Möglichkeiten zu Verbesserungen Möglichkeit 1 (Energieintelligente Steuerung)

Empfehlung 2 (Schulung) Energieschulung für das Küchenpersonal

3.7.11 Möglichkeiten zu Verbesserungen Möglichkeit 1 (Energieintelligente Steuerung)

Für eine schnelle Abkühlung ist die Leistung der Kältemaschine und insbesondere der Verdichter und Wär-metauscher entscheidend. Der Verdichter ist der grösste Energiebezüger im System. Durch die sich im Abkühlzyklus verändernden Lufttemperaturen verschiebt sich das für den Verdichter zu überwindende Druckverhältnis. Sowohl für den volumetrischen Wirkungsgrad des Verdichters wie auch den elektrischen Wirkungsgrad des Elektromotors gibt es optimale Betriebspunkte. Im Abkühlzyklus arbeitet der Verdichter die meiste Zeit weit weg von diesem Optimum.

Man muss annehmen, dass die Entwicklung der Geräte sich bisher auf eine optimale Qualität der gekühlten Produkte und eine hohe Funktionalität der Geräte konzentriert hat. Energetische Aspekte wurden zwar be-rücksichtigt, aber mit niedrigerer Priorität.

Mutmasslich liegt technisch das grösste Energiesparpotential in der Verwendung von intelligenten Steue-rungen mit mehr Sensoren und dem Einsatz von elektronisch geregelten Antrieben für Ventilatoren und vor allem Verdichtern. Dies in Kombination mit dem Ersatz von mechanischen und thermostatischen Regel-komponenten durch solche mit elektrischem Antrieb.

Werden die Geräte häufig zum Halten der Temperatur betrieben, sollte die Isolationsstärke derjenigen von guten Lagerschränken entsprechen.

Standby-Betrieb: Steckerfertige Geräte müssen meist in einem Standby-Betrieb gehalten werden. Falls der Strom regelmässig abgeschaltet wird, ist vor der Wiederinbetriebnahme des Gerätes eine Wartezeit von ca.

1 h einzurechnen. Dadurch wird verhindert, dass am Verdichter beim Start Probleme mit der Schmierung auftreten.

Möglichkeit 2 (Beschaffung / Dimensionierung)

Schnellkühler und Schockfroster werden häufig für die maximale Belastungsspitze eines Betriebes dimen-sioniert und beschafft. Häufig wäre der Einsatz von mehreren kleineren Geräten im Betrieb energetisch und wirtschaftlich sinnvoller, um parallel verschiedene Abkühlprozesse auszuführen, oder um kleinere Mengen zu verarbeiten.

Die Temperaturstufe kann in diesem Zusammenhang die Beschaffung mehrerer Geräte sinnvoll machen.

Wird hauptsächlich gekühlt, ist ein als reiner Schnellkühler ausgelegtes und gebautes Gerät energetisch wirtschaftlicher als ein Schockfroster.

Letzteres ist besonders wichtig beim Anschluss der Geräte an Zentralkühlanlagen. Viele Betreiber wün-schen, dass ihre Schnellkühler und Schockfroster an zentrale Kälteanlagen angeschlossen werden. Damit vermeiden Sie belastenden Lärm und Abwärme in der Küche. In Bezug auf den Energiebedarf kann dabei viel gewonnen, aber auch viel falsch gemacht werden:

energieschweiz.ch 129 - Wird ein an die Minuskühlung oder Tiefkühlung angeschlossener Schockfroster lediglich

zum Schnellkühlen verwendet, ist die aufzuwendende Energie für die Kälteerzeugung deutlich grösser, als wenn das Gerät an der Plus-Zentralkühlung oder an einer Zwi-schenstufe angehängt wäre. Durch ein ausgewogenes Produktionskonzept mit klaren Definitionen der Nutzung kann die Splittung der Geräte und der Anschluss an die richtige Temperaturstufe geplant werden.

