Verfahren zur Bewertung der Energieeffizienz von Kälteanlagen. Method to calculate the energy efficiency of refrigerating systems

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1 Verfahren zur Bewertung der Energeeffzenz von Kälteanlagen Prof. Dr.-Ing. Martn Becker, M.Sc. Thomas Köberle, Hochschule Bberach, Studenfeld Energe & Klma, Insttut für Gebäude- und Energesysteme (IGE), Fachgebet Gebäudeautomaton und Energemanagement Method to calculate the energy effcency of refrgeratng systems In many branches refrgeratng systems have a sgnfcant part of the total energy consumpton n buldngs. Even more surprsng s the fact that up to now the effcent operaton of refrgeraton systems s a subject that comparatvely does not have much attenton n practce. One reason for ths purpose s that there are no establshed and methodcally based methods avalable to calculate the energy effcency durng the ongong operaton of refrgeratng systems. Besdes energy effcent components and mproved concepts for refrgeratng plants a hgh qualty of measurng and control technology s the fundament for a relable and effcent plant operaton. Improved measurng and control technologes are the unavodable tools for a contnuous energy montorng and calculaton of the energy effcency durng operaton. However, up to now clear methods for measure and benchmark the energy effcency of refrgeratng systems durng operatng are mssng. Ths contrbuton focuses on these aspects. New effcency coeffcents are ntroduced whch descrbe the energy effcency of refrgeratng systems. Ths method s descrbed n detal n the new specfcaton paper VDMA part 7 Energy effcency of refrgeratng systems Control, energy management and effcent system management. In ths specfcaton references are gven n whch way the process measurng and control technology have to be planned, to create good condtons to desgn, buld and operate refrgeratng systems n an energy effcent way. Furthermore dfferent measurement concepts are presented. These concepts allow to measure energy effcency durng the operaton of refrgeraton systems. Frst experment results wth measurements at an expermental setup and dfferent refrgeratng plants based on ths method are presented. key words: energy effcency, refrgeratng systems, automaton, energy management,

2 1. Enletung und Motvaton Kälteanlagen tragen n velen Berechen zu enem ncht unerheblchen Antel am gesamten Energeverbauch von Gebäuden be. Be Supermärkten beträgt z.b. der Antel zwschen 50-60% am gesamten elektrschen Energeverbrauch. Laut ener Stude des DKV [1] haben Kälteanlagen enen Antel von 14% am gesamten elektrschen Endenergebedarf n Deutschland. Umso erstaunlcher st es, dass bsher das Thema enes energeeffzenten Betrebs von Kälteanlagen verglechswese kaum m Fokus steht, wenn es um Maßnahmen für en verbessertes Energemanagement geht. En Grund herfür st, dass be den n der Praxs überwegend mt Strom betrebenen Kaltdampfkompressonskälteanlagen der Energeverbrauch üblcherwese n den gesamten Stromverbrauch mt engeht und selten separat gemessen wrd. Des Weteren snd Kälteprozesse aufgrund des ntern ablaufenden Kältemttelkreslaufes mt den damt verbundenen Phasenübergängen (Verdampfen, Verflüssgen) recht komplex und mt velen sch gegensetg beenflussenden Wechselwrkungen behaftet. Schleßlch fnden sch n der Praxs de velfältgsten Kälteanlagenkonzepte