Sichert innerbetriebliche Kühlkette

Dipl.-Ing. Rolf Multhauf

Gerade die Einhaltung konstanter Temperaturzonen ist im Industriebetrieb sehr schwer zu realisieren. Der Transport von Waren und die Lagerung finden oft bei verschiedenen Temperaturen statt. Kühlräume und temperierte Bereiche lassen sich nur schwer voneinander trennen. Sehr empfindlich sind in diesem Zusammenhang offene Tore zwischen Hallen unterschiedlicher Temperaturen, offene Tore an Lkw-Rampen, offene Tore zu Tiefkühllagern (Abb. 1).

Nur mit dem Einsatz großer Kühlaggregate lassen sich die Wärmeverluste auffangen und konstante Temperaturen in den entsprechenden Bereichen einhalten. Gerade im Tiefkühlbereich kommen weitere Faktoren wie Eisbildung im Deckenbereich des Lagers und Nebelbildung im Torbreich hinzu. Alternativen sind zur Zeit Schnellauftore oder Streifenvorhänge. Die Tore sind allerdings oft reperaturanfällig, die Streifenvorhänge brechen bei schneller Durchfahrt.

Ein als luftdicht zu betrachtendes Kühllager hat keine Lüftungsverluste. Bei geschlossener Tür könnte idealerweise die einmal erreichte Kühltemperatur stetig erhalten werden. Isolationsverluste und Druckausgleich führen in der Realität jedoch zur Erwärmung und machen den Einsatz von Kälteanlagen notwendig. Ein kritischer Punkt in diesen Lagern ist die Toröffnung im Lager. Dort entsteht an der Trennung zum warmen Außenbereich eine thermische Strömung (Abb. 2). Kalte schwere Luft strömt im Bodenbereich aus dem Kühllager heraus, im Gegenzug füllt leichte warme Luft den entstandenen Lüftungsverlust auf. Der Verlust von kalter Luft und die Zufuhr von warmer Luft muß durch die Kälteanlage ausgeglichen werden.

Luftschleieranlagen werden als Warm- und Kaltluftschleier im Industriebereich eingesetzt. Bisher arbeiteten alle Anlagen mit einem Luftstrahl, der von oben vertikal nach unten ausgeblasen wird. Dieses Prinzip erweist sich in der Praxis häufig als nicht wirkungsvoll genug. Viel zu empfindlich reagieren die in Kühlhäusern angrenzenden Bereiche, wenn Kühlverluste durch die offene Tür entstehen. Somit beschränkte man sich bisher beim Einsatz einer Luftschleieranlage auf kurzfristig geöffnete Tore, um dort den entstehenden Energieverlust zu vermindern.

Luftschleieranlagen nach dem Mehrstahlprinzip können eine kontinuierliche Temperaturtrennung auch bei geöffneten Toren bewirken (Abb. 3). Ein erster Luftstrahl (blau) wird aus dem kalten Bereich an der Oberkante der Tür angesaugt und vertikal nach unten ausgeblasen. Ein zweiter Luftstrahl (rot) wird an der Oberkante der Tür aus dem warmen Bereich angesaugt und parallel zum ersten nach unten ausgeblasen. Beide Luftstrahlen haben die gleiche Geschwindigkeit und liegen direkt nebeneinander (Dual-Air-Stream-Technologie). Durch einen Gleichrichter, dabei handelt es sich um einen speziellen Bautyp von Ausblasgitter, erhält der Luftstrahl trotz relativ geringer Geschwindigkeit eine hohe Tiefenwirkung und sein Ausfächern wird verhindert. Im Seitenbereich des Luftstrahls entstehen leichte Turbulenzen, die sich durch die Reibung zwischen stehender und bewegter Luft ergeben. Zwischen den beiden Luftstrahlen entsteht aufgrund der gleichen Geschwindigkeiten eine optimale Klimatrennung. Es findet in diesem Bereich keine Vermischung statt. Der kalte Luftstrahl wird dem Kühlbereich ohne Verluste wieder zugeführt. Der warme Luftstrahl strömt vollständig in den warmen Bereich zurück. Durch Zufügen eines zusätzlichen Luftstrahls in der Mitte zwischen dem kalten und warmen Luftstrahl (Multi-Air-Stream-Technologie) kann Nebelbildung verhindert werden (Abb. 4). Der mittlere Luftstrahl kann Feuchtigkeit, die aus der abgekühlten warmen Luft frei wird, auffangen.

Mit der Entwicklung dieser Anlagen wurden in verschiedenen Referenzprojekten bisher sehr gute Resultate erzielt. Die Tore zwischen den zu trennenden Bereichen konnten geöffnet bleiben, Temperaturniveaus wurden eingehalten, Energieeinsparung gegenüber geöffneten Toren ohne Luftschleier-Technologie waren möglich und die logistischen Vorgänge liefen schneller ab. Gerade im Tiefkühlbereich konnte zusätzlich die Eis- und Nebelbildung im Eingangsbereich reduziert werden.

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