In der Brauwirtschaft müssen laut Bundesimmissionsschutzverordnung technisch veraltete Ammoniak-Kälteanlagen ersetzt werden. Sie enthalten aus heutiger Sicht unnötig hohe Mengen an Kältemittel. Bei der Stuttgarter Hofbräu AG verwirklichte man deshalb ein Kältekonzept, das mit nur noch 3% der ursprünglichen Kältemittelfüllmenge auskommt und 20% weniger Strom benötigt.
Brauereien, Molkereien, Schlachthöfe, fleischverarbeitende Betriebe, die Lebensmittelindustrie, aber auch Betreiber von Kühlhallen und Eisbahnen haben ein gemeinsames Problem: Seitdem ihre meist mit Ammoniak arbeitenden Kälteanlagen unter die 4. BImSchV fallen, sorgen behördlich angeordnete Gutachten für erhebliche Aufregung. Die seit 1. Juni 1993 gültige 4. BImSchV besagt, daß alte und neue Kälteanlagen mit mehr als 3000kg NH3-Füllgewicht bei Hauptanlagen bzw. mit mehr als 2000kg bei Nebenanlagen (dazu zählen Brauereien) zu den genehmigungsbedürftigen Anlagen gehören und damit auch der 12. BImSchV, der sogenannten Störfallverordnung, unterliegen.
Da diese Verordnungen auch den Anlagenbestand einschließen, sind kostenaufwendige sicherheitstechnische Nachrüstungen oft unumgänglich. Vielfach wird aber die Kompletterneuerung der Kälteerzeugung als längerfristig kostensparendere Lösung angesehen.
Verringerung des Kältemitteleinsatzes
Die Stuttgarter Hofbräu AG wollte in der Kältemittelfrage ganz sicher gehen und beauftragte ein Ingenieurbüro mit einem Gutachten über die Umrüstung und Optimierung ihrer Brauerei-Kälteanlagen. Die Gutachter kamen zu dem Ergebnis, daß es aus kältetechnischer Sicht zum Kältemittelklassiker NH3 für Brauereien derzeit keine Alternative gibt. Vorgabe der Studie war außerdem, ein Kältekonzept zu erarbeiten, das mit möglichst wenig Kältemittel auskommt, damit die Anlagen nicht mehr unter die kostentreibende, überwachungspflichtige Störfallverordnung fallen und das Emissionsrisiko im Falle eines Unfalls gegen „Null“ geht. Die zunächst avisierte Aufsplittung der Kühlkreisläufe nach thermodynamischen Parametern hätte trotz kältemittelminimierter Ausführung noch eine Füllmenge von rund 2600kg NH3 erfordert. Das sind zwar 76% weniger als bisher, aber die Anlage wäre immer noch unter die Störfallverordnung gefallen.
Umstellung auf Glykolbetrieb
Bauherr und Planer entschieden sich in Zusammenarbeit mit dem Amt für Umweltschutz der Stadt Stuttgart und dem Staatlichen Gewerbeaufsichtsamt für eine Kälteanlage, bestehend aus zwei NH3-Schraubenverdichtern und einem Sekundärkältesystem auf Glykolbasis. Die bisherigen, direkt mit Kältemittel beaufschlagten Wärmetauscher (Kühlzargen) der vorhandenen Gär- und Lagertanks konnten technisch problemlos, allerdings mit entsprechendem finanziellen Aufwand auf Glykolbetrieb umgestellt werden.
Trotz der zusätzlichen Pumpen für die Glykolkreisläufe arbeitet die Anlage außerordentlich wirtschaftlich. Die optimierte Neuanlage benötigt etwa 20% weniger Strom, da die Leistungszahl der mit Economizer ausgerüsteten Glykolkühlsätze bei 4,5 liegt. Im Gegensatz dazu lag die Leistungszahl der Verdichter der Altanlage bei nur 3,2, die der Gesamtanlage noch darunter. Durch die Verbesserung des Wirkungsgrades sowie eine Optimierung des Brauprozesses konnte der Fremdbezug an elektrischem Strom von 1200kW auf 900 bis 1000kW gesenkt werden; eine Kosteneinsparung in der Größenordnung von 81000DM/a. Aufgrund des Wechsels von einer NH3-Pumpenanlage mit Direktexpansion zu einem Sekundärkältesystem mit Glykolkreislauf verringerte sich die Kältemittelfüllung auf nur noch 3% der ursprünglichen Kältemittelmenge.
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