Eine Kombination aus Rivacold-CO₂-Verflüssigern (CDUs, R744) und Propangas-Monoblock-Anlagen (R290) unterstützt die nachhaltige Modernisierung des Lebensmittelgeschäfts der Brattleboro Food Co-op in Vermont, so Sam Major, Geschäftsführer des Kälteanlagenbauers Turner Piping.
In einem Interview mit NaturalRefrigerants.com erläuterte Major die Installation, die eine Kühlleistung von insgesamt 32,1 TR (113 kW) aufweist und für das 14.000 ft² (1.301 m²) große Geschäft mit begrenzten Platzverhältnissen ausgelegt ist. Die schrittweise Modernisierung des in der Stadt Brattleboro gelegenen Marktes umfasst bis zu 13 auf dem Dach montierte CO₂-CDUs, die die offenen und geschlossenen Mitteltemperatur-Kühlregale (MT) versorgen, sowie R290-Monoblöcke zur Kühlung der begehbaren Außenkühl- und Tiefkühlräume. Eine im Erdgeschoss installierte CDU mit einer Kühlleistung von mehr als 10 TR (35 kW) versorgt die Gastronomiebereiche des Geschäfts.
„Das Gebäude ist sehr einzigartig: Die alten Kälteanlagen waren in Schränken verstaut und arbeiteten mit gelöteten Plattenwärmetauschern, da kein Platz für Verflüssiger vorhanden war“, erklärte Major. „Als wir die Filiale Stück für Stück unter die Lupe nahmen und Abteilung für Abteilung in Angriff nahmen, setzten wir schließlich den Großteil der in Nordamerika erhältlichen Produktlinien von Rivacold mit natürlichen Kältemitteln ein.“
Da kein eigener Technikraum oder Hinterzimmerbereich vorhanden war, erforderten die mehr als 50 Kühlvitrinen und acht begehbaren Kühl- und Gefrierräume des Geschäfts laut Major eine Kombination aus verschiedenen Kühllösungen. Die Genossenschaft befindet sich im Erdgeschoss eines mehrstöckigen Gebäudes, wobei sich über den begehbaren Kühl- und Gefrierräumen sowie dem Gastronomiebereich acht Stockwerke befinden. Im Gegensatz dazu weist das niedrigere Dach über dem Verkaufsraum eine begrenzte Tragfähigkeit auf, was den Einsatz eines herkömmlichen CO₂-Rack-Systems ausschließt.
Die Lösung
Das gemischte Kühlsystem bietet eine MT-CO₂-CDU-Leistung von 260.000 BTU/h (76,3 kW/21,7 TR) sowie eine Niedertemperatur- (LT) CO₂-CDU-Leistung. R290-Monoblöcke stellen eine zusätzliche Leistung von 57.000 BTU/h (16,7 kW/4,7 TR) für die MT- und LT-Kühlräume bereit.
Zu den CO₂-Anlagen gehört die CN-Baureihe von Rivacold mit individuellen Leistungen von 0,16 bis 2,2 TR (0,56 bis 7,7 kW), die auf I-Trägern oder Säulen an der unteren Dachkonstruktion installiert sind. Eine Rivacold MHX CO₂-CDU mit zwei halbhermetischen Dorin-Verdichtern versorgt den Gastronomiebereich.
Turner Piping hielt das Altsystem während der Installation der neuen CO₂-Rohrleitungen und CDUs in Betrieb und übertrug die Lasten Abschnitt für Abschnitt. „Die Rivacold CN-CDUs haben sich als sehr effizient erwiesen“, sagte Major. „Der große Betriebsbereich durch den Einsatz des Toshiba-Rotations-Verdichters ermöglicht eine ständige Anpassung an die Lastbedingungen, die angesichts des Klimas in Vermont sehr stark schwanken. Erste Anzeichen des am Gebäude installierten e-Gauge, das den Zustand vor und nach der Installation vergleicht, deuten auf Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich hin.“
Für die begehbaren Kühlräume im Außenbereich verwendete Turner Piping die R290-BOLD-Baureihe von Rivacold und für die kleinen begehbaren Kühlräume im Innenbereich die R290-BEST-Baureihe. Jedes Monoblock-Gerät beherbergt bis zu drei Kältekreisläufe, wobei jeder Kreislauf mit 140 g Propan befüllt ist. Je nach Größe des Kühlraums installierte der Auftragnehmer bis zu vier einzelne R290-Monoblock-Geräte. Der Obst- und Gemüsekühlraum beispielsweise nutzt zwei Geräte mit Leistungen zwischen 5.845 und 10.141 BTU/h (1,7 kW/0,49 TR bis 2,97 kW/0,85 TR), was einer Gesamtkühlleistung von 20.200 BTU/h (5,92 kW/1,68 TR).
