cold.wissen - Abtauung Supermarkt Kühlmöbel und Kühlraum

Wie funktioniert die Abtauung im Supermarkt und worauf ist zu achten.

Abtauung Supermarkt Kühlmöbel und Kühlraum

Einleitung zum Thema Abtauung von Kühlmöbeln und Kühlräumen im Supermarkt

 Gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, kann Wärme nur vom Objekt höherer Energie zum Objekt niedriger Energie übergehen. In diesem hier beleuchtetem Fall, der Supermarkt Kühlmöbel, nimmt die kalte Luft die Wärme der Ware auf und wird durch den der Ventilator erzeugten Luftstrom zum Verdampfer gefördert. Die erwärmte Luft durchströmt dann den kalten Verdampfer und gibt die von der Ware aufgenommenen Wärme an den Verdampfer ab. Es entsteht ein „Kreislauf“ der Luftströmung im Kühlmöbel.

 Damit die Wärme vom Kühlgut an die Kälteanlage übertragen werden kann, muss also der Verdampfer immer der kälteste „Punkt“ im Kühlmöbel bzw. Kühlraum sein.

 Wird nun beim abkühlen dieser Luft der Taupunkt unterschritten, kommt es zum Ausscheiden von Luftfeuchtigkeit auf der Verdampferoberfläche. „Gleiches Prinzip wie beim kalten Bier an einem heißen Sommertag auf dem Kneipentisch. Die Luftfeuchtigkeit schlägt auf dem Glas nieder und es läuft Wasser am Bierglas herunter".

Ist die Oberflächentemperatur kälter als 0°C (wie in den meisten Fällen) gefriert dieses ausgeschiedene Wasser auf den Lamellen und Rohren des Verdampfers. Folglich bilden sich „Schnee“ bzw. Vereisungen am Verdampfer, welche ohne eine Abtauung sehr schnell zum Problem werden. Das gefrorene Wasser wächst zu einer dichten Schnee bzw. Eisschicht heran und behindert anschließend den Luftstrom des Ventilators. Im schlimmsten Fall ist der Luftstrom durch die Eisschicht gänzlich unterbrochen und es kommt zur Übertemperatur im Kühlmöbel.

Festzustellen ist dieses Problem, indem man mit der Hand an den Luftauslässen der Kühlmöbel prüft, ob eine Luftströmung fühlbar ist. Kommt dort keine Luft mehr heraus, ist das Kühlmöbel stark vereist. Weitere Ursachen können auch ein defekter Verdampfer Ventilator oder auch eine starke Verunreinigung sein.

 

Arten der Abtauung

Umluftabtauung

 Diese Abtauung ist mit Abstand die energetisch Sinnvollste Art.

Hier wird, wie der Name bereits verrät, die Umwälzung der Luft zur Abtauung genutzt. Für die Dauer der Abtauung wird die Kühlung durch die Regelung der Kälteanlage ausgeschaltet und eine Luftumwälzung mittels der Verdampfer Ventilatoren sichergestellt. Die umgewälzte „warme“ Luft sorgt nun für die Abtauung der Eisschicht am Verdampfer. Diese Abtauvariante ist allerdings nur bei Mopro und teilweise Fleischkühlregalen sowie Normalkühlräumen realisierbar.

Nach einer vorher definierten Zeit bzw. erreichten Abtauendtemperatur, wird die Abtauung beendet und die Regelung startet wieder den Kühlbetrieb.

 

elektrische Abtauung

Die Abtauung mittels Elektroheizungen kommt überwiegend bei Tiefkühlmöbeln und Tiefkühlräumen zum Einsatz. Da auf Grund der niedrigen Umgebungstemperaturen keine Umluftabtauung möglich ist, muss hier der Eisansatz an den Verdampferlamellen mittels Elektroheizungen abgetaut werden. Diese Heizungen sitzen meist im und in Luftrichtung vor dem Verdampferpaket. Um die eingebrachte Wärme der Abtauheizungen, während der Abtauung, im Kühlmöbel bzw. Kühlraum nicht zu verteilen, müssen die Lüfter ausgeschaltet werden.

 

Heißgasabtauung

Hierbei wird das vom Verdichter erzeugte Heißgas (überhitztes Kältemittel), mittels Umschaltung bestimmter Ventile, durch den Verdampfer geführt. Diese Art der Abtauung ist für die Tiefkühlmöbel und Tiefkühlräume, im Hinblick auf die Energiekosten, die kostengünstigste Variante. Da der COP (coefficient of Performance) bei der Heißgasabtauung um ein vielfaches höher ist als bei der elektrischen Abtauung.

Beispiel zum besseren Verständnis:

Die elektrische Heizung hat einen COP von 1, bedeutet 1 KW elektrische Leistung werden für die Heizleistung von 1 KW benötigt.

Bei der Heißgasabtauung werden als Antriebsleistung des Verdichters 1 KW benötigt und man bekommt eine Heißleistung von 4 KW heraus. Dann hätte man einen COP von 4.

Dieses Beispiel dient allerdings nur zum Verständnis. Der tatsächliche COP einer Heißgasabtauung hängt von einer Menge Anlagen Parametern ab. Zum einen spielt die Wahl des Kältemittels eine Rolle, zum anderen die Betriebspunkte der Kälteanlage um nur ein paar zu nennen. Unterm Strich kann man aber sagen, dass sich eine Heißgasabtauung immer lohnt. Gerade im Hinblick auf die steigenden Energiekosten.