für de bret gefächerten Anwendungsfelder (Industrekälte, Klmakälte, Gewerbekälte, Kühllager, Medznsche Geräte, ), de ene systematsche Betrachtung hnschtlch Verbesserung der Energeeffzenz mt ener verglechenden Bewertung (Benchmarkng) sowe ener optmerten Betrebsführung erschweren. Neben energeeffzenten Komponenten (z.b. Verdchter, Wärmeübertrager, Ventlatoren, Pumpen, ) und energetsch verbesserten Kälteanlagen-Konzepten st ene hochwertge MSR-Technk und Gesamtautomatserung de Bass für den zuverlässgen und energeeffzenten Anlagenbetreb. Erst der Ensatz hochwertger Steuerungs- und Regelungssysteme n Verbndung mt enem Energe-Montorng lefert de Transparenz m Anlagenbetreb und ermöglcht damt Energeensparungen durch systematsche Optmerungsmaßnahmen. Allerdngs fehlte es herbe bsher an Verfahren für spezfsche Energekenngrößen, mt denen de Energeeffzenz von Kälteanlagen m laufenden Betreb systematsch und methodsch gemessen und bewertet werden kann. Des glt sowohl für enzelne Komponenten (z.b. Verdchter, Wärmeaustauscher) als auch für de Kälteanlage aber nsbesondere auch für en kältetechnsches Gesamtsystem nkl. der damt verbundenen Energevertelung mt Kältespecher bs zur Nutzenübergab, d.h. de gesamte Kette aus Kälteerzeugung über de Kältevertelung bs hn zur Kältenutzung. Auf der anderen Sete können mt moderner Messtechnk sowe Informatons- und Kommunkatonssystemen spezfsche Energekenngrößen mmer kostengünstger und genauer gemessen werden und als berechnete Schlüssel-Kennzahlen (KPI- Key Performance Indcator, EPI - Energy Performance Indcator) für ene automatsche Auswertung herangezogen werden, sehe [2]. Ener endeutgen Verglechbarket von n deser Form ermttelten energetschen Kennzahlen als Benchmarkng-Größen stehen allerdngs dre wesentlche Hürden entgegen: De endeutge Bestmmung von Energeeffzenz-Kenngrößen (s. Abschntt 2.1) De endeutge Defnton des betrachteten Blanzraumes mt Festlegung von endeutgen Systemgrenzen (s. Abschntt 2.2.) De Festlegung endeutger und verbndlcher Messkonzepte (s. Abschntt 2.3) Auf dese Aspekte wrd m Folgenden näher engegangen. Detallertere Betrachtungen zur Rolle der Automatserung von Kälteanlagen sowe zu den prozesstechnschen Grundlagen zu den her vorgestellten systemschen Betrachtungen zur Bewertung der Energeeffzenz fnden sch n [3] - [7].

3 2. Methodk zur Bewertung der Energeeffzenz von Kälteanlagen 2. 1 Bestmmung von Energeeffzenz-Kenngrößen Neben der Struktur enes geegneten Automatserungskonzeptes steht und fällt en verbessertes Energemanagement mt der geegneten Erfassung und Auswertung von Daten. Auf Bass enes solchen gezelten Informatonsmanagements lassen sch Energeeffzenzgrößen ermtteln, mt denen Anlagen energetsch objektv bewertet und dese als Benchmarkng m Verglech zu Anlagen anderer Größe und Typ ns Verhältns gesetzt werden können. Velfach werden für Energeblanzerungen bzw. Bewertungen Energebedarfs- bzw. Energeverbrauchs-Kenngrößen herangezogen, we z.b. x kwh Endenerge pro m 2 Bezugsfläche und Jahr. Herzu zwe Bespele von Energeverbrauchs-Kenngrößen: Bem Autofahren nehmen wr z.b. als Verglechsgröße für den Energeverbrauch de Größe x Lter Benzn/Desel auf 100 km. Selbstverständlch wssen wr aus der praktschen Erfahrung, dass es m Snne enes Benchmarkngs nur Snn macht, verglechbare Autotypen (z.b. Mttelklassewagen, Sportwagen etc.) mt verglechbarem Baujahr mtenander zu verglechen. Be Gebäuden benutzen wr als Bezugsgröße für den Energeverbrauch üblcherwese de Angabe n x kwh/(m 2 BGF * a). Energeverbrauchs-Kenngrößen snd hlfrech, aber ncht ausrechend für ene Energeeffzenz-Bewertung, da neben der Angabe des Aufwandes auch der Nutzen berechnet werden muss. Energeeffzenz-Kenngrößen snd somt Kennzahlen we Wrkungsgrade, Lestungs- und Arbetszahlen, de das Verhältns von Nutzen zu Aufwand angeben. Be Kälteanlagen st der Nutzen de beretgestellte Nutzkältelestung bzw. Nutzkälteenerge für den zu kühlenden Prozess (z.b. Rechnerraum, Büroraum, Kühlraum, ). Der Nutzen, d.h. de Kältelestung bzw. energe st z.b. be ndrekten Kälteanlagen (z.b. Kaltwassernetz) über enen separaten Kältemengenzähler verglechswese enfach zu messen, wrd aber n der heutgen Praxs leder zu selten be der Planung und Ausführung berückschtgt. Be drektverdampfenden Systemen (z.b. VRV-Systemen) oder bem Übergang von wasser- auf luftgeführte Wärmeübertrager an der Nutzenübergabe besteht de Herausforderung n ener kostengünstgen und messtechnsch hnrechend genauen Messung der Nutzkältelestung z.b. über ndrekte Messverfahren. We lassen sch nun konkret Kälteanlagen hnschtlch hrer energetschen Effzenz m laufenden Betreb objektv und endeutg bewerten und mtenander m Snne enes Benchmarkngs verglechen? Welche Effzenz-Kenngrößen betrachten wr konkret be Kälteanlagen? De Lestungszahl des Verdchters, der Kältemaschne oder des gesamten Kältesystems (Kältemaschne nkl. Kältevertelung mt den Hlfsenergen we Pumpen, Ventlatoren usw.). D.h. der Wert der berechneten Kenngröße wrd je nach Defnton des Blanzraumes und der gewählten Systemgrenzen unterschedlch sen. Berückschtgt man zusätzlch den üblchen Tellast-Betreb ener Anlage st es snnvoller, statt ener Lestungskenngröße (z.b. auf Bass ener Lestungszahl) ene Arbetszahl über enen defnerten Zetraum (z.b. Tag, Woche, Monat, Jahr, Kühlperode) zu ermtteln, de de tatsächlchen Randbedngungen m realen dynamschen Anlagenbetreb berückschtgt. Dese Problematk wurde auch be der Erarbetung des neuen Enhetsblattes VDMA Tel 7 Energeeffzenz von Kälteanlagen Regelung, Energemanagement und optmerte Betrebsführung berückschtgt. Unter der Federführung der Fachabtelung Kälte- und Wärmepumpentechnk m VDMA wurde n Zusammenarbet mt Branchenverbänden, Betrebern, dem Handwerk, der Industre und wssenschaftlchen Insttuten der Arbetskres Energeeffzenz von Kälteanlagen engerchtet.

4 In mehreren Unterarbetskresen wurden mttlerwele verschedene Enhetsblätter erarbetet: VDMA Tel 1: Klmaschutzbetrag von Kälte- und Klmaanlagen Verbesserung der Energeeffzenz Vermnderung von trebhausrelevanten Emssonen, Januar 2010 VDMA Tel 2: Anforderungen an das Anlagenkonzept und de Komponenten, Entwurf, Jul 2010 VDMA Tel 3: Letfaden für ene Verbesserung der Energeeffzenz n Kühlhäusern, März 2010 VDMA Tel 4: Supermärkte, Gewerbekälte, Kühlmöbel, Entwurf, Jul 2010 VDMA Tel 5: Industrekälte, Entwurf, Jul 2010 VDMA Tel 6: Klmakälte, Entwurf, Jul 2010 VDMA Tel 7: Regelung, Energemanagement und effzente Betrebsführung, Entwurf, Jul 2010 VDMA Tel 8: Komponenten - Wärmeübertrager, Entwurf, Jul 2010 Detallertere Informatonen zu den enzelnen Telen der VDMA fnden sch unter [8]. Im Folgenden wrd auf den Tel 7: Regelung, Energemanagement und effzente Betrebsführung Bezug genommen, n den de Betrachtungen