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Einzige Fachzeitschrift für Industrie-, Gewerbe-, Klimakälte und Wärmepumpen

CO2-neutral wird der Rewe-Supermarkt im schleswig-holsteinischen Norderstedt betrieben. Für diesen hohen Gebäudestandard und den nachhaltigen Umgang mit stofflichen und energetischen Ressourcen wurde das Gebäude in der Zertifizierungsvariante «Handelsbauten» mit dem DGNB-Preis in der Kategorie Platin ausgezeichnet. Im transkritischen CO2-Kältesystem der Firma Epta arbeitet ein Güntner-Gaskühler Flat Vario der Baureihe S-GVH.

Die Rewe Group setzt in Deutschland nachhaltige und energieeffiziente Supermarkt-Konzepte um. Bis Ende 2016 hat das Unternehmen über 50 Green-Building-Supermärkte nach den Standards der DGNB (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e.V.) realisiert; weitere sind in Planung. Das Rewe-Green-Building-Konzept für den nachhaltigen Bau und Betrieb von Handelsimmobilien beruht auf einer integrierten Planung aller Gewerke. Für die Haustechnik wurde modernste Kälte- und Klimatechnik, Heizungs-, Lüftungs- und Beleuchtungstechnologie installiert.

Ohne fossile Brennstoffe

Das rund fünf Millionen Euro teure Marktgebäude in Norderstedt hat eine 1300 m² grosse Verkaufsfläche und besteht aus umweltverträglichen Baustoffen. Es ist besonders gut gedämmt und die wegweisende Gebäudetechnik kommt vollständig ohne fossile Brennstoffe aus. Zur positiven Energiebilanz tragen auch die Tageslichtarchitektur und der Einsatz von vor Ort gewonnener, regenerativer Energie (Wärmerückgewinnung, Wärmepumpe und Photovoltaik) bei.

Die Solaranlage auf dem Dach des Marktes ist zur 100-prozentigen Deckung des Strom-Eigenverbrauchs am Sonntag ausgelegt. Während der Öffnungszeiten decken die Sonnenkollektoren (über den Tag verteilt) rund 40 bis 55 Prozent des Bedarfs. Die Heizenergie wird zu rund 70 Prozent aus der Abwärme der zentralen Gewerbekälte gewonnen und die Wärme-Spitzenlasten deckt die Wärmepumpe ab.

Transkritischer CO2-Kreislauf

Da die grössten Energieverbraucher in Supermärkten die Kälte- und Beleuchtungsanlagen sind, die zusammen etwa drei Viertel des gesamten Energiebedarfs ausmachen, wurde bei der Kälteerzeugung in Norderstedt besonderer Wert auf einen energieeffizienten Betrieb und ein umweltfreundliches Kältemittel gelegt. Das innovative Kältekonzept beruht auf einem zentralen transkritischen CO2-Prozess, der wiederum über einen Wasserkreislauf dezentrale Kältekreise der einzelnen Kühlstellen versorgt. Ein Güntner S-GVH Gaskühler Flat Vario mit 119 kW Leistung führt die nicht nutzbare Wärme aus dem transkritischen CO2-Kreislauf an die Umgebungsluft ab.

CO2-Verdampfer in Pufferspeicher integriert

Eine weitere konstruktive Besonderheit der transkritischen CO2-Anlage in Norderstedt ist, dass der Verdampfer des transkritischen CO2-Prozesses von einem Pufferspeicher für Kaltwasser umgeben ist. Verdampft das CO2, überträgt sich die Kälte stoffdicht direkt auf das Wasser des Pufferspeichers. Da dieses Kaltwasser aus dem Pufferspeicher die Verflüssiger der angeschlossenen «Epta Blue»-Kühlmöbel mit Kühl-/Kaltwasser speist und dafür in ausreichender bzw. redundanter Menge zur Verfügung steht, kann im Falle einer Störung im CO2-Kreislauf die gesamte Kühltechnik des Supermarktes aus diesem Pufferspeicher heraus ohne Einbussen versorgt werden und es steht, falls notwendig, ausreichend Karenzzeit für Serviceeinsätze zur Verfügung. Der Verdampfer des transkritischen CO2-Verbundkreislaufs wird vorrangig als Wärmepumpe genutzt. Somit kann die Verflüssigungstemperatur der angeschlossenen Kühlmöbel und Verflüssigungssätze der Kühlräume zur Effizienzsteigerung niedrig gehalten werden.

Wärmerückgewinnung für Heizung und Brauchwasser

Im Wärmepumpenbetrieb wird die nutzbare Wärme der Hochdruckseite nach den Kompressoren über einen Plattenwärmetauscher geführt, der an das Heizungsnetz angeschlossen ist. Aufgrund der hohen Druckgastemperatur kann somit auch Brauchwasser effizient erwärmt werden. Neben der Wärmepumpe dient die Abwärme der Kühlmöbel als Haupt-«Energiequelle» für die Beheizung des Marktes. Dazu sind die Kühlmöbel der Firma Epta mit sogenannten «Blue-Boxen» ausgestattet. Hier wird die komplette Abwärme an ein zentrales Kühlwassersystem abgegeben und kann auf diese Weise für die Heizung genutzt werden.

Sparsame Kühlmöbel

Auch die Ausstattung der Kühlmöbel auf der Bedienerseite wurde hinsichtlich eines möglichst geringen Energieverbrauchs optimiert. Konsequent sind alle Kühlmöbel (Normal- und Tiefkühlung) in Truhen- oder Regalform im Rewe Green Building durch Glastüren geschlossen, um so Kälteverluste von vorne herein zu vermeiden. Die entspiegelte Verglasung der Tiefkühlschränke ist zusätzlich mit einer Antifogbeschichtung versehen, was ein Beschlagen der Scheiben beim Öffnen verhindert, sodass im Gegenzug auf eine elektrische Scheibenheizung verzichtet werden kann.

Güntner-Referenzen-Layout
Geschäftsfeld: Commercial
Anwendung: Supermarkt-Cooling
Land/Stadt: Deutschland/Norderstedt
Kältemittel: CO2 /Wasser
Produkt: Güntner Gaskühler S-GVH

Güntner-Gaskühler – technischer Hintergrund
Um einen optimalen COP transkritisch betriebener CO2-Kälteanlagen zu gewährleisten, muss der Druck im Gaskühler durch ein Regelventil in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Gaskühlers auf einen konstanten Wert geregelt werden. Aufgrund der hohen Drucklagen, bei der transkritische CO2-Anlagen arbeiten, ist der Gaskühler im Standard auf 120 bar max. Betriebsdruck ausgelegt. Um diesen hohen Drücken standhalten zu können, kommen bei Güntner seit 2015 Kernrohre aus einer hochfesten Kupferlegierung mit kleinerem Rohrdurchmesser zum Einsatz. Dies führt zu einem wesentlich reduzierten Rohrvolumen der Geräte von ca. 40 Prozent gegenüber üblichen Kernrohren in Edelstahl.

Zum einen trägt dies zu einer erheblichen Reduzierung der Kältemittel-Füllmenge der Anlage bei. Zum anderen wird dadurch das Umschalten zwischen subkritischem und transkritischem Anlagenbetrieb beschleunigt, da weniger CO2 in den Gaskühler verlagert werden muss. Als positiver Nebeneffekt kann unter Umständen der Mitteldruckbehälter kleiner dimensioniert werden, da weniger Kältemittel für diesen Prozess vorgehalten werden muss.