle Herstellung von Produkten: Der Energieaufwand muss in einem sinnvollen Verhältnis zur Kühlleistung stehen und gleichzeitig die individuellen Anforderungen an die Kühlkapazitäten erfüllen.
Anforderungsanalyse
Bevor über die Anschaffung von Kühlanlagen entschieden wird, ist eine individuelle Anforderungsanalyse zu erstellen. Dabei müssen alle wichtigen Faktoren berücksichtigt werden, die sich auf die Investition auswirken können. Erst wenn die Anforderungen geklärt sind, kann zum nächsten Punkt übergegangen werden.
Auswahl geeigneter Kältemaschinen
Auf dem Markt gibt es unzählige Anbieter für Kühlmaschinen, die für alle Anforderungen die passenden Lösungen bieten. Eine Herausforderung besteht darin, die geeigneten Maschinen für die spezifischen Anforderungen auszuwählen.
Die korrekte Dimensionierung ist bei der Beschaffung von Kältetechnik essentiell für einen wirtschaftlich tragfähigen Betrieb. Ähnlich wie ein Singlehaushalt keine überdimensionierte Gefriertruhe benötigt, die zu viel Strom verbraucht, kann ein großes Restaurant nichts mit einem kleinen Haushalts-Kühlschrank anfangen. Dieses Prinzip lässt sich auch auf Industrie und Gewerbe übertragen, die ihre Kapazitäten entsprechend ihren Anforderungen berechnen müssen, um eine Kältemaschine mit geeigneter Leistung und Kapazität auswählen zu können.
Berechnung der Kühlleistung
Eine sorgfältige Kühllastberechnung stellt sicher, dass die ausgewählte Kältemaschine den geforderten Zweck erfüllen kann. Bei einem Tiefkühlraum sollte die Lagertemperatur beispielsweise – 18° C nicht überschreiten. Die Wärmemenge, die dem Bereich innerhalb einer bestimmten Zeit entzogen werden muss, um die gewünschte Temperatur zu erhalten, wird als Kühllast bezeichnet. Diese kann je nach Tageszeit variieren, weshalb in den meisten Fällen die Kälteleistung in kW unter Berücksichtigung der mittleren Kühllast berechnet wird. Zu berücksichtigen sind außerdem Wärmeströme und unterschiedliche Wärmequellen, die sich auf die Kälteleistung auswirken können.
Wichtige Lastarten bei der Kälteerzeugung:
- Produktlast
- innere Last
- Transmissions- oder Übertragungslast
- Gerätelast
- Infiltration
Alle diese Einflüsse wirken sich auf den Energiebedarf und die Effizienz der Kältetechnik aus. Die innere Last hat einen Anteil von ca. 10 bis 20 % an der Gesamtlast. Dazu zählen u.a.:
- Personen, die sich im Kühlbereich aufhalten
- Beleuchtung
- Geräte und Maschinen (z. B. Gabelstapler)
Je tiefer die Kühlraumtemperatur ist, desto größer ist die Wärmelast durch Personen. Die Personenlast ergibt sich aus der Aufenthaltszeit im Kühlraum. Die Last durch Beleuchtung lässt sich über die Wattzahl der Leuchtmittel im Verhältnis zur Beleuchtungsdauer ermitteln. Bei besonders großen Kühlräumen kommen eventuell Verpackungsmaschinen, Gabelstapler und andere Geräte hinzu, die die Wärmelast erhöhen.
Die Transmissionslast hat einen Anteil zwischen 5 und 15 % an der Gesamtlast. Das sind Wärmeverluste, die über Wärmebrücken wie Wände, Böden und Dächer entstehen. Um die Transmissionslast zu ermitteln, ist der sogenannte U-Wert wichtig, der vom Hersteller der Isolationsmaterialien von Gebäudestrukturen zu erfahren ist. Gibt es keine Dämmung, kann die Transmissionslast anhand der Bodenfläche und der Temperaturdifferenz zwischen Boden und Raum ermittelt werden.