von endeutgen Energeeffzenz-Kenngrößen, Wahl der Blanzgrenzen und Vorschläge für drekte und ndrekte Messkonzepte engeflossen snd. Neben Empfehlungen zur verbesserten Regelung und Betrebsführung, werden Hnwese zur Festlegung der Blanzgrenzen für ene energetsche Bewertung m Anlagenbetreb gegeben. Schleßlch wrd de Bedeutung von Energe-Montorng aufgezegt und es werden Vorschläge für Messkonzepte zur Bewertung von Kälteanlagen mttels Energeeffzenz-Kennzahlen m laufenden Anlagenbetreb vorgestellt. Auf de beden Aspekte Wahl der Blanzgrenze und Art der Messverfahren wrd m Weteren näher engegangen. 2.2 Defnton des Blanzraumes mt Festlegung endeutger Systemgrenzen Wchtg für de energetsche Bewertung von Energesystemen st ene endeutge und transparente Festlegung der Systemgrenzen und des Blanzraumes. Um gemessene energetsche Kenngrößen endeutg enem bestmmten Blanzraum zuordnen zu können, bedarf es deren endeutgen Bezechnung. In Anlehnung an de Rchtlne VDI 2067-Tel 6, de sch mt Wärmepumpenanlagen beschäftgt, wrd für ene Systemabgrenzung ene Termnologe nach Bld 1 engeführt. Kälteanlagen-Gesamtsystem (KAS) Kältemaschne (KM) Kälteanlage (KA) Abwärmesenke (AWS) nkl. Specher ( Warm ) Kältekreslauf mt Verdchter, Wärmeübertrager, Zusatzenrchtungen we Ölsumpfhezung Regelung usw. Hydraulk nkl. Specher Kalt Kältenutzungsanlage (KNA) Bld 1: Systembld für de Kennzechnung des Anlagenumfangs ener Kältemaschne (KM), Kälteanlage (KA) und enes Kälteanlagen-Gesamtsystems (KAS), n Anlehnung an VDI 2067, [9] Der Energefluss von der Kälteerzeugung über de Kältevertelung zur Kältenutzung st n Bld 2 dargestellt. Ausgehend von der beretgestellten Erzeuger-Nutzkälteabgabe Q o,ab der Kälteanlage steht abzüglch der auftretenden Verluste (Specherverluste, Vertelverluste) de für de Kälteanwendung nutzbare Nutz-Kälteenerge Q o,nutz an der Kälteübergabe zur Verfügung. Als Aufwand müssen enersets de elektr. Energe für de Kältemaschne bzw. das Kälteaggregat als auch alle Energen für de Hlfsaggregate aufgebracht werden. Entschedend für de energetsche Bewertung der kältetechnschen Gesamtanlage st de Festlegung der Systemgrenze zur Blanzerung von Nutzen zu Aufwand.

5 Bld 2: Darstellung des Energeflusses von der Kälte-Erzeugung über de Kälte-Vertelung zur Kälte-Nutzung [6] 2.3 Enführung neuer Energeeffzenz-Kennzahlen TEER und TEPF sowe Festlegung von Messkonzepten Für de energetsche Bewertung von Kältemaschnen bzw. Wärmepumpen werden - telwese baserend auf verschedenen Normen oder Rchtlnen - leder mehrere, zum Tel unterschedlche, aber auch zum Tel mehrfach verwendete energetsche Kenngrößen verwendet, was n der Praxs häufg zur Verwrrung und Verwechslung führt. Bespele für energetsche Kenngrößen snd: Lestungskenngrößen (Verhältns Nutzlestung zur aufgenommenen Lestung): Kältelestungszahl K (Carnot, effektv, sentrop, nnere, äußere) Gütegrad (Carnot, sentrop, real) Wrkungsgrad (mechansch, elektrsch) COP (Coeffcent of Performance) EER (Energy Effcency Rato) ESEER (European Seasonal Energy Effcent Rato) IPLV (Integrated Part Load Value) Energe-Kenngrößen (Verhältns Nutzenerge zu aufgenommener Energe): Jahresarbetszahl JAZ bzw. Seasonal Performance Faktor SPF Nähere Erläuterungen zu desen Kennzahlen fnden sch z.b. n [6]. Aufgrund der Problematk der unterschedlchen Benennung von bestehenden Energeeffzenz-Kennzahlen werden