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Modernste Kältetechnik für Kaufland

Kaufland Logistikzentrum in Möckmühl: Eines der modernsten Logistikzentren für Tiefkühlkost (TIKO) und Frischwaren

Geschäftsfeld: Gewerbe

Anwendung: Supermarktkühlung

Land / Ort: Deutschland / Möckmühl

Kältemittel: NH3, Glykol

Produkt: Deckenluftkühler DGN, Isolier-kühler GIKS, Wand-/Deckenluft-kühler GGN, Wand-/Deckenluft-kühler GGHN, Rückkühler GFH,Verflüssiger AGVH

Innerhalb von nur einem Jahr ist nahe derAutobahn A 81 in Möckmühl bei HeilbronnEuropas größtes Logistikzentrum für Tiefkühl-kost und Frischwaren entstanden. ZahlreicheInnovationen im Bereich der Kältelogistik undFleischzerlegung sollen so der in Neckarsulmansässigen Kaufland Stiftung & Co KG überJahre hinaus einen Marktvorteil sichern. Dasin Fachkreisen als einmalig geltende Kälte-konzept wurde in enger Zusammenarbeit zwi-schen dem Kaufland Geschäftsbereich Bau/Ladenbau und dem Ingenieurbüro Brunnen-kant, Wiesloch, geplant.

Ausführender Anlagenbauer war die Mann-heimer Niederlassung der York IndustriekälteGmbH & Co. KG. Das Unternehmen der welt-weit erfolgreichen York Refrigeration Group istauf die Entwicklung und Ausführung techno-logieführender Kälteanlagen für eine Vielzahl

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von Branchen spezialisiert. Die speziell für dasLogistikzentrum entwickelten Isolierkühler lie-ferte Güntner, ebenso die Solekühler, Verflüs-siger und Rückkühler. Für Güntner war „Möck-mühl“ nicht nur der größte Einzelauftrag in derbisherigen Firmengeschichte, sondern auch ei-ne der größten Herausforderungen hinsicht-lich technischer Spezifikation, Einhaltung ex-trem enger Lieferfristen und einer ausgeklügel-ten Anlieferungslogistik.

Vollkommenheit durch Weglassen

Ganz nach dem Motto „man nehme die mo-dernste Kältetechnik, optimiere sie so lange,bis sie einfach und praktikabel ist, unterzie-he die verschiedenen Varianten einer Vollkos-tenrechnung und setze sie dann innerhalb we-niger Monate in die Praxis um“ ist in Möck-mühl eines der modernsten Logistikzentren fürTiefkühlkost (TIKO) und Frischwaren entstan-den. Denn Optimieren und Vereinfachen istbei Kaufland oberstes Gebot und zugleich Pro-gramm auf allen Entscheidungsebenen. Ver-einfacht ausgedrückt geht es bei Kaufland dar-um, höchstmögliche Qualität zu niedrigstenPreisen anzubieten. Da auch andere Handels-ketten nach dieser Prämisse handeln, siehtKaufland seinen Marktvorsprung mehr undmehr in der Logistik, insbesondere im Tiefkühl-und Frischebereich. Ein Novum in der Branche– In Möckmühl wurden Fleischwerk und Kühl-logistik erstmals unter einem Dach vereint undeng miteinander verzahnt.

Auf einen Blick: Mit 12 Güntner NH3-Verflüssigernvom Typ AGVH auf dem Dach ist das Kaufland-Lo-gistikzentrum für die Zukunft bestens ausgerüstet.

Außergewöhnliches Kältekonzept

Der hohe strategische Stellenwert der Kühllo-gistik brachte es mit sich, dass bei der Konzep-tion der kältetechnischen Anlagen ganz neueWege begangen wurden. „Wie in allen anderenBereichen haben wir auch für unsere Kältean-lagen völlig neue Konzepte entwickelt“, so RolfSemelink, Bereichsleiter beim Kaufland Ge-schäftsbereich Bau/Ladenbau und unter ande-rem zuständig für die kältetechnischen Anla-gen. „Wir haben uns die Entscheidung nichtleicht gemacht und jede Menge Vergleichs-objekte besichtigt, Fachmessen besucht undden Rat von Fachplanern eingeholt.“ In Zusam-menarbeit mit dem auf Lebensmittelkühltech-nik spezialisierten Ingenieurbüro Brunnenkant,Wiesloch, ist dann ein Kältekonzept entstan-den, das im Bereich der europäischen Kühllo-gistik bislang einmalig sein soll. Semelink: „Soeine Anlage gibt es in Europa nicht noch ein-mal. Zusammen mit Herrn Rehberger vom In-genieurbüro Brunnenkant haben wir verschie-dene Anlagenvarianten einer Vollkostenrech-nung unterzogen und dabei nicht nur dieEnergiekosten betrachtet, sondern auch um-welttechnische Aspekte überprüft, den War-tungsaufwand untersucht und Folgekosten be-stimmter Systeme in die Bewertung mit einbe-zogen.“