 

Normalkühlung (NK)

Mopro Kühlregal

Das Mopro (Molkerei Produkte) Kühlregal wird im Prinzip immer mittels Umluftabtauung abgetaut. Wenn keine thermische Abtaubegrenzung vorhanden ist, kann man von einer Abtaudauer von 30 - 45 min ausgehen. Die thermische Begrenzung der Abtauung erfolgt über einen Temperaturfühler welcher am Verdampfer installiert ist. Wird eine eingestellte Temperatur überschritten wird die Abtauung beendet und die Kühlung startet anschließend wieder.

 

Fleischkühlregal

Je nach Kühlmöbelhersteller unterschiedlich. Es kommen hier die Umluftabtauung aber auch elektrische Abtauheizungen zum Einsatz. Man sollte sich aus diesem Grund vor dem Kauf des Kühlregals genau erkundigen welche Abtauvariante der Kühlmöbelhersteller vorschreibt. Gute Kühlmöbel kommen auch ohne eine Abtauheizung zurecht.

 

Bedienungstheken

Gleiches wie bei dem Fleischkühlregal gilt für die Bedienungstheke, wobei aber eine elektrische Abtauung eher selten geworden ist. Hauptsächlich wird die Bedienungstheke mittels Umluftabtauung abgetaut.

 

Normalkühlraum

In Pluskühlräumen mit einer Raumtemperatur bis zu +4C° ist eine Umluftabtauung ohne weiteres realisierbar. Kommt man allerdings in den Bereich von Wurst- und Fleischkühlräumen, die eine Raumtemperatur von ca. +1°C benötigen, wird die Umluftabtauung schon schwieriger.

Hier spielt die Temperaturdifferenz von Verdampferoberfläche (bzw. Verdampfungstemperatur) zur Raumtemperatur eine wichtige Rolle. Je größer die Verdampferoberfläche ist, desto kleiner wird die benötigte Temperaturdifferenz zwischen Raumtemperatur und Verdampfungstemperatur bei gleichbleibender Kälteleistung. Ein großer Vorteil hierbei ist, dass die Verdampfungstemperatur der Kälteanlage angehoben werden kann, was erheblich zur Energieeinsparung beiträgt. Der Vorteil für die Umluftabtauung ist, dass der Verdampfer eher „nass“ wird statt zu bereifen bzw. die Reifbildung sich reduziert.

 

Wird ein „kleinerer“ Verdampfer mit einer großen Temperaturdifferenz gewählt, muss zwangsläufig eine elektrische Abtauung gewählt werden, um den Verdampfer abzutauen. Hinzu kommt, dass hier eine tiefere Verdampfungstemperatur bereitgestellt werden muss um die erforderliche Kälteleistung zu erreichen.

 

 

Tiefkühlung(TK)

Tiefkühlinseln

Die im Supermarkt beliebte Tiefkühlinsel benötigt immer eine Heißgas oder elektrische Abtauung.

Eine elektrische Abtauung ist mit Abstand die häufigste Art bei diesen Tiefkühlmöbeln. Um den Wärmeeintrag auf die Ware so gering wie möglich zu halten, werden bei der Abtauung die Verdampferventilatoren ausgeschaltet. Somit wird verhindert, dass sich die Warme Luft im Möbel unnötig verteilt. Nach erreichen einer bestimmten Verdampfer Pakettemperatur, wird die Abtauung beendet (Abtauendtemperatur). Nach Beendigung der Abtauung beginnt die „Abtropfzeit“, in der das Tauwasser „abtropfen“ soll. Nach Ablauf dieser eingestellten Zeit beginnt das Kühlmöbel wieder den Kühlbetrieb. Um die Wärme der Abtauheizungen und dem Verdampfer nicht zu verteilen, stehen die Verdampferventilatoren bis hier noch still. Erst wenn der Verdampfer eine eingestellte Temperatur erreicht hat, laufen die Ventilatoren an. Und der Abtauvorgang ist beendet.

Die Häufigkeit der Abtauzyklen richtet sich je nach den Bauarten der Kühlmöbel und den Umgebungsbedingungen.

Sind es „offene“ Tiefkühlinseln, also ohne Glasdeckel, muss man bei einer hohen Luftfeuchtigkeit (Beispielsweise: Regentag im Sommer) mit bis zu 3 Abtauungen pro Tag rechnen.

Bei „geschlossenen“ Tiefkühlinseln, mit Glasdeckel, können die Abtauzyklen bis auf 3 Abtauungen pro Woche reduziert werden! Wenn man nun von einer Abtauleistung von ca. 7KW, bei einer Möbellänge von 3,75m, ausgeht, ist das ein enormes Energie Einsparpotential!

 

Tiefkühlschrank

Der Tiefkühlschrank ist im Bezug auf Luftfeuchtigkeit sehr anfällig! Je nach Hersteller muss bei dieser Bauart mit mindestens 1 elektrischen oder Heißgas Abtauung pro Tag gerechnet werden. Da bei jeder Türöffnung ein großer Teil an Warmer Luft und damit auch Feuchtigkeit in den Schrank gebracht werden. Auch hier werden die Ventilatoren, um den Wärmeeintrag während der Abtauung gering zu halten, ausgeschaltet.

Nach erreichen einer bestimmten Verdampfer Pakettemperatur, wird die Abtauung beendet (Abtauendtemperatur). Nach Beendigung der Abtauung beginnt die „Abtropfzeit“, in der das Tauwasser „abtropfen“ soll. Nach Ablauf dieser eingestellten Zeit beginnt das Kühlmöbel wieder den Kühlbetrieb.

Um die Wärme der Abtauheizungen und dem Verdampfer nicht zu verteilen, stehen die Verdampferventilatoren bis hier noch still. Erst wenn der Verdampfer eine eingestellte Temperatur erreicht hat, laufen die Ventilatoren an. Und der Abtauvorgang ist beendet.




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