- In der Vergangenheit gab es oft kältetechnische Schwierigkeiten beim Anschluss an zentrale Kühl- und Tiefkühlanlagen. Die Ursache liegt im relativen Leistungsbedarf von Schnellkühlern und Schockfrostern im Verhältnis zu den übrigen Verbrauchern im Käl-tesystem. An einer Anlage hängen einerseits häufig kleine Unterbauten und TK-Schränke mit Dauerkälteleistungen von z.B. 400 Watt, und andererseits Schockfroster mit einem Kältebedarf von z.B. 15 kW über eine kurze Zeitdauer. Der Schockfroster braucht weiter zeitweise eine tiefere Verdampfungs-temperatur als eine normale TK-Stelle. Diese unterschiedlichen Charakteristiken erfordern eine exakte Abstimmung der Verdichtergrössen und Laufzeiten, der Leistungsregulierung der Verdichter, der Lei-tungsdimensionierung und des Ölsystems der gesamten Zentralkühlanlage. Allenfalls ist es sinnvoll, die TK-Anlage in mehrere separate Leistungsbereiche aufzuteilen, oder allenfalls mehrere ZK-Anlagen mit unterschiedlichen Kältemitteln zu betreiben. Wird die-ser Problematik nicht Rechnung getragen, ist neben Anlagenausfällen und Verringerung der Lebensdauer von Anlagenkomponenten auch ein übermässiger Energiebedarf zu erwarten.

Möglichkeit 3 (Schulung)

Schnellkühler/Schockfroster sind dimensioniert für die schnelle Abkühlung von Lebensmitteln. Für den Hal-tebetrieb können auf Grund der überdimensionierten Verdichter nicht die tiefen Energiewerte erreicht wer-den wie in einem Lagerschrank. Lebensmittel sollten nicht für längere Lagerzeiten im Schnellkühler /Schockfroster aufbewahrt werden. Darauf sollten die Nutzer geschult werden.

Der Unterhalt des Gerätes hat einen Einfluss auf den Energiebedarf. Wie bei allen Kühlgeräten führt ein verschmutzter Verflüssiger zu einem erhöhten Stromverbrauch. Auch defekte Dichtungen verschlechtern die Verbrauchswerte. Zu diesen Themen können Anwender sensibilisiert werden.

Geräteschulungen sollten ergänzt werden durch Hinweise für einen energieeffizienten Betrieb ohne nega-tiven Einfluss auf die Qualität der gekühlten Produkte.

Das Personal soll kurz und intensiv geschult werden. Idealerweise z.B. mittels einer Jahresplanung der Schulungszyklen (Fluktuation Personal damit berücksichtigt).

3.7.12 Empfehlung

Empfehlung 1 (Tool für Berater/Planer)

Weder die Nutzer der Geräte noch die Planer, Berater und Einkäufer verfügen aktuell über verlässliche Tools, um für einen Betrieb das richtige Gerät / die richtigen Geräte auswählen zu können. Es macht wenig Sinn, ein teures Gerät mit maximaler Energieeffizienz auszuwählen, welches für die angedachte Nutzung ungeeignet oder falsch dimensioniert ist.

Eine herstellerunabhängige Auswahl-Software könnte Anwendern und Anbietern eine gute Hilfestellung bieten, um für aktuelle Bedürfnisse die richtige Gerätegrösse und -bauart auszuwählen, und um allfällige

energieschweiz.ch 130 Auswirkungen von Veränderungen im Betrieb auf die Kühl-Infrastruktur simulieren zu können. Technisch betrifft dies vorhandene Kälteanlagen, logistisch die Kühlkapazitäten für die Lagerung.

Sollen die Geräte an eine Zentralkühlung angeschlossen werden, ist in jedem Fall ein ausgewiesener Käl-tefachmann mit Erfahrung in der Planung komplexer Kälteanlagen hinzuzuziehen. Erfahrung im Bau von Anlagen mit Standardkühlstellen wie Schränke und Zellen reichen in vielen Fällen nicht aus.