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Hochregallager für Tiefkühlkost bei –28 °C: SpezielleKombination aus Lüftungsdecke und Isolierluftkühlern

Nach rund zwei Jahren Betriebserfahrungkommt Rolf Semelink zu dem Urteil: „Die An-lage läuft einwandfrei, ganz so, wie wir uns dasvorgestellt haben. Das Büro Brunnenkant undauch die York Industriekälte als ausführenderAnlagenbauer leisteten eine hervorragende Ar-beit. Insbesondere Michael Broser, Projektlei-ter von York, hat viel dazu beigetragen, dasshier eine erstklassige, hochmoderne Kälteanla-ge steht.“

Blick in die Kältezentrale: Installation von zehn NH3-Ver-dichtern mit einer Gesamtkälteleistung von rund 7.910 kW

York hatte gerade mal vier Monate Zeit, dieMammutanlage, bestehend aus zehn NH3-Ver-dichtern, 140 Luftkühlern und 25 Isolierküh-lern, zu installieren. Allein die Rohrleitungenfür Kaltsole und NH3 belaufen sich auf rund 14km! Damit die Kälteanlagen rechtzeitig in Be-trieb gehen konnten, waren für York zeitweisevier Bauleiter und an die hundert Monteure –teilweise im 2-Schicht- Betrieb – im Einsatz.

„In dieser Größenordnung ist nur nochNH3wirtschaftlich“

„Relativ klar war von Anfang an die Kälte-mittelfrage, da hier der Spielraum gering ist“,meint Semelink. „In diesem Leistungssegmentkommt eigentlich nur noch NH3 in Frage. Dasist die wirtschaftlichste und damit – aus unse-rer Sicht – auch preisgünstigste Lösung.“

Impression aus dem Isolierkühler: Blick vom Isolierküh-ler über die geöffnete Abtauklappe in das Hochregallager

Installiert ist eine zweistufige NH3-Anlage, be-stehend aus sechs HD-Verdichtern mit einerGesamtkälteleistung von 5.400 kW bei –11/+45 °C, zwei ND-Verdichtern mit einer Gesamt-kälteleistung von 1.100 kW bei –9/ –39 °C undneun luftgekühlten Verflüssigern mit einer Ver-flüssigungsleistung von 6.700 kW bei tk = +45°C.

Die Kaltsole wird in den dazugehörigen Plat-tenapparaten abgekühlt und je Solekreis überzwei frequenzgeregelte Pumpen zu den Wär-meaustauschern gefördert. Mit der Kaltsolewerden z. B. zehn Isolierkühler im Bereich Obstund Gemüse versorgt sowie weitere Isolierküh-ler im Bereich Frische. Über einen weiterenSolekreis werden außerdem mehrere Räumeim Fleischwerk mit Kälte beliefert. Neben derzweistufigen Anlage ist eine so genannte Eco-Anlage installiert, bestehend aus zwei Verdich-tern mit einer Gesamtkälteleistung von 1.360kW bei –19/+45 °C, drei luftgekühlten Ver-flüssigern mit einer Verflüssigungsleistung von1.940 kW bei tk = +45 °C sowie den dazuge-hörigen Abscheidern und Plattenapparaten, indenen Kaltsole für die Bereiche Frischeschleu-se und das Fleischwerk bereitgestellt wird. DieSoleverteilung übernehmen auch hier jeweilszwei frequenzgeregelte Solepumpengruppenje Kühlkreislauf.

