AdKMs nutzen zur Kälteerzeugung die Abwärme von z.B. Blockheizkraftwerken als Antriebsquelle und arbeiten nach dem Adsorptionsprozess. In den Kältemaschinen werden zwei Teilprozesse alternierend gefahren und somit eine kontinuierliche Kälteleistung erzielt. Da der Kunde bisher noch kein BHKW besaß, wurde im ersten Bauabschnitt durch die Firma Kraftland ein BHKW mit 293 kW thermischer Leistung und mit 199 kW elektrischer Leistung verbaut, welches über einen 10.000 Liter Heißwasserpufferspeicher verfügt. Die KWK-Anlage übernimmt die komplette Wärmeversorgung, d.h. es werden die Produktionshalle, das Duschwasser sowie das Verwaltungsgebäude geheizt. Des Weiteren produziert das BHKW Strom, welcher direkt für das eigene Unternehmen und auch als Antrieb für die KKMs genutzt wird. „Durch diese Optimierung erzielte Back & Frost bereits eine jährliche Energiekosten-Einsparung von über 27 Prozent“, so Oliver Timm, Geschäftsführer der Kraftland GmbH.

Von Kraft-Wärme-Kopplung zur Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung

Im nächsten Abschnitt widmete man sich der Erweiterung der Kühlung. Es existieren bereits zwei Kühlkreisläufe mit jeweils vier KKMs, welche Tiefkälte von -20 °C für das Kühlhaus mit 8.000 m³ sowie dem Schockfroster zwischen der Produktion und dem Kühlhaus liefern. Die dafür installierten KKMs haben eine Nennleistung von insgesamt 292 kW.

Allerdings verbrauchen die Kältemaschinen sehr viel Strom, um die benötigte Kälte bereitzustellen. Aus diesem Grund und, um auch das BHKW in den Sommermonaten auszulasten, entschied man sich für einen Ausbau der Kühlung. Der Geschäftsführer von Back & Frost, Herr Torsten Knoll, wollte mit dieser Anschaffung v.a. die Versorgungssicherheit erhöhen und die Energiekosten nachhaltig senken. Durch die bestehende KWK-Anlage entschloss man sich nach intensiver Planung und Recherche für zwei InvenSor ADsorptionskältemaschinen LTC 30 e plus mit Freikühlfunktion, denn diese Kältemaschinen lassen sich problemlos mit dem BHKW kombinieren. Bei einer solchen Vergrößerung spricht man von einem Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungs(KWKK)-System. „Wir haben die Kältemaschinen dazu einfach an den vorhandenen Heißwasserpufferspeicher angebunden, welche seither das Unternehmen mit 60 kW Kälteleistung versorgen“, erläutert Oliver Tamm, Produktmanager bei InvenSor. BHKW und AdKM wirken zusammen und stellen somit ganzjährig und gleichzeitig Kälte, Wärme und Strom bereit. Mithilfe der integrierten Freikühlung sorgen die Kälteanlagen für noch höhere Energieeinsparungen, denn die Kälte wird bei Außentemperaturen von bis zu 15°C direkt über die Außeneinheit zur Verfügung gestellt. Das BHKW wird währenddessen für die Gebäudeheizung eingesetzt. Zudem sind die AdKMs nach vier Jahren bereits vollständig amortisiert.

Im Mai 2017 wurden die ADsorptionskältemaschinen in Betrieb genommen und kühlen seitdem den Verflüssiger der KKMs. Durch diese Verschaltung konnte sowohl die Effizienz der Tiefkühleinheit als auch deren Rückkühlleistung gesteigert werden, da ein zusätzlicher Rückkühler die Abwärme der ADsorptionskälte an die Umgebung abgibt.

Dezentrale Energieversorgung

Das Energiesystem befindet sich direkt in der Halle der Lebensmittel-Produktion. Daher musste man bei der Platzierung der AdKMs genauestens darauf achten, nicht die Produktionsflächen und -abläufe zu behindern, aber dennoch die Leitungswege möglichst gering zu halten. Kurzerhand entschloss man sich für eine zweite Ebene im Technikraum, wo sich bereits vier der acht KKMs befinden. Die exakte und ausführliche Planungsarbeit wurde in 3D am PC entworfen, um dem Kunden einen maßgeschneiderten Einbau zu garantieren. Seit der erfolgreichen Umsetzung liefern die Kälteanlagen und das BHKW nun vereint für die Produktion Strom, Wärme und Kälte.