Als Infiltration bezeichnet man Wärmeverluste durch Luftwechsel, die bei der Begehung bzw. dem Öffnen und Schließen von Türen und Zugängen im Kältebereich entstehen. Die Infiltration ist mit etwa 1 bis 10 % der Gesamtlast zu berücksichtigen. Durch den Einbau einer geregelten Lüftung können diese Werte variieren. Eine solche Lüftung ist in sehr großen Kühlräumen oder bei der Lagerung von Produkten erforderlich, die CO2 produzieren (z. B. Obst, Gemüse und Pflanzen). Das gilt allerdings nur bei Anlagen, die oberhalb des Gefrierpunktes arbeiten.
Der größte Anteil an der Gesamtlast entfällt schließlich mit 55 bis 75 % auf die Produktlast. Hier sind alle Wärmemengen zu berücksichtigen, die im Zusammenhang mit den eingelagerten Produkten entstehen. Ein Produktwechsel beeinflusst den Wärmeeintrag zusätzlich. Werden also neue Produkte eingelagert, muss sowohl die eigene Wärme als auch die Wärmeenergie der Verpackung abgeführt werden. Die Bestimmung der Wärmelast erfolgt durch die Masse des Produkts, der Lager- und Einbring-Temperatur sowie der spezifischen Wärmekapazität des Produkts. Hierfür gibt es in der Regel Tabellen, die die Berechnung erleichtern.
Auswahl und Auslegung von Komponenten
Die Kühlraumberechnung ist die Grundlage für Auslegung und Auswahl der Komponenten von Kälteanlagen. Je präziser die Berechnung der Kühllast erfolgt, desto geringer müssen die Sicherheitspuffer bei der Kühlleistung ausfallen. Bei der Wahl der geeigneten Kältetechnik sollten also die Komponenten aufeinander abgestimmt und in der Leistung weder zu großzügig noch zu knapp bemessen sein.
Bei der Planung von Kältemaschinen gibt es andere Gefährdungen als bei herkömmlichen Anlagen in Industrie und Haustechnik. Das in einem geschlossenen Kreislauf eingesetzte Kältemittel birgt potenzielle Gefahren für die Umwelt- und Betriebssicherheit.
Dazu zählen unter anderem:
- physikalische und chemische Kältemitteleigenschaften
- Probleme durch unzulässige Füllstände
- Gefährdungen durch Druck und sehr hohe bzw. sehr niedrige Temperaturen im Kältemittelkreislauf
- Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre
- mechanische Gefährdung durch bewegliche Teile
- Austritt von Kühlmittel
- Lärm
Normen und Vorschriften zur Sicherheit von Kältetechnik
Der Gesetzgeber hat verschiedene Vorschriften für die Herstellung und den Betrieb von Kälteanlagen erlassen. Für die Planung in der Kältetechnik sind in Deutschland vor allem folgende Richtlinien von Bedeutung:
- Druckgeräte-Richtlinie 97/23/EG (DGRL)
- Maschinen-Richtlinie 2006/42/EG (MRL)
- DIN EN 378-2
- Europäische Kältemittel-Verordnung (F-Gase-Verordnung)
Beim Risikomanagement für Kältetechnik sollten bereits im Planungsstadium alle relevanten Sicherheitsrisiken bedacht werden. Neben den arbeits- und betriebsrechtlichen Risiken sind auch potenzielle Umweltschäden durch Kältemittelaustritt wegen unsachgemäßer Wartung, Defekten oder anderen Einflüssen zu beachten. Arbeiten an Kühlanlagen und Kältemaschinen sollten stets durch qualifiziertes Fachpersonal erfolgen.
Eine effiziente Raumgestaltung ist bei Kälteanlagen besonders wichtig. Dies gilt nicht nur im Hinblick auf eine möglichst optimale Raumnutzung von Lager- und Stellflächen, die bei allen Lagereinrichtungen zu empfehlen ist. Beim Einsatz von Kältetechnik sollte darüber hinaus auch die Energie- und Kühleffizienz bedacht werden. Ähnlich wie im privaten Haushalt die intelligente Kühlschranknutzung Energie sparen kann, gilt dies ebenso für große Kältemaschinen.