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100

Kosten

75

50

25

luftgekühlte Verflüssiger

Nasskühltürme

Jahr

1. Quartal

2. Quartal

3. Quartal

4. Quartal

Betriebskostenvergleich für die Kälteanlage

Als besonders wirtschaftlich für die Solesys-teme hat sich das Abtausystem mit Warmso-le erwiesen. Die Warmsole wird von den Ver-dichter-Ölkühlern erzeugt und in einem Spei-

cherverbund mit 16 m3 Inhalt gepuffert. Sinddie Speicher geladen, wird die Überschusswär-me zur Beheizung des Deckenhohlraumes ge-nutzt. Je nach Betriebszustand können Wär-meüberschüsse über die beiden Glykolkühlernach außen abgeführt werden, was allerdingsselten vorkommt.

Die Abtauung der Sole-Isolierkühler erfolgt be-darfsabhängig über ein variables SPS-Steuer-programm, die Abtauung der Luftkühler imFleischwerk über die Gebäudeleittechnik. Dajeder Kühler einzeln abgetaut wird, gibt es kei-ne Temperaturerhöhung im Raum. Die Tempe-ratur der TK-Ware bleibt von diesem Abtaupro-zess unbeeinflusst.

Größte luftgekühlte Kälteanlage Europas

Ein besonderes Augenmerk legte Rolf Seme-link auf die Entscheidung, ob die Rückküh-lung der beiden NH3-Kälteanlagen (Direkt-kühlung für Tiefkühlkostlager, Solekühlung fürObst, Gemüse, Frischebereich und Fleisch-werk) wirtschaftlicher mittels Nasskühltürmenoder über luftgekühlte Verflüssiger zu realisie-ren ist. „Das war eine langwierige Entschei-dung, da wir neben der eigentlichen Kühltur-mauslegung viele Nebenaspekte wie beispiels-weise Stromkosten, Verfügbarkeit von Kühl-wasser, Wasseraufbereitung und Entsorgungvon Abschlämmwasser in unsere Überlegun-gen mit einbezogen haben“, so Semelink.

Frischebereich für Obst und Gemüse: Die Luftansau-gungen der Isolierkühler wurden knapp unterhalb der

isolierten Lüftungsdecke mit Luftkanälen platziert.

Trotz größerer Aufstellfläche, zusätzlichemStahlgerüst zur Abstützung des Rückkühlwer-kes auf dem Dach und längeren Rohrleitungenmit größerem Durchmesser lieferte die Voll-kostenbetrachtung überzeugende Vorteile fürdie Luftkühlung. „Einige Ingenieurbüros habenuns allerdings von einer solchen Lösung abge-raten. Wir sind aber sicher – und das bestä-tigen uns auch die Betriebswerte – dass wirmit der luftgekühlten Anlage richtig liegen.“Das Rückkühlwerk auf dem Kaufland-Logistik-zentrum besteht aus zwölf luftgekühlten NH3-Verflüssigern vom Typ Güntner AGVH. Hin-zu kommt eine luftgekühlte Glykol-Rückkühler-gruppe vom Typ GFH mit einer Leistung von 2x 880 kW.

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Isolierkühler und Lüftungsdecken

Auch bei der Ausrüstung der Tiefkühl-, Obst-und Gemüselager sowie des Fleischwerkes mitLuftkühlern ging Kaufland neue Wege. StattEinzelluftkühler an Wänden oder Decken zumontieren, entschied sich Kaufland für Günt-ner-Isolierkühler, die ihre Luft direkt in eineprismenförmige Edelstahl-Lüftungsdecke ein-blasen. Dadurch sind die Hallen frei von Ver-sorgungsleitungen, Luftkühlern und Luftkanä-len. „In allen Tiefkühl- und Frischelagern mitHöhen von ca. 8 bzw. 18 Metern setzen wirdie ursprünglich vom Büro Brunnenkant ent-wickelte Kombination von Isolierkühlern undLuftverteilkanälen ein“, so Semelink. „Auchdiese Lösung ist letztendlich das Ergebnis ei-ner Vollkostenbetrachtung unter Einbeziehungvon Reibungspunkten zwischen Logistik einer-seits und möglichen Wartungsarbeiten an denLuftkühlern andererseits.“

Funktionsschema eines IsolierkühlkersGIKS mit Radialgebläse im Kühlbetrieb ...

Folgende Argumente führten bei Kaufland zurKombination von Isolierkühlern und Lüftungs-decke:

• Hervorragende Luftverteilung über diegesamte Deckenfläche

• Auch nachträglich leicht einzuregulie-ren

• Geringe Geräuschentwicklung durchLuftströmungen/Ventilatoren (wichtigaus arbeitsrechtlichen Gründen)

• Keinerlei Einschränkungen des Wa-renverkehrs

• Keine Notwendigkeit, Gerüste für War-tungsarbeiten an Luftkühlern aufzu-stellen

• Notwendige Wartungsarbeiten in denIsolierkühlern können bei normalenRaumtemperaturen außerhalb derTiefkühl-/Kühllager durchgeführt wer-den.

• Keine Staubablagerungen auf Kanälen,Luftkühlern und Leitungen

• Einfache und schnelle Abtauung derIsolierkühler mit Warmsole durch ver-schließbare Zu-/Abluftöffnungen

„Auch hier konnten wir auf das umfangreicheKnow-how unseres Planers zurückgreifen. HerrRehberger vom Büro Brunnenkant hat mit derKombination von Isolierkühler und Lüftungs-decke eine außerordentlich wirtschaftliche Lö-sung realisiert, die zudem auch optisch nochsehr gut aussieht“, so Semelink.

Abtauen der Isolierkühler

Die bei Kaufland installierten Güntner Isolier-kühler wurden werkseitig so vorbereitet, dasssie vor Ort nur noch an das Luftkanalnetz an-gekoppelt werden mussten. Die Abtauung derNH3-Isolierkühler erfolgt – gesteuert von einerYork-SPS – über NH3-Heißgas. Dazu wird dieTauwanne jeweils separat vorgeheizt. Nur so istsichergestellt, dass es zu keinem Tauwasser-stau infolge von herunterrutschendem Block-reif kommt.

... und im Abtauvorgang.

Die Abtauung der Sole-Isolierkühler erfolgtim Wärmeaustauscherblock mit Warmsole (25°C), in der Wanne dagegen elektrisch. Auchhier wird die Wanne vorgeheizt, damit sich derAbfluss nicht mit Eis zusetzt. Generell erfolgtdie Abtauung bei allen Isolierkühlern nur beigeschlossener Klappe zum Kühlraum. Um un-

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nötige Dampfbildung während des Abtauvor-gangs zu vermeiden, wird die Blockabtautem-peratur erfasst und die Abtauung sofort be-endet, wenn die Blocktemperatur über +5 °Cliegt.

Nach dem Abtauprozess folgt eine Abtropfzeitund danach die Anfrierzeit. Sobald die Block-temperatur einen entsprechenden Wert er-reicht hat, öffnet die Klappe zum Kühlraumund der Kühler ist für den Kühlbetrieb einsatz-bereit.

Folgende Isolierkühler sind installiert:

• 4 Luftkühler vom Typ GIKS25-25/626/2-1100 für NH3-Direkt-

verdampfung im überfluteten Betriebmit je 200 kW Kälteleistung bei –37 °CVerdampfungstemperatur und –27 °CRaumtemperatur (TIKO 1), eingerich-tet für Heißgasabtauung

• 1 desgl. für TIKO 2 mit 90 kW Käl-teleistung bei –37/–27 °C

• 1 desgl. für TIKO 3, umschaltbar fürPluslagerung bei t = +4/+2 °C bzw.+10/+12 °C

• 2 desgl. für TIKO 1 Schleuse mit 70kW Kälteleistung bei –9 °C Verdamp-fungstemperatur und –2/+4 °C Raum-temperatur

• 3 Isolierkühler für Solekreislauf I mitje 170 kW Kühlleistung für die Berei-che Frischlager und Schleuse, ausge-legt auf eine Kaltsole mit –7/–2 °C undeine Raumtemperatur von +4 °C; dieAbtauung des Reifansatzes im Blockerfolgt mit Warmsole

• 14 Isolierkühler für Solekreislauf IIund III mit je 150 kW Kühlleistung zurVersorgung des Frischelagers sowiedes Bereiches Obst und Gemüse

Alle anderen Kühlräume im Bereich der Kühl-logistik und des Fleischwerkes sind mit De-cken-Flachluftkühlern unterschiedlicher Leis-tung und Auslegungstemperaturen bestückt.Der Großteil dieser Luftkühler wird mit Warm-sole abgetaut, die Wannen dagegen elektrisch

beheizt. In vielen Fällen ist ein Nachwärmeluft-erhitzer zur Raumtrocknung installiert. Insge-samt sind im Logistikzentrum Möckmühl 140Luftkühler im Einsatz.