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Planung
Nachfolgend können Sie sich einen kleinen Überblick über die kältetechnische Planungverschaffen oder unser ausführliches Informations-PDF downloaden.
1. Planungsgrundlagen für kältetechnische Anlagen
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.
2. Analyse der Kältenutzung
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.
3. Funktion einer Kälteanlage
In Großküchen werden nahezu ausschließlich Ver-dichtungskälteanlagen 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.
4. Auswahl des Kältemittels
Aufgrund der Ozon- und Treibhausproblematik hat die Kältebranche schon entscheidende Änderungen umgesetzt und wird auch noch weitere Maßnahmen ergreifen müssen. Dies gilt insbesondere für die Bereiche der Gewerbe- und Klimakälte mit ihrem weitreichenden Spektrum. Für kältetechnische Systeme in Großküchen wurden bis vor wenigen Jahren vorrangig die Kältemittel R12, R22 und R502 (Gruppe der H-FCKW und H-FKW) eingesetzt.
Mit Ausnahme von R22 ist die Verwendung dieser Stoffe in Industrieländern nicht mehr erlaubt. Für R22 gilt in Deutschland und in einigen skandinavischen Ländern ein vorgezogener Ausstieg. In der restlichen EU wurde im Januar 2001 mit dem (mehrstufigen) Ausstieg begonnen. Die wesentlichen in der Gewerbekälte eingesetzten Ersatzkältemittel sind heute R134, R404a und R407C (Gruppe der H-FKW). Allerdings liegt in Dänemark seit März 2001 ein Gesetzentwurf zum H-FKW-Ausstieg vor. Als Alternative bleiben dann die halonfreien natürlichen Kältemittel, wie R717 (Ammoniak) und verschiedene Kohlenwasserstoffe wie R290 (Propan) und R1270 (Propylen) sowie R744 (Kohlendioxid). Für den Einsatz von Ammoniak werden in den letzten Jahren zunehmend professionellere Systemlösungen eingesetzt.
5. Auswahl des kältetechnischen Systems
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.
6. Steuer- und Regelungstechnik in der Großküchen-Kälteanlage
Die Ansprüche an die Steuer- und Regelungstechnik nehmen auch in der Kältetechnik ständig zu. Mechanische Raumtemperaturregelungen über Thermostate wurden weitestgehend durch elektronische Regelsysteme abgelöst. Vom einfachen, aber äußerst leistungsfähigen Kompaktregler für Einzelkühlstellen und Kühlräume bis zu komplexen SPS-Systemen (speicherprogrammierbare Steuerung) zur Steuerung großer Verbundanlagen wird eine Vielzahl von Lösungen angeboten. Mithilfe von Baukastensystemen ist es möglich, die gewünschten Einzelfunktionen abzudecken.
Im Wesentlichen sind hier die Regelung der Raumtemperatur und die Regelung der Kältemaschine zu nennen. Untergeordnete Punkte sind die Konstanthaltung der Maschinenraumtemperatur oder die Regelung von Wärmerückgewinnungsprozessen. Abgesehen von wenigen stufenlosen Regelungsverfahren werden in der Kältetechnik meist 2- und 3-Punkt-Regler oder einfache Zeitsteuerungen eingesetzt. Nach HACCP sind Raumtemperaturen in Kühlräumen in regelmäßigen Abständen zu erfassen und zu dokumentieren.
Nach VGB müssen große Tiefkühlräume mit einer Notrufeinrichtung ausgestattet sein. Um zu verhindern, dass Personen im Tiefkühlraum eingeschlossen werden, ist der Raum mit einem Nottaster auszurüsten. Bei Betätigung des Schalters wird an einer ständig besetzten Meldezentrale ein Alarm ausgelöst. Die einfachste Möglichkeit zur Regelung eines kältetechnischen Systems ist der Einsatz eines Schaltschranks. Zur Regelung eines Einzelaggregats ist der Einsatz eines Einzelschaltschranks (Kompaktschaltschranks) erforderlich. Aus Gründen der Übersichtlichkeit und der Kosten empfiehlt es sich, bei Anlagen, die aus mehr als 3 Kühlräumen bestehen, einen gemeinsamen Schaltschrank zu installieren.
7. Montagetechnik
Für die Montage von kältetechnischen Anlagen gilt eine Vielzahl von technischen Normen und Richtlinien. Bedeutend für die Planung sind vor allem die Ausführung der Rohrleitungs- und Kabeltrassenmontage sowie die Gestaltung des Maschinen- oder Technikraums.
Neben der Rohrleitungsmontage, der Befestigung und der Isolierung der Rohre werden auch Sicherheitsvorkehrungen zum Thema Brandschutz durchgeführt. Dabei stehen für die Abschottung von Durchführungen in Wänden und Decken von Brandschutzstopfen über Brandschutzsteine, Brandschutzkissen bis zu Brandschutzmörtel und anderen Brandschutzbeschichtungen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung. Grundlage für den Einsatz und die Verarbeitung ist die DIN 4102. Für die Auswahl der entsprechenden Brandschutzmaßnahmen sind die Art der Durchführung, die Feuerwiderstandsdauer und das durchzuführende Medium zu berücksichtigen. Die Feuerwiderstandsdauer und die Brandabschnitte werden vom Architekten nach Abstimmung mit der örtlichen Feuerwehr festgelegt. Der Aufwand zur Abschottung von Kabeldurchführungen ist gegenüber Rohrdurchführungen aufwendiger. Während für Rohre mit einem Durchmesser größer 32 mm das Anlegen von entsprechend angepassten Manschetten (beidseitig der Durchführung) ausreicht, müssen Durchführungen für kleinere Rohre und Kabel mithilfe von Hinterfüllmaterial (z. B. Mineralwolle) und Brandschutzmasse oder -mörtel verfüllt werden. Brandabschnitte sollten vor Beginn von Montagearbeiten abgeklärt sein, um Kosten für nachträgliche Brandschutzarbeiten zu vermeiden.
8. Isolierung/Kälteschutz
Mit den stark differierenden Einsatzmöglichkeiten künstlich erzeugter Kälte ist auch der Aufgabenbereich für Kälteschutzmaßnahmen sehr breit geworden.
a) Reduzierung von Kälteverlusten zur Erhaltung der Kälte und damit Verringerung der
aufzuwendenden Energiekosten
b) Einhaltung der vorgeschriebenen Betriebsemperaturen von Wärme- bzw. Kälteträgern
c) Verhinderung unzulässig großer Temperaturbewegungen von Bau- oder Konstruktionsteilen
d) Vermeidung von Schwitz- bzw. Tauwasserbildung und Durchfeuchtung von
Baustoffschichten, insbesondere der Dämmschichten
e) Erfüllung von betriebstechnischen Auflagen (Oberflächentemperaturen, Brandverhalten,
Nichteinfrieren von Leitungen usw.)
f) Verhütung von Schäden an Gebäuden und eingelagerten gekühlten Gütern sowie
Korrosion kältetechnischer Anlagen
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