Kältetechnik bestmöglich in bestehende Räume integrieren
Besonders wenn Kälteanlagen nachgerüstet werden sollen, ist eine möglichst nahtlose Integration in bestehende Räumlichkeiten zu empfehlen. Hierfür muss bei der Planung auf die erforderliche Infrastruktur geachtet werden (z. B. ausreichend belastbare Stromversorgung). Aber auch Faktoren wie eine eventuell notwendige mechanische Belüftung und Brandschutzeinrichtungen sind gegebenenfalls einzuplanen.
Für die Planung von Kühlanlagen und Kältemaschinen gibt es eine Reihe von Softwaretools unterschiedlicher Hersteller. Je nach Bedarf gibt es sowohl Lösungen für einzelne Planungsbereiche als auch für die komplette Anlagenplanung. Einige Beispiele für häufig genutzte Software aus diesem Bereich sind folgende:
M4 PLANT von CAD Schroer GmbH
Mit dieser 3D CAD-Software lassen sich nicht nur Rohrleitungen für industrielle Anlagen jeder Art konzipieren, sondern auch spezifische Planungen für Anlagen in der Kältetechnik durchführen. M4 PLANT überzeugt vor allem durch die einfache Usability und Skalierbarkeit auf jede Anlagengröße.
CoolTool von CoolTool Technology GmbH
Diese technische Software ermöglicht die schnelle Berechnung aller wichtigen Faktoren für kältetechnische Anlagen von der Luftmengenberechnung samt Diagramm über die Berechnung der Kühllast bis hin zur Komplettplanung von Kühlanlagen samt Rohrnetz. Der modulare Aufbau erleichtert die individuelle Zusammenstellung nach Bedarf.
ValveCalc von GEA
Speziell für die Konstruktion komplexer Rohrleitungen in Kälteanlagen ist die Arbeitsumgebung von ValceCalc von GEA konzipiert. Anwender können auf einfache Weise Leitungsnetze samt Sicherheitsventilen und Behältnissen per Drag-and-Drop erstellen. Angaben zum Kältemittel, Austrittsdruck und verschiedene Berechnungsnormen für Armaturen und andere Komponenten sind ebenfalls integriert.
COOLSTAR von ja-soft
Eine modulare Komplettlösung zur Erstellung vollständiger Rohrnetze unter Einbeziehung der thermodynamischen Zustandsgleichungen aller gängigen Kältemittel. Das herstellerunabhängig nutzbare Programm ermöglicht die Auslegung mit Komponenten unterschiedlichster Herstellerfirmen.
Warum digitale Planungstools in der Kältetechnik?
Die Effizienz bei der Planung von Kältemaschinen ist durch digitale Planungstools erheblich größer als bei der klassischen manuellen Planung. Berechnungen sind einfacher und schneller durchzuführen, während das Fehlerpotenzial durch die Übernahme standardisierter Prozeduren und Komponenten sinkt. Außerdem lässt sich die gesamte Kältetechnik durch 3D-Darstellungen bereits im Planungsstadium komplett begutachten.
Zukunftsaussichten und Trends bei der Softwareentwicklung
Die 3D-Visualisierung ist ein besonders großer Vorteil, denn auf lange Sicht werden Virtual Reality und Augmented Reality bei allen Planungsvorhaben die Konzepte besser begreifbar machen. Außerdem verkürzen sich Planungszeiten, weil potenzielle Fehler bereits entdeckt werden, bevor auch nur eine Leitung verschraubt wurde. Besonders für wiederkehrende Planungsschritte, aber auch für individuelle Speziallösungen kann der Bereich der künstlichen Intelligenz zum Problemlöser werden.