3.7.13 Energiebedarf und –Einsparpotential

Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Daten stammen aus der ENAK Datenbank. Die Sparpoten-tiale wurden berechnet (siehe Kapitel 1.7 Berechnungsgrundlagen Energieeinsparpotential und Anhang

"Modellrechnungen zum Energiebedarf "Schockfroster/Schnellkühler" 10.2 Modellrechnungen beschrie-bene Geräte).

Die Sparpotentiale beziehen sich auf den Schweizer-Marktanteil (jährlich neu verkaufte Geräte).

Arbeitsprozess Ø Bedarf Einspar-

Potential

Mittelwert aus den verschiedenen Kühl-prozessen pro Anwendung.

Gesamte Einsparung 569 MWh/a 5.678 GWh/L

Tabelle 42: Schnellkühler/Schockfroster Energiebedarf und - Einsparpotential

Die Einsparungen in % beruhen auf Schätzungen der ENAK und können lediglich als Entscheidungswert ver-wendet werden. Genauigkeit ± 20 %.

Die Verbrauchszahlen in dieser Modellrechnung beruhen grundsätzlich auf den durch die ENAK Testdefi-nitionen ermittelten Grundverbrauchswerten. Für die Berechnung werden die Durchschnittswerte der in der ENAK Datenbank enthaltenen Verbrauchswerte der einzelnen Arbeitsprozesse verwendet.

Das gesamte Energie-Einsparpotential bei dieser Geräteart beläuft sich, für die in der Schweiz durchschnitt-lich verkauften Geräte, auf geschätzte 569 MWh pro Jahr. Auf die durchschnittliche Lebenserwartung hoch-gerechnet ergeben sich in der Schweiz 5.678 GWh.

Es ist jedoch zu erwähnen, dass es sehr stark darauf ankommt, welche Gerätetypen zur Anwendung kom-men, und wie diese effektiv eingesetzt und betrieben werden. Die Vielzahl von Ausführungs- und Ausstat-tungsvarianten in Kombination mit sehr unterschiedlichen Betriebsmöglichkeiten erschwert und relativiert somit eine entsprechend aussagekräftige Berechnung zu Energie und somit auch zum Einsparpotential.

3.7.14 Policy-Optionen

In diesem Kapitel werden die einzelnen Empfehlungen (siehe Kapitel 3.7.12 Empfehlung) auf ihre Umsetz-barkeit geprüft. Zusätzlich werden dazu auch die prospektiven Energieeinsparpotentiale, bezogen auf den Schweizer Markt, ausgewiesen. Die Empfehlungen sind nach ihrem Einsparpotential der Reihe nach auf-gelistet. Die Massnahme mit dem höchsten Potential ist als erstes aufgeführt.

Bei der Beschreibung handelt es sich um eine Einschätzung der ENAK. In der nachstehenden Übersicht ist schnell ersichtlich welche Massnahmen (Empfehlungen) wie umgesetzt werden könnten und welche nicht.

energieschweiz.ch 131 Zusätzlich werden auch die Möglichkeiten mit den entsprechenden Einsparpotentialen aufgeführt. In der Zusammenstellung ist auch ersichtlich welche Variante der Umsetzung durch die ENAK empfohlen wird.

Empfehlung (E1): Tool für Berater/Planer

Die Entwicklung eines Software-Tools für Berater und Planer erfordert ein ausgeprägtes Fachwissen in einem interdisziplinären Team. Derzeit gibt es für die Industrie wenig Veranlassung, an übergreifenden Konzepten zu arbeiten. Die Hersteller können zwar über Massnahmen motiviert werden, für die jeweilige Anwendung Geräte zu entwickeln, die energetisch sehr gut funktionieren (Empfehlung M1), die individuelle Integration dieser Geräte in die Produktionslogistik des Anwenders unterstützen sie jedoch selten. Planer von Küchen und Lebensmittelproduktionen verfügen meist nicht über die tiefen Kenntnisse der Kälte- und Maschinentechnik, die notwendig sind, um übergreifend Energiesparpotentiale zu simulieren und zu erken-nen. Eine unabhängige Institution, welche in der Lage wäre, das Wissen verschiedener Fachrichtungen zu sammeln und zu fusionieren, hätte die Möglichkeit, eine Simulation über den energetisch und wirtschaftlich richtigen Einsatz von Schnellkühlern und Schockfrostern zu entwickeln.