neue Effzenz-Kennzahlen vorgeschlagen, mt denen Kältemaschnen, aber auch komplette Kälteanlagen-Gesamtsysteme (KAS) m laufenden Betreb hnschtlch hrer Energeeffzenz endeutg bewertet werden können. Wchtg herbe st es, dass es sch herbe ncht um Kenngrößen handelt, de nur unter Labor- bzw. Prüfbedngungen ermttelt werden können, sondern dass dese Kenngrößen m praktschen Betreb an realen Anlagen kontnuerlch gemessen werden können. In Analoge zur Betrachtung be Wärmepumpen mt der Lestungszahl COP als lestungsbezogene

6 Kenngröße und der Jahresarbetszahl SPF als energetsche Kenngröße werden m Folgenden sowohl ene lestungsbezogene als auch ene energebezogene Kenngröße für kältetechnsche Systeme engeführt. De lestungsbezogene Kenngröße TEER (Total Energy Effcency Rato) wrd defnert als das Verhältns von Nutz-Kältelestung zur Summe der aufgenommenen elektrschen Lestungen gemäß: Q 0, Nutz TEER (1) Pel, De Größe TEER st ene Lestungszahl und erlaubt somt ene kontnuerlche Momentanbewertung des Gesamtsystems. De energebezogene Kenngröße TEPF (Total Energy Performance Factor) st als Verhältns der Kälteenerge zu dem erforderlchen Energeaufwand defnert: TEPF Q 0, Nutz P el, * t * t ( t 2 t1 De Größe TEPF st somt ene Arbetszahl, wobe als Zetperode en Tag, ene Woche, en Monat, en Jahr oder z.b. de Kühlperode gewählt werden kann. Da mt deser Größe alle elektrschen Energen nkl. der Hlfsenergen erfasst werden und mt der beretgestellten Nutz-Kälteenerge ns Verhältns gesetzt werden, st mt dem TEPF somt ene Effzenzbewertung ener Kältemaschne (KM) oder enes kompletten Kälteanlagen- Gesamtsystems (KAS) m laufenden Betreb möglch. Grundsätzlch snd bede Kenngrößen be jedem Kälteanlagen-System messtechnsch erfassbar. Das Messkonzept erfordert ene kontnuerlche Überwachung und Aufzechnung der relevanten Betrebs- und Energeparameter. Es st angelehnt an de DIN EN [10] und seht we folgt aus: Kontnuerlche drekte Messung der elektrschen Lestungen aller Aggregate (nkl. der Hlfskomponenten) mt dgtalen bzw. auslesbaren Elektrozählern Kontnuerlche drekte Messung der Nutz-Kältelestung mt Hlfe enes Kältemengenzählers (oder separat Vor-/Rücklauftemperatur und Massenstrom) als externes Verfahren oder alternatv Indrekte Messung über en Kältemttelblanzverfahren (nternes Verfahren), z.b. mttels Messung von Temperaturen und Drücken und unter Berückschtgung des gewählten Kältemttels und der Verdchter-Lestungskennlne Heraus Ermttlung der Lestungszahl TEER sowe Arbetszahl TEPF nach Glechung (1) bzw. (2) über den festzulegenden Zetraum (z.b. Kühlperode) Wünschenswert st es, dass auf deser Bass zukünftg Mndeststandards an Kälteanlagen verbndlch vorgegeben werden, damt Kälteanlagen ab ener bestmmten Größe ständg energetsch überwacht und blanzert werden können und somt auch de Bass für ene kontnuerlche Onlne-Betrebsoptmerung geschaffen wrd. Q t 2 t1 0, Nutz P el, dt dt ) (2) 4. Expermentelle Untersuchungen Im Folgenden werden erste Ergebnsse nach der zuvor vorgestellten Methodk anhand enes kompakten Kaltwassersatzes an der Hochschule Bberach und anhand ener Anwendung für de Kühlung enes Rechenzentrums mttels Kaltwassernetz vorgestellt. Für moble Messungen an bestehenden Anlagen wurde zudem an der Hochschule Bberach das auf dese Aufgabenstellung zugeschnttene Messsystem cool.box mt der zugeschnttenen Software cool.check entwckelt.