Ausgleich des Stromnetzes
Über die Senkung des Energieverbrauchs hinaus wird das neue Kühlsystem auch zur Steuerung des Strombedarfs in der Region eingesetzt. Im Rahmen eines Pilotprogramms, das derzeit als „flexibles Lastmanagement“ bezeichnet wird, nutzt die Genossenschaft in Brattleboro den tagsüber reichlich vorhandenen Solarstrom verstärkt zur Vorkühlung ihrer Kühlsysteme, wodurch sie die Sollwerte ihrer Kühlanlagen bis zu drei Stunden lang variieren kann.
„Um uns beispielsweise auf ein Energie-Spitzenereignis vorzubereiten, senken wir die normalen Sollwerte für die Speiseeislagerung von −10 °F [−23 °C] auf −20 °F [−29 °C] und schaffen so eine thermische Batterie“, erklärte Major. Er fügte hinzu, dass die Genossenschaft, wenn der Strombedarf zwischen 18 und 21 Uhr hoch ist, von ihrem Stromversorger eine Vergütung für die Laststeuerung erhält.
Zu den Partnern des Programms für flexibles Lastmanagement zählen Turner Piping, das Energiemanagementunternehmen Dynamic Organics (DO) sowie der landesweite Energieeffizienzversorger Efficiency Vermont. Turner und DO haben eine strategische Regelungsstrategie umgesetzt, die sich noch in der Entwicklung befindet und die Sollwerte der Kühlanlagen auf der Grundlage des aktuellen und prognostizierten Energieverbrauchs anpasst, um den Strombedarf während Spitzenzeiten oder unter anderen vom Energieaggregator identifizierten Bedingungen zu glätten.
Vorteile/Zeitplan
Im April 2025 erhielt die Brattleboro Food Co-op 500.000 US-Dollar (434.000 Euro) aus dem „Rural Energy for America Program“ (REAP) des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) im Rahmen des „Rural Energy for America Program“ (REAP) den Zuschuss von 500.000 US-Dollar (434.000 Euro) für den Austausch ihrer veralteten, auf R404A basierenden Kälteanlage. Die jährliche Leckagerate des Geschäfts lag zu diesem Zeitpunkt laut Sarah Brennan, der Verwaltungsleiterin und Nachhaltigkeitskoordinatorin der Genossenschaft, bei über 300 %. Im Jahr 2024 entsprach dies einer Emission von 378 Pfund [171 kg] R404A in die Atmosphäre, fügte sie hinzu.
Das REAP-Programm schreibt vor, dass das Projekt bis März 2027 abgeschlossen sein muss, damit die Genossenschaft in Vermont die Fördermittel erhält; die Gesamtkosten für die Umrüstung belaufen sich auf rund 1,4 Millionen Dollar (1,2 Millionen Euro). Major geht jedoch davon aus, dass das Projekt bereits Anfang Oktober abgeschlossen sein wird, da 85 % der Umrüstung bereits fertiggestellt sind. Vertreter der US-amerikanischen und italienischen Teams von Rivacold planen, an der bevorstehenden feierlichen Eröffnung teilzunehmen.
„Dieses Projekt bietet uns – Rivacold, Dynamic Organics und Efficiency Vermont – eine hervorragende Plattform“, sagte Major. „Es zeigt, dass es über herkömmliche CO₂-Kühlanlagen hinaus weitere Möglichkeiten gibt, Geschäfte auf natürliche Kältemittel umzustellen und dabei die Umweltbelastung zu verringern sowie Energie einzusparen.“
„Erste Anzeichen des E-Gauge am Gebäude, das den Zustand vor und nach der Installation vergleicht, deuten auf Energieeinsparungen im zweistelligen Prozentbereich hin.“
Sam Major, Geschäftsführer bei Turner Piping