Augmented Reality in der Anlagenplanung »
Je mehr Anlagen in der Kältetechnik geplant und umgesetzt werden, desto besser kann die KI die Planungsabteilung unterstützen. Möglich wird dies unter anderem durch das sogenannte maschinelle Lernen, bei dem es nicht mehr erforderlich ist, dass menschliche User Erfahrungswerte und Daten mühsam in die Software integrieren müssen. Dies verkürzt Planungs- und Entwicklungszeiten und senkt somit die Kosten in diesem Sektor erheblich. Für KI-Lösungen und maschinelles Lernen sind cloudbasierte Lösungen unverzichtbar. Sie ermöglichen nicht nur eine effizientere Nutzung von Serverkapazitäten und anderen digitalen Ressourcen, sondern machen das Ganze auch günstiger. Unternehmen, die auf SaaS-Lösungen in der Cloud setzen, brauchen keine eigene Infrastruktur mehr einzurichten, die hohe Kosten verursacht und sich nur mit großem Aufwand skalieren lässt. Cloud-Systeme lassen sich hingegen nach Bedarf in ihrer Kapazität variieren.
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Kälteanlagen in der Praxis
Anwendungen in der Lebensmittelindustrie
In der Lebensmittelindustrie ist die Kältetechnik absolut unverzichtbar. Ob für die Herstellung und Lagerung, den Transport in Kühlwagen oder zur Lagerung in Restaurants und Großküchen – ohne Kühlanlagen wäre das Angebot für frische Waren wie Fleisch, Fisch, Obst oder Milchprodukte kaum aufrechtzuerhalten. Das betrifft ebenso den Einzelhandel, der Lebensmittel an Endverbraucher verkauft.
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Anwendungen in der Pharmaindustrie
Sowohl die Entwicklung als auch die Produktion, Lagerung und Auslieferung von hitze- oder kälteempfindlichen Medikamenten, Impfstoffen oder Instrumenten wäre ohne Kältetechnik nicht möglich. Die Aufrechterhaltung von Kühlketten ist insbesondere beim Weitertransport zu Apotheken, Arztpraxen, Laboren und Kliniken von Bedeutung.
Anwendungen in der Chemieindustrie
Viele komplexe industrielle Werkstoffe und Produkte des täglichen Bedarfs erfordern umfangreiche Produktionsanlagen in der chemischen Industrie. Der Einsatz von Kältemaschinen ist dabei unverzichtbar, da viele Inhaltsstoffe die gewünschten Eigenschaften erst bei bestimmten Temperaturen entfalten und sich auf andere Weise nicht verarbeiten lassen. Außerdem müssen für bestimmte Anwendungen leistungsstarke Kühlanlagen zur Verfügung stehen, um physikalische Prozesse in Gang zu setzen, die in der chemischen Industrie benötigt werden.
Nur ein kleiner Teil der Kältetechnik entfällt auf private Haushalte. Was dort im kleinen Maßstab in Keller und Küche steht, muss im gewerblichen Bereich ganz andere Dimensionen erreichen. So müssen Supermärkte und Lebensmittelgeschäfte sowohl frische Lebensmittel auf Kühlschrank-Temperaturen halten als auch Tiefkühl-Ware in der erforderlichen Menge anbieten können. Dies ist ohne große Kälteanlagen nicht denkbar. Ähnliches gilt auch für Restaurants und sonstige Gastronomie, die für die Bevorratung mit frischen Lebensmitteln und TK-Ware ebenfalls auf Lagerkapazitäten mit Kältetechnik angewiesen sind. Um die Kühlketten nicht zu unterbrechen, gibt es leistungsstarke Kühlcontainer, die auf Transportfahrzeugen auf Straße und Schiene unterwegs sind und die Frische der Waren von der Produktion bis zur Auslieferung garantieren.
Anbieter von Kältetechnik-Anlagen setzen vermehrt auf M4 PLANT »
In der Kältetechnik-Industrie gibt es eine Vielzahl von Anbieter für Kältetechnik-Anlagen. Diese analysieren die Anforderungen Ihrer Kunden und erstellen eine umfassende Planung und begleiten bei der Realisierung von Kältetechnikanlagen. Die exakten Leistungen der einzelnen Anbieter können auf den unternehmenseigenen Websites eigensehen werden.