7 4.1 Kälteversorgungssystem für en Rechenzentrum Be deser Anlage handelt es sch um enen Kaltwassersatz, der zur Kühlung enes Rechenzentrums genutzt wrd. Der Aufbau der Anlage st n Abbldung 3 schematsch dargestellt. Der Kaltwassersatz wrd über enen Nasskühlturm auf dem Dach des Gebäudes gekühlt. Über das Kaltwassernetz werden de unterschedlchen Verbraucher versorgt. Das gesamte System war be Begnn der Messung schon längere Zet n Betreb und telwese mt Messtechnk ausgerüstet. Da der Anlagenbetreb ncht unterbrochen werden konnte, wurde für de Effzenzbewertung kene wetere Messtechnk nstallert. Aus desem Grund konnte das gesamte kältetechnsche System ncht komplett bewertet werden. Velmehr mussten der Specher und de Umluftkühler be der Betrachtung ausgeklammert werden, was mt dem Blanzraum 3 n Bld 3 dargestellt st. Der Blanzraum 2 umfasst de Kälteanlage, der Blanzraum 1 de Kältemaschne. Bld 3: Anlagenüberscht mt den defnerten Blanzräumen für Kältemaschne (Blanzraum 1), Kälteanlage (Blanzraum 2) und kältetechnsches Gesamtsystem (Blanzraum 3) Für de n Bld 3 gezegten Blanzräume wurde ene Bewertung der Effzenz nach den Kenngrößen von Abschntt 2.3 vorgenommen. In Bld 4 snd de Lestungszahlen TEER und Arbetszahlen TEPF über enen Zetraum von enem Monat für de jewelgen Blanzräume dargestellt. De höchste Lestungszahl mt dem Wert 4,0 west erwartungsgemäß de Kältemaschne auf, da nnerhalb deser Blanzgrenze (Blanzraum 1) de wengsten elektrschen Verbraucher legen. Mt der Erweterung des Blanzraums snkt zwangsläufg de Lestungszahl. Für das Gesamtsystem (Blanzraum 3) wurde ene Lestungszahl von 3,4 ermttelt, de somt 0,6 Punkte unter der der Kältemaschne legt. De Arbetszahlen legen alle deutlch unter den Lestungszahlen der jewelgen Blanzräume. Des st auf de Standby- Verbraucher we Schaltschränke und kontnuerlch betrebenen Pumpen zurückzuführen. 4 3,5 3 3,3 4 3,6 3,4 2,5 2 2,9 2,7 1,5 1 0,5 0 Lestungszahl TEER Kältemaschne Br.1 Kälteanlage Br.2 Kältesystem Br.3 Arbetszahl TEPF Bld 4: Ergebnsse Anwendungsbespel 1: Lestungszahlen (TEER) und Arbetszahlen (TEPF) für de Blanzräume Kältemaschne, Kälteanlage und Kältesystem

8 4.2 Labor-Kältemaschne an der Hochschule Bberach De Labor-Kältemaschne der Hochschule Bberach st en Kaltwassersatz der Frma Dakn. De Anlage wurde ebenfalls nach obger Methode vermessen und bewertet. De Blanzräume wurden we n Bld 5 dargestellt gewählt. Auch be deser Anlage werden aus anlagen- und messtechnschen Gründen zurzet de Specherverluste und de Übergabe an den Nutzer ncht mt blanzert. Bld 5: Schematsche Darstellung der vermessenen Anlagen mt den unterschedlchen Blanzräumen De Lestungszahl TEER der Kältemaschne (T 0 = 7 C; T c = 40 C) gemäß Blanzraum 1 legt be 4,4. Mt den jewelgen Erweterungen der Blanzräume snkt de Lestungszahl auf 4 bzw. 3,7. Da noch kene Langzetmessungen an der Anlage durchgeführt wurden, mussten für de Berechnung der zugehörgen Arbetszahlen Annahmen getroffen werden. Es wurde angenommen, dass de Anlage mmer m glechen Anlagenzustand bezogen auf T 0 