Gut geplant ist halb gewonnen

Planungsgrundlagen

Ein wesentlicher Bestandteil in der Planung von Großküchen ist die Planung der kältetechnischen Anlagen sowie der zugehörigen Kühlräume.

Grundlage für die kältetechnischen Planungsüberlegungen sind im Wesentlichen anlagenspezifische Auslegedaten und Erfahrungswerte. In vielen haustechnischen Bereichen liegen diese in technischen Normen und Richtlinien als anerkannte Regeln der Technik vor. Leider wurde im Bereich der Großküchenkälteanlagen bislang keine diesbezügliche Zusammenstellung erstellt.

Die Kältetechnik wird längst nicht mehr ausschließlich zur Kühlung von Lagerräumen genutzt. Vielmehr wird in modernen Kochverfahren die Produktqualität häufig durch das gezielte und kontrollierte Abkühlen der Ware bestimmt. Gleichzeitig ist festzustellen, dass der Zukauf von bereits vorbereiteten Produkten oder Speisen im Verhältnis zu unbearbeiteten Rohprodukten ständig zunimmt. Die Ansprüche an das Können und die Leistung der Kälteanlage sind zwischenzeitlich, auch aufgrund der veränderten Umweltgesetzgebung und der damit verbundenen neuen Kältemittel, so breit gefächert, dass ein komplexes, viel umfassendes Angebot an kältetechnischen Komponenten und Systemen zur Lösung der kältetechnischen Aufgaben zur Verfügung steht.

Zur Planung der Kältetechnik müssen deshalb zunächst alle Ziele und Anforderungen des Küchennutzers systematisch erfasst und analysiert sein. Nicht zuletzt sind auch bezüglich der Investitions- und Betriebskosten frühzeitig Kennzahlen zu erfassen, um preiswerte und vernünftige Anlagenkonzepte zu erarbeiten. Es ist üblich, Planungsentscheidungen primär nach ihrer „Wirtschaftlichkeit“ zu beurteilen. Unter der Wirtschaftlichkeit wird in der Regel eine Minimierung der Investitionskosten, ggf. der Betriebskosten und darauf aufbauend der Gesamtkosten verstanden.

Unter folgendem Downloadlink finden Sie Planungs-Schemata eines Referenzprojekts:

Analyse

Für die gezielte Ermittlung von Anlagengröße sowie Art und Umfang der Kühlräume ist ein Anforderungsprofil zu erarbeiten. Eine definierte Methodik zur Planung einer Kälteanlage im Großküchenbereich existiert zurzeit noch nicht. Es erscheint zunächst schwierig, die vielfältigen Anforderungen hinsichtlich der Kältetechnik und der damit verbundenen Schnittstellen zu anderen Gewerken wie Elektro-, Abwasser- und Regeltechnik zu erfassen. Deswegen unterlaufen auch dem routinierten kältetechnischen Planer Fehler, die auf das Übersehen einer Anforderung zurückzuführen sind. Es muss deshalb versucht werden, die Analyse des kältetechnischen Bedarfs methodisch zu erarbeiten.

Es wird eine Anforderungsliste erstellt. Dabei werden zunächst die Anforderungen durch Art und Größe der Küche bestimmt. Die präzise Erstellung einer Anforderungsliste ist von elementarer Wichtigkeit, denn die Anforderungsliste bildet die Basis für alle weiteren Planungsarbeiten. Sämtliche Kälteverbraucher/Kühlstellen sind in Größe und Art sowie Nutzung zu erfassen. Idealerweise liegt als Grundlage zur Erstellung der Anforderungsliste bereits ein Grundriss der Küche sowie der dazugehörigen Ausgabebereiche vor. Zumindest sollte das Raum- und Einrichtungsbuch bereits erstellt sein. Sofern schon eine numerische Positionierung der einzelnen Kälteverbraucher durchgeführt wurde, sollte diese natürlich vom kältetechnischen Planer übernommen werden.

Es hat sich in der Praxis bewährt, die Kälteverbraucher in zwei Gruppen zu unterteilen: zum einen die Gruppe der Kühlräume, wobei hier sowohl Tiefkühl- und Normalkühlräume erfasst werden. Zum anderen alle weiteren Verbraucher wie Kühlstellen im Ausgabebereich, Getränkekühler, Schockkühler oder Ähnliches. Auch Kühlstellen, die mit integriertem Aggregat („Eigenkühlung“) ausgestattet sind, bspw. Eiswürfelerzeuger, sollten hier erfasst werden. Eine Ermittlung der Anlagengröße auf der Basis von spezifischen Kennzahlen ist für den kältetechnischen Planer nur aufgrund persönlicher Erfahrungswerte möglich und führt zwangsläufig zu ungenauen und fehlerhaften Ergebnissen.

Um den benötigten Kältebedarf zu ermitteln, wird die Kälteleistung in einem Kühl- bzw. Gefrierraum anhand der erstellten Anforderungsliste von unseren Planern errechnet.

Funktion

In Großküchen werden nahezu ausschließlich Verdichtungskälteanlagen eingesetzt. Ausnahmen bilden die besonders laufruhigen Absorptionskälteanlagen in geräuschsensiblen Bereichen – hierzu gehören vor allem Getränkekühlschränke in Besprechungszonen. „Absorber“-Kühlschränke spielen in der Planung von Großküchenkälteanlagen eine untergeordnete Rolle.

Die Verdichtungs-Kälteanlage besteht aus den vier Hauptbauteilen Verdichter, Verflüssiger (Kondensator), Drosselventil (Expansionsventil) und Verdampfer. Die Bauteile sind durch entsprechende Rohrleitungen verbunden. Der geschlossene Kreislauf ist mit einem leicht siedenden Stoff, dem Kältemittel, gefüllt. Wird der Verdichter in Betrieb gesetzt, saugt er Kältemitteldampf aus dem Verdampfer ab. Die zum Verdampfen des Kältemittels erforderliche Wärme wird der Umgebung des Verdampfers entzogen und bewirkt ihre Abkühlung. Die dem Kältemittel im Verdampfer zugeführte Wärme wird am Verflüssiger wieder an die Umgebung abgegeben.

Das Kältemittel

Aufgrund der Ozon- und Treibhausproblematik hat die Kältebranche in den letzten Jahren schon massive entscheidende Änderungen umgesetzt und wird auch noch aufgrund der neuen F-Gas Verordnung, welche am 01.0.12015 in Kraft getreten ist, weitere einschneidende Maßnahmen ergreifen müssen. Dies gilt insbesondere für die Bereiche der Industrie, Gewerbe- und Klimakälte mit ihrem weitreichenden Spektrum. Für kältetechnische Systeme wurden bis vor wenigen Jahren vorrangig die Kältemittel R22, R502, R134a, R404a, R407C und R502 und viele weitere Ersatzstoffe bzw. Übergangskältemittel eingesetzt.

Die neuen F-Gas Verordnung bringt für die komplette Kältebranche zusammengefasst folgende Veränderungen: Es werden  ab sofort nicht mehr nur die Kältemitteltype und Kältemittelfüllmengen im System betrachtet, sondern seit 01.01.2015 die CO2 Äquivalente. Das heißt also, das Produkt aus Füllmenge und GWP Wert des Kältemittels im System.

Ab dem 01.01.2020 werden Kältemittel mit einem GWP Wert ab 2500 für neue ortsfeste Kälteanlagen verboten werden. Weiter wird die Verwendung der Kältemittel (Frischware) größer GWP 2500, zur Wartung und Instandhaltung, für eine Füllmenge ab 40to CO2 Äquivalente, untersagt sein. Ab den 01.01.2030 dürfen dann Kältemittel mit einem GWP größer 2500 nicht mehr in aufgearbeiteter und recycelter Form wiederbenützt werden. Für Kältesysteme zur Kühlung von Produkten, die für unter -50°C gekühlt werden müssen, gelten spezielle Ausnahmen.

Mehrteilige zentralisierte Kälteanlagen, für die gewerbliche Verwendung, mit einer Nennleistung ab 40 KW oder mehr, die fluorierte Treibhausgase mit einem GWP von 150 oder mehr beinhalten , oder zu ihrem Funktionieren benötigen, können aber 01.01.2022 nicht mehr in den Verkehr gebracht werden. Zusätzlich bringt die neue F-Gas Verordnung den sogenannten Phase-Down mit sich. Das heißt, es wird eine künstliche Verknappung und Verteuerung aller synthetischen Kältemittel geben. Die Menge an fluorierten Treibhausgasen, die jährlich in Verkehr gebracht werden darf, wird GWP gewichtet und schrittweise bis 2029 auf 21% der Menge aus 2014 reduziert. Ein Ausstieg und ein Umdenken zu natürlichen Kältemitteln ist also unumgänglich.

Das System

Zunächst muss zwischen dezentraler und zentraler Kälteerzeugung unterschieden werden. Während der überwiegende Teil der heute gebauten Küchenkälteanlagen mit einer zentralen Kälteerzeugung ausgestattet ist, werden kleinere Kühlstellen oder -anlagen mit einer geringen Anzahl von Kühlstellen bzw. Kühlräumen mit Einzelaggregaten, d. h. dezentral, gekühlt.

Innerhalb der Gruppen „dezentral“ und „zentral“ wird unterschieden in luftgekühlte Einzelaggregate und „Stopfer“-Aggregate bei dezentralen Systemen sowie Splitanlagen, Verbundanlagen und Zweikreisanlagen bei zentralen Systemen.