Klima Becker Anlagenbau GmbH
Die Klima Becker Anlagenbau GmbH ist auf Kältetechnik, Klimatechnik und Lüftungstechnik spezialisiert. Mit Niederlassungen in verschiedenen Ländern ist das Unternehmen auch international präsent.
Die coolconcept GmbH übernimmt für seine Kunden die Planung, Montage und Instandhaltung von Kälteanlagen. Genauso übernimmt das Unternehmen auch die Instandhaltung, Erweiterung und Wartung der Kühlanlagen.
Die MULTI Kühlsysteme GmbH liefert einzelne Komponenten und führt auch Gesamtprojekte durch. Dabei bietet das Unternehmen die Bestandsaufnahme, Gesamtplanung, technische Bearbeitung, Fertigung, Montage, Steuerung mit Programmierung, Inbetriebsetzung und After Sales Service als Leistungen an.
KTA – Kältetechnischer Anlagenbau GmbH
Die KTA Kältetechnischer Anlagenbau GmbH bietet Beratung, Projektierung und Installation von Kälteanlagen an. Das Unternehmen bietet auch die Wartung und den Service an. Der Fokus des Unternehmens liegt auf Klimaanlagen, Klimaschrankgeräte, Flüssigkeitskühler und Raumluftkühlung.
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Herausforderungen und Innovationen in der Kältetechnik
Die Energieeffizienz von Kältetechnik wird durch wirksamere Wärmedämmung und energieeffizientere Elektromotoren immer besser. Bei der Suche nach dem optimalen Kältemittel stehen Entwickler von Kältemaschinen allerdings regelmäßig vor großen Herausforderungen. Manche Kältemittel, die perfekte Eigenschaften für den Betrieb aufweisen, sind umwelttechnisch bedenklich. Andere sind hingegen umweltverträglich, eignen sich aber möglicherweise nicht für bestimmte Anwendungsfälle.
Bei der Auswahl des Kältemittels müssen diese Aspekte also schon früh im Planungsprozess berücksichtigt werden. Das betrifft insbesondere die Klimaschädlichkeit von Kühlmitteln und Treibgasen. Selbst bei perfekt abgedichteten Kältemaschinen kommt die Frage der Entsorgung spätestens dann zum Tragen, wenn die Anlage ausrangiert wird. Das Treibhauspotenzial von Kältemitteln (angegeben in GWP; Global Warming Potential) liegt oft deutlich über dem von CO2. Entsprechende Regelungen und Vorschriften zur Emissionsreduktion sind in der europäischen F-Gase- oder Kältemittel-Verordnung festgelegt.
Fazit
Ohne Kältetechnik wären viele industrielle Prozesse nicht denkbar. Noch gravierender würde sich der Wegfall von Kältemaschinen auf die Verfügbarkeit und Produktion von Lebensmitteln, Medikamenten und Hi-Tech-Komponenten auswirken. Bei der Planung von Kälteanlagen sind die individuellen Anforderungen besonders wichtig und entscheiden letztlich über die Betriebskosten der späteren Anlage. Die sorgfältige Erstellung von 3D-Modellen mittels moderner Software ist ebenso sinnvoll wie der Einsatz moderner Technologien wie XR, Cloud-Computing und Künstlicher Intelligenz. Die Verwendung klimafreundlicher Kältemittel und die Erhöhung der Energieeffizienz wird im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit immer wichtiger.
Die Kältetechnik basiert auf physikalischen Prinzipien wie Verdampfung und Kondensation von Kältemitteln.
Hochmoderne Anwendungen reichen von Klimaanlagen bis zu industriellen Kühlsystemen und sind entscheidend für verschiedene Branchen.
Die Technologie hat sich weiterentwickelt, angefangen bei einfachen Kühlmethoden bis hin zu fortschrittlichen, energieeffizienten Systemen.
Sicherheitsaspekte umfassen den Umgang mit Kältemitteln, Druck- und Temperaturkontrollen sowie die Vermeidung von Leckagen.
Die Kältetechnik spielt eine zentrale Rolle in der Lebensmittelindustrie, Medizin, IT und vielen anderen Bereichen durch Kontrolle von Temperatur und Umgebungsbedingungen.