und T c betreben wrd und de Anlagenlaufzet sch auf 4 Stunden pro Tag beschränkt. Unter desen Voraussetzungen ergbt sch ene Arbetszahl von 4,2 bzw. 3,8 für de Blanzräume der Kältemaschne bzw. Kälteanlage. Da de Kaltwasserpumpe m Standbybetreb der Anlage kontnuerlch betreben wrd, snkt de Arbetszahl des Kältesystems deutlch unter de zugehörge Lestungszahl. Deser Effekt könnte durch ene effzentere Pumpe bzw. ntellgentere Steuerung deutlch abgeschwächt werden. 4,5 4 3,5 3 4,2 4,4 3,8 4 3,7 2,5 2 1,5 2,5 1 0,5 0 Lestungszahl TEER Kältemaschne Br.1 Kälteanlage Br.2 Kältesystem Br.3 Arbetszahl TEPF Bld 6: Ergebnsse Anwendungsbespel 2: Lestungszahlen TEER und Arbetszahlen TEPF für de Blanzräume Kältemaschne, Kälteanlage und Kältesystem

9 4.3 Mobles Messsystem cool.box und Software cool.check Im heutgen Anlagen-Bestand snd nur de wengsten Kälteanlagen berets mt der geegneten Messtechnk ausgerüstet, um ene Bewertung nach dem her vorgestellten Verfahren gemäß Enhetsblatt VDMA Tel 7 vornehmen zu können. Vor allem Klenkälteanlagen verfügen n den seltensten Fällen über de passende Messtechnk. Um dese Anlagen trotzdem bewerten zu können, beten sch moble Messenrchtungen an, de für temporäre Messungen nstallert werden können. Aus desem Grund wurde an der Hochschule Bberach en mobles Messsystem, de cool.box mt der Software cool.check für de automatsche Datenvsualserung und -auswertung entwckelt, mt der es möglch st, belebge Kälteanlagen nach der vorgestellten Methodk zu messen und zu bewerten. An das Messsystem können bs zu 16 Temperaturfühler, 6 Druckaufnehmer und ver 3- Phasen-Lestungsmesser angeschossen werden. Damt können alle Wärmeübertrager vermessen, de Drücke n der Anlage aufgezechnet und alle wchtgen elektrschen Verbraucher enzeln aufgenommen werden. Zusätzlch können Analogsgnale von z.b. Kältemengenzählern aufgeschaltet werden. De Messergebnsse werden automatsch aufberetet und dem Nutzer auf enem Touchscreen angezegt. De Software cool.check ermöglcht enen schnellen Überblck über de Energe-Kennnzahlen. De Messdaten werden aber auch so aufberetet, dass Personen mt enem teferen kältetechnschen Wssen aussagekräftge Informatonen über den aktuellen Betrebszustand der Anlage erhalten. Bld 7 zegt de cool.box, wobe n de Obersete en Touchscreen engelassen st, auf dem de Benutzeroberfläche von cool.check läuft, mt der de Messwerte angezegt werden. Bld 7: Messsystem cool.box und Bespel Vsualserung mttels Software cool.check 5. Zusammenfassung und Ausblck Aufgrund der mmer weter stegenden Energekosten und dem zunehmenden Bewusstsen hnschtlch Umweltschutz und enem aktven Klmaschutz kommt enem energeeffzenten und umweltschonenden Betreb von Kälteanlagen ene mmer wchtgere Bedeutung zu. Um Kälteanlagen bzw. kältetechnsche Gesamtsysteme hnschtlch Energeeffzenz möglchst objektv und verglechend m Snne enes Benchmarkngs bewerten zu können, werden passende Energeeffzenz-Kenngrößen benötgt, de auch m praktschen Betreb von Kälteanlagen kontnuerlch erfasst, berechnet und ausgewertet werden können.

