Die aktualisierte Marktübersicht listet 29 Firmen auf. Zwei dieser Firmen sind erstmals vertreten. Alle Firmen sind Hersteller von Kälteanlagen, die auf der Basis des Kaltdampf-Verdichtungs-Verfahrens arbeiten. Zwei weitere Verfahren zur Erzeugung von Kälte sind mindestens bekannt, das Absorptionskälte-Verfahren, das bei vier der gelisteten Firmen neben dem vorgenannten Verfahren ebenfalls für das Erstellen von Kälteanlagen Verwendung findet und das Dampfstrahlkälte-Verfahren. Dieses Verfahren wird von keiner der gelisteten Firmen genutzt, sodass auf eine weitere Befassung mit diesem Verfahren ebenso wie mit dem nur in wenigen Fällen und vor allem bei Großkälte-Anlagen genutzten Absorptionskälte-Verfahren hier verzichtet wird.

Beim Kaltdampf-Verdichtungs-Verfahren erfolgt im Verdampfer der Anlage das Verdampfen des Kältemittels bei niedrigem Druck und tiefer Temperatur. Die dazu erforderliche Wärme wird dem zu kühlenden Kreislauf entzogen. Es folgt für das verdampfte Kältemittel eine Druckerhöhung durch einen Verdichter. Dabei steigt auch die Temperatur des Kältemitteldampfs, der nach-folgend einen Verflüssiger durchströmt. Hier wird Wärme bei hohem Temperaturniveau abgegeben. Das Kältemittel verflüssigt bei weiterhin unverändert hohem Druck. Im Kreislauf folgt nun eine Drossel, die das flüssige Kältemittel bei gleichzeitiger Abkühlung auf den Druck und die Temperatur bringt, die vor dem Eintritt in den Verdampfer vorlag. Der Kreislauf setzt sich mit dem erneuten Verdampfen des Kältemittels fort.

Produkt-Philosophie

Kälteanlagen werden überwiegend als stationäre Anlagen konzipiert und so von 25 der beteiligten Firmen angeboten. Bei 20 dieser Firmen sind mobile Anlagen erhältlich. Für das Verdichten des Kältemittelstroms werden überwiegend Kolbenverdichter, Schraubenverdichter und auch Turboverdichter verwendet. Neben diesen Verdichtern kommen in drei Fällen Scroll-Verdichter und in einem Fall Membranverdichter zum Einsatz.

Die genannten Kältemittel sind überwiegend Gemische aus verschiedenen Fluorkohlenwasserstoffen (FCKW) oder Hydrofluorkohlenwasserstoffen (HFKW). Lediglich R134A ist ein ungemischter Hydrofluorkohlenwasserstoff. Daneben kommen weitere reine Stoffe wie CO2 (R744) und Ammoniak NH3 (R717) zum Einsatz. Alle diese Stoffe sind frei von Chlor bis auf den ebenfalls aufgeführten Stoff R-22. Dieser Stoff darf schon seit dem Jahr 2000 nicht mehr in Neuanlagen verwendet werden.

Wärme ist naturgemäß ein „Abfallprodukt“ beim Betreiben von Kälteanlagen, dessen Nutzung die Energiebilanz der Anlagen erheblich verbessern kann. Nahezu alle Firmen bieten daher Einrichtungen und Geräte für diesen Zweck an. Es können Heizungen damit betrieben oder Warmwasser für sanitäre Einrichtungen erzeugt werden.

Über die Kältemaschinen hinaus sind Zusatzgeräte erforderlich für vollständige Kälteanlagen. Dies sind unter anderem Kühltürme, Wasser-Aufbereitungsanlagen, Behälter, Verrohrung, Regel- und Schalt-Elemente und die Energieversorgung, die von der Mehrzahl der Firmen benannt werden.
Der Abschnitt „Ausführungsformen“ der Tabelle geht auf Bauarten der verschiedenen Elemente der Kälteanlagen ein. Für einen sicheren Betrieb und zum Schutz der Anlagen weisen diese Sicherheits-Einrichtungen auf, deren Funktion und Ausführung angesprochen wird. Solange die Verdichter nicht mit Regelantrieben versehen sind, sind Bypässe am Verdichter ein mögliches Mittel zur Regelung des Kreislaufs, ohne dass ein permanentes Ein- und Ausschalten erforderlich ist.

