Diese Arbeit zeigt energetisch sinnvolle Maßnahmen für Tiefkühllagerhäuser auf, die wirtschaftlich darstellbar sind. Dabei wird zunächst die ökologische und ökonomische Bedeutung der Tiefkühllogistikbranche in der Bundesrepublik Deutschland beschrieben. Anschließend wird dargestellt, wie die Gebäudestruktur und –form den betrieblichen Anforderungen folgt und welche Randbedingungen für das Lagergut gelten.
Im nächsten Abschnitt werden typische Verbrauchswerte anhand von Daten, die während der vergangenen 12 Jahre an 18 Standorten aufgezeichnet wurden, ermittelt und analysiert. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird das „Standard-Tiekühllagerhaus“ für weitere Untersuchungen definiert. Die Gebäudehülle wird im ersten Kapitel des Hauptteils dieser Arbeit näher betrachtet.
Im zweiten Kapitel des Hauptteils werden sogenannte Unterfrierschutzheizungen, die unterhalb der Bodenplatte das Gefrieren des Bodens verhindern, betrachtet. Energieeinsparpotentiale durch verschiedene Ausführungsvarianten werden verglichen. Außerdem wird untersucht, welche Maß-nahmen notwendig sind, um dieses Bauteil gänzlich zu streichen.
Sehr sensible Bauteile stellen die Tore, über die der Warenumschlag abgewickelt wird, dar. Zu diesem Thema werden aktuelle, technische Entwicklungen vorgestellt und untersucht.
Der eigentliche Warenübergang vom LKW in das Tiefkühllager und umgekehrt wird im darauffolgenden Kapitel: Be- und Entladung analysiert. Das fünfte Kapitel behandelt sogenannte Türrahmenheizungen. Es wird geprüft, inