Im Gegensatz zu konventionellen Fleisch-Tiefkühlanlagen kann die von Tekloth konzipierte CO2-Verbundkälteanlage auf eine aufwendige Zwischenabtauung verzichten. Der Systemaufbau und die anspruchsvollen Steuerungsfunktionen konnten mit PC-based Control von Beckhoff trotz der hohen Anlagenkomplexität einfach und komfortabel umgesetzt werden.
Mit PC-based Control hat Tekloth, Spezialist für technische Gebäudeausrüstung, die komplette Steuerungstechnik für eine von Fischer Kälte-Klima, Essen, gelieferte CO2-Verbundkälteanlage entwickelt. Die Anlage dient als Kühlaggregat für einen Tiefkühlfroster für geräuchertes und gepökeltes Schweinefleisch. Dabei wird das noch 30 bis 40 °C warme Fleisch nach dem Räuchern im Froster bei mindestens -18 °C schockgefrostet. Aufgrund seiner Wärme bringt das Fleisch eine große Menge Feuchtigkeit in den Tiefkühlprozess ein, die sich am Verdampfer sammelt und diesen einfriert. Bei konventionellen Anlagen muss der Verdampfer daher in regelmäßigen Abständen abgetaut werden.
Da das Abtauen Energie kostet, hat Tekloth die Verbundkälteanlage ganz anders konzipiert. Dazu erläutert Marco Möllenbeck, Planung, Entwicklung und Vertrieb Kältetechnik bei Tekloth: „Durch einen besonderen Anlagenaufbau und entsprechende Steuerungsfunktionen kann bei unserem System auf die übliche Zwischenabtauung verzichtet werden. Ein wichtiges Element ist dabei ein Umschaltventil, mit dem sich vom Normalkühl (NK)- in den Tiefkühlbetrieb (TK) umschalten lässt. Normalerweise werden hierfür zwei getrennte Anlagen benötigt, das bedeutet höhere Anschaffungskosten und größerer Energieverbrauch.“
Zwei Betriebsarten in einer Anlage
Die Anlage kann im transkritischen Bereich über ein Umschaltventil entweder als reine NK-Anlage oder als Booster mit TK- und NK-Verdichtern betrieben werden. Für diese Umschaltung sind zahlreiche steuerungstechnische Abläufe erforderlich, die von Standardsystemen nicht umgesetzt werden können. Christoph Holtschlag, Planung und Softwareentwicklung bei Tekloth: „Durch die Umschaltung der Betriebsarten wird zunächst bei ca. -6 °C Verdampfungstemperatur im Normalkühlbetrieb gekühlt und entfeuchtet. Durch die höhere NK-Verdampfungstemperatur wird das Gefrieren des Verdampfers so gering wie möglich gehalten. Bei Erreichen einer Raumtemperatur von 4 °C wird auf den Betrieb mit einem TK-NK-Booster umgeschaltet.“
Bei diesem Umschaltprozess stoppt zunächst der NK-Betrieb und eine reine Umluftabtauung beginnt. Durch den NK-Betrieb hat zum einen eine energieoptimierte Kühlung im NK-Temperaturbereich stattgefunden und zum anderen wurde die Raumluft bzw. die Oberfläche der Ware weitestgehend entfeuchtet – bei minimalem Einfrierungsgrad des Wärmetauschers im Verdampfer. Nach der Umluftabtauung und der Umschaltung auf den TK-NK-Booster wird der Raum bzw. die Ware auf -18 °C gekühlt. Je nach Menge der Ware sowie der Verweildauer nach dem Erreichen der Zieltemperatur kann, laut Holtschlag, vollständig auf eine Zwischenabtauung verzichtet werden.