Entwicklungstrends

Verfahren sowie Geräte und Maschinen der Kältetechnik werden weitgehend unverändert angewendet und können als überwiegend ausgereift angesehen werden. „Nach wie vor“ kommen „mehrheitlich Wasser-Chiller auf Basis des Kompressions-Kaltdampf-Prozesses“ zum Einsatz, wie KKT Chillers hierzu mitteilt. Bei den Maschinen und Geräten sind, wie Wieder schreibt, „einige Optimierungen eingeflossen“. Angestrebt wird in diesem Bereich nach Frigel eine „Steigerung der Sensibilität hinsichtlich größerer Umweltfreundlichkeit“ und „Bedienerfreundlichkeit“.

Zunehmend „kommt der Energie-Effizienz der Kälteanlagen eine größere Bedeutung zu“, wie KKT Chillers mitteilt. Damit wird steigenden Energiepreisen Rechnung getragen und neben „der Reduzierung der Betriebskosten eine Reduzierung der CO2-Emissionen“ erreicht. Diesen Trend spricht auch GWK an. So wird eine Betriebskosten-Ersparnis durch „verstärkte Nutzung der Abwärme für Heizprozesse“ erreicht. Weiter führt GWK aus, dass „die ständig steigenden Kosten für Heizöl, Gas und elektrische Energie, verbunden mit der sich verschärfenden EU-Gesetzgebung auf der Verbraucherseite den Kostendruck derart erhöhen, dass immer häufiger konkrete Forderungen gestellt werden, wie viel elektrische Energie für die Verarbeitung von einem Kilogramm Kunststoff aufgebracht werden darf.“

Diese Forderungen lassen sich mit sauber aufeinander abgestimmten Verbundsystemen zwischen Kühlanlage und Temperiergeräten erfüllen. Optimierte Verdichter, Kältemittel, die die Leistungszahl steigern, reduzierte Systemdrücke, die sich Verschleiß mindernd auswirken und die Lebensdauer der Komponenten im Kältekreis erhöhen und optimierte Regelkonzepte führen hier zu einer weiteren Verbesserung der Leistungszahl bei gleichzeitiger Senkung des CO2-Ausstoßes. So werden, wie GWK darstellt, Kältemaschinen realisiert, „die im Volllastbetrieb einen Energie-Effizienz-Faktor bis zu 10 aufweisen, das heißt, mit einem Kilowatt elektrischer Leistung zehn Kilowatt Kühlleistung erzeugen.“

Neben „der Energie-Effizienz kommt der Schall-Emission eine erhöhte Bedeutung zu“, wie KKT Chillers zu diesem Thema anmerkt. Geringere Lärmbelästigung am Arbeitsplatz oder der Aufstellungs-Umgebung lassen sich mit heutigen technischen Möglichkeiten realisieren. So ermöglicht eine neue Ventilator-Technik nach KKT Chillers bei gleicher Leistung die Erzielung niedrigerer Schall-Emissionen.

Für Kälteanlagen zeichnet sich ein neues Einsatzgebiet ab, wie Wieder mitteilt. Es handelt sich um „das sogenannte ‚Post-Cooling‘ für dickwandige Spritzteile im Wasserbad.“ Dieses Verfahren ermöglicht kürzere Zykluszeiten des Spritzgieß-Prozesses, da die Restkühlzeit für die Spritzgussteile im getakteten Wasserbad erfolgt.

Schon Ende des vergangenen Jahres hat die Firma Dresdner Kühlanlagenbau in einem Internet-Beitrag darauf hingewiesen, dass für Kältemittel auf H-FCKW-Basis und damit für das Kältemittel R-22 ab Anfang 2015 ein Verwendungsverbot gilt. Bestehende Anlagen, in denen diese Kältemittel Verwendung finden, dürfen weiterhin betrieben werden, solange kein Eingriff in den Kältemittel-Kreislauf erforderlich ist. Ein Nachfüllen des Kältemittels ist nicht mehr zulässig. Undichtigkeiten führen damit zur Stilllegung der Anlagen.

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Werner Hoffmanns