Im Rahmen eines Netzwerkstreffens des Projekts EnerNET Ende Juni wurde am Campus Münchberg, in dessen High-Tech-Laboren das Institut für Wasserstoff- und Energietechnik der Hochschule Hof (iwe) derzeit bis zur Fertigstellung des neuen Gebäudes am Campus Hof noch beheimatet ist, mit einer Propankälteanlage eine neue Versuchs- und Forschungsanlage eingeweiht und in Betrieb genommen.
Das Projekt EnerNET wird vom iwe geleitet und besteht aus den 3 Einzelnetzwerken Nah- und Fernwärme, Klima- und Kältetechnik sowie Energiemanagement. Es bietet Fachkräften aus den genannten Bereichen verschiedene kostenfreie Weiterbildungsangebote und die Möglichkeit der Vernetzung. EnerNET wird vom Europäischen Sozialfonds Plus (ESF+) und der Oberfrankenstiftung gefördert. Das Netzwerk für Klima- und Kältetechnik gibt es seit 2018. Neben großen Herstellern der Region, sind auch Handwerksfirmen und Kältefachschulen Teil des Netzwerkes. Das Netzwerk Kälte reicht mittlerweile von Kulmbach bis Chemnitz.
Natürliche Kältemittel, darunter fallen Propan, Kohlendioxid oder auch Ammoniak, sind umweltfreundliche Alternativen zu herkömmlichen synthetischen Kältemitteln. Sie zeichnen sich durch eine geringe Umweltbelastung aus und werden zunehmend in der Kältetechnik eingesetzt. Jedes dieser Kältemittel hat jedoch seine eigenen Herausforderungen: Propan ist beispielsweise brennbar, weshalb spezielle Sicherheitsvorkehrungen nötig sind. Aus diesem Grund sind Propankälteanlagen nur sehr selten Teil von Forschungslaboren und es besteht auf diesem Gebiet noch großer Forschungsbedarf. Diese Tatsache macht die neue Versuchsanlage in Münchberg besonders wertvoll und das Team hat bereits viele Anfragen für Auftragsforschung erhalten.
Am Campus Hof entsteht gerade die künftige Heimat des iwe – das neue Zentrum für Wasser- und Energiemanagement (ZWE), das u.a. große Labore und Versuchshallen für die Klima- und Kältetechnik beherbergen wird; dort soll künftig auch dieser Forschungsbereich weiter vorangetrieben werden.
Die campuls-Redaktion hat mit Michael Dölz, Leitender Techniker am iwe, über die Ziele und Herausforderungen bei der Erforschung natürlicher Kältemittel sowie die neue Versuchsanlage in Münchberg gesprochen.
Herr Dölz, können Sie unseren Leserinnen und Lesern kurz erklären, was eine Propankälteanlageist und wo diese Anlagen zum Einsatz kommen?
Michael Dölz: Eine Propankälteanlage ist eine Maschine, welche für verschiedene Anwendungen Kälte zur Verfügung stellen kann. Diese kann im Bereich der Lebensmittelkühlung, also im Temperaturbereich -20 °C bis 5°C eingesetzt werden.
Was ist das Ziel Ihrer Forschung an der Propankälteanlage?
Im Vordergrund steht die Steigerung der Effizienz bei der Bereitstellung von Kälte durch diese Art von Kälteanlagen. Dafür entwickeln wir neue Bauteile und testen diese mit Hilfe unserer Versuchsanlage.
Was waren die wichtigsten Gründe für die Anschaffung und den Bau dieser Versuchsanlage?
Aufgrund gesetzlicher Forderungen (F-Gase Verordnung) werden in Zukunft immer stärker sogenannte natürliche Kältemittel zum Einsatz kommen. Propan gehört zur Gruppe der natürlichen Kältemittel und wird somit eine erhebliche Verbreitung erfahren.
Wie trägt diese zur Verbesserung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit bei?
Die thermodynamischen Eigenschaften von Propan sind sehr gut und führen zu einer hohen Effizienz der Kälteanlage. Die wichtigste Eigenschaft ist jedoch der niedrige GWP (Global Warming Potential) von Propan gegenüber aktuell verwendeten Kältemitteln. Der Einsatz von Propan reduziert den Treibhausgaseffekt und hilft damit den Klimawandel zu begrenzen.
Gab es bei der Entwicklung oder dem Bau der Propankälteanlage besondere Herausforderungen, die Sie bewältigen mussten?
Den Aufbau der Kälteanlage hat die Kältefachfirma Genes durchgeführt, welche sich mit der neuen Technik erst vertraut machen musste. Im Gegensatz zu einer Standardanwendung haben wir eine große Anzahl an Messmitteln verbaut. Diese zu montieren, elektrisch anzuschließen und auszuwerten war eine Herausforderung.
Können Sie uns etwas über die Sicherheitsmaßnahmen erzählen, die beim Betrieb der Propankälteanlage getroffen wurden?
Propan (R290) ist ein Kältemittel der Sicherheitsgruppe A3 und besitzt eine hohe Entzündlichkeit. Aus diesem Grund wurde die Kältemaschine in unserem Explosionsschutzraum aufgestellt, welcher mit einer Gaswarnanlage und einer Sicherheitslüftung ausgestattet ist.
Welche Innovationen oder technischen Besonderheiten zeichnen diese Versuchsanlage aus?
Neben dem Einsatz des natürlichen Kältemittels Propan ist der Versuchsstand auf Flexibilität ausgelegt. Die Hauptbestandteile der Kältemaschine können, im Rahmen von Versuchsreihen, durch Prüflinge ersetzt werden und die Auswirkungen auf die Kältemaschine anhand von Messwerten ermittelt werden.
Wie sehen die nächsten Schritte aus, nachdem die Anlage jetzt in Betrieb genommen wurde?
In den nächsten Monaten werden wir die Anlage hinsichtlich des gesamten Leistungsspektrums vermessen und weiter optimieren. Parallel werden wir ein erstes Projekt vorbereiten, in welchem wir die Anlage für die Auftragsforschung einsetzen werden.
Inwiefern wird die Propankälteanlage für die Ausbildung von Studierenden genutzt?
Bereits beim Aufbau der Kälteanlage haben 2 Studenten im Rahmen einer Studienarbeit bei der Umsetzung geholfen. Für die Unterstützung der Lehre führen wir regelmäßig Praktika im Energielabor durch, hier werden wir den Studenten die Besonderheiten der Anlage vorstellen und Experimente durchführen.
Wie sehen Sie die zukünftige Entwicklung im Bereich der Kältetechnik und welche Rolle spielt die neue Versuchsanlage dabei?
Der Einsatz von natürlichen Kältemitteln, wie Propan, wird in Zukunft eine immer größere Rolle spielen. Die Anlage ermöglicht uns an dieser Entwicklung teilzunehmen. Dies sehen wir bereits an ersten Industrieanfragen bzgl. unserer neuen Propankälteanlage. Sie ist ein erster Schritt und soll in Zukunft durch weitere Anlagen für natürliche Kältemittel ergänzt werden.
Herzlichen Dank für das Interview!