Das prospektive Einsparpotential beträgt rund 455 MWh pro Jahr.

Weiteres:

Entwickeln von energieintelligenten Steuerungen und Regelungen (M1)

- Schnellkühler und Schockfroster gibt es in vielen Varianten und Bauformen. Die meisten Geräte haben eine gemeinsame Technologie, welche gleichzeitig auch der grösste Energiebezüger im System ist: Die Kompressions-Kältemaschine. Speziell im Bereich der Antriebe und der Regelsysteme hat sich die Kältetechnik in den letzten Jahren lau-fend weiterentwickelt. Diese neuen Möglichkeiten, zusammen mit einer Integration in die spezifischen Anforderungen der Anwendung, sollten durch entsprechende Entwick-lungsprojekte gefördert und zusammen mit den Herstellern zu marktfähigen Produkten entwickelt werden.

Das prospektive Einsparpotential beträgt rund 341 MWh pro Jahr.

Anwenderschulungen (M2)

- Das energetische Sparpotential ist zwar geringer als bei anderen Massnahmen und Empfehlungen. Dafür sensibilisiert es den Anwender auf das Energiesparen im Allge-meinen und vermittelt neben spezifischen Kenntnissen zu Schnellkühlern und Schock-frostern auch Wissen zu den übrigen Kühlanwendungen in einer Küche.

Das prospektive Einsparpotential beträgt rund 45 MWh pro Jahr.

Technik

- Die aktuellen Geräte entsprechen dem heutigen Stand der Technik. Zuerst müssen nun steckerfertige Schnellkühler und Schockfroster entwickelt werden, welche der gültigen Schweizer ChemRRV (Chemikalien Risikoreduktions-Verordnung) und der Europäi-schen F-Gase-Verordnung genügen. Dies kann u.U. kurzzeitig zu einer Verschlechte-rung des Energiebedarfes führen, weil weniger geeignete Kältemitteltypen eingesetzt werden müssen.

Parallel sollten die Entwickler der Geräte einen Anreiz für Forschungsaktivitäten erhalten, um die möglichen Energiesparpotentiale durch die in Kapitel 3.7.11 Möglichkeiten zu Verbesserungen geschilderten techni-schen Massnahmen zu ermitteln, technische Machbarkeitsstudien für die Serienproduktion auszuarbeiten, und die Auswirkungen solcher Verbesserungen auf die Gerätekosten zu bestimmen.

energieschweiz.ch 132 Allfällige Mehrkosten für die Investition in effizientere Konstruktionen müssen sich über den Betrieb der Geräte amortisieren.

Erst wenn sowohl gesicherte Werte für das Energiesparpotential wie auch ein Angebot an effizienten Ge-räten zu vertretbaren Preisen vorhanden sind, sollte über das Verbot von energetisch weniger effizienten Technologien nachgedacht werden.

Übersicht mögliche Umsetzung

Bei der nachfolgenden Tabelle und den Beschreibungen zu den Lenkungs- und Steuerungsmassnahmen handelt es sich um Einschätzungen der ENAK. Die Bewertung erfolgt aus Sicht der heutigen marktwirt-schaftlich und technischen Gegebenheiten. Da einzelne Möglichkeiten mehr sparpotential aufweisen als Empfehlungen, sind auch diese in dieser Zusammenfassung aufgeführt.

Möglichkeiten/

Empfehlungen

Förderung (Hardware)

Förderung (Schulung)

Energie- Etikette

Mindest- vorgaben

Verbote Keine Aktivitäten (Selbst-regulie-rung)

(Tool für

Berater/Pla-ner) 455 MWh/a