10 Dazu st es erforderlch, endeutge Blanzgrenzen für ene energetsche Bewertung von Komponenten, Anlagen oder ganze Anlagen-Systeme festzulegen, damt be verglechenden Gegenüberstellungen aussagekräftge Ergebnsse für en Benchmarkng erzelt werden können. Ausgehend von der Vorgabe geegneter Blanzräume und Systemgrenzen wurden neue Energeeffzenz-Kenngrößen TEER und TEPF vorgestellt, de sowohl auf Bass von Lestungsgrößen, als auch auf Bass von Energegrößen ene Aussage über de Energeeffzenz von Kälteanlagen-Systemen m Snne ener Nutzen zu Aufwand- Betrachtung ermöglchen. Dese Kenngrößen haben den Vortel, dass Se m praktschen Betreb kontnuerlch berechnet werden können. An der Hochschule Bberach wurde dazu das moble Messsystem cool.box entwckelt, mt dem flexble Messungen an bestehenden Anlagen durchgeführt werden können. De vorgestellten Bespele auf Bass expermenteller Untersuchungen zegen de grundsätzlche Tauglchket des Verfahrens und öffnen den Blckwnkel für zelgerchtete Weterentwcklungen. So erschent es z.b. auf Bass der energetschen Kenngröße Arbetszahl TEPF snnvoll Mndestwerte an de energetsche Effzenz von Kälteanlagen zu defneren, de dann m praktschen Betreb von Kälteanlagen durch ständges Montorng überwacht und überprüft werden können. Des hat enen doppelten Nutzen: Enersets können durch en verbessertes Energemanagement de laufenden Betrebskosten reduzert werden und andersets lefert dese Vorgehenswese enen ncht unerheblchen Betrag zum Umweltschutz und damt enem aktven Klmaschutz. Herzu müssen allerdngs noch umfangreche wetere Voruntersuchungen und Feldmessungen durchgeführt werden, um Erfahrungswerte mt den heute n der Praxs erzelbaren Arbetszahlen von Kälteanlagen- Systemen zu erhalten. Langfrstges Zel sollte es sen, dass der Betreber ene enfache Möglchket erhält, de Energeeffzenz sener Kälteversorgung über en Energeeffzenz- Cockpt oder ene Energe-Ampel angezegt zu bekommen. Lteratur [1] Energebedarf für de technsche Erzeugung von Kälte. DKV Statusbercht Nr.22, Jun 2002 [2] DIN EN 16001: Energemanagementsysteme Anforderungen mt Anletung zur Anwendung, Entwurf, Beuth-Verlag, März 2008 [3] Becker, M.: Automatserung kältetechnscher Anlagen auf Bass der mathematschen Modellerung des Gesamtsystems. Dssertaton, Unverstät Kaserslautern, Fortschrtt- Berchte VDI, Rehe 19, Nr. 86, VDI-Verlag, Düsseldorf [4] Dehl, A: En modulares Konzept zur ganzhetlchen Automatserung lestungsgeregelter Kompressonskälteanlagen, Shaker-Verlag, 2003 [5] Becker, M.: Energeeffzenz n der Kältetechnk durch adäquaten Ensatz von Automatserungstechnk, DKV-Tagungsband 2005, Band IV, S [6] Becker, M.: Energetsche Bewertung von Kälteanlagen und optmerte Betrebsführung von Kälteanlagen aus automatserungstechnscher Scht, Tagungsband Bd. II, DKV- Tagung Ulm, November 2008 [7] Becker, M.: Kap. 13 Anwendungen: Regelung von Kälteanlagen, In: Regelungs- und Steuerungstechnk n der Versorgungstechnk, VDE-Verlag, 6. Auflage 2010, S [8] Enhetsblätter VDMA 24247: Energeeffzenz von Kälteanlagen. [9] VDI-Rchtlne 2067 Tel 6: Berechnung der Kosten von Wärmeversorgungsanlagen Wärmepumpen, Beuth-Verlag, Sept [10] DIN EN 15450: Hezungsanlagen n Gebäuden Planung von Hezungsanlagen mt Wärmepumpen, Beuth-Verlag, Dez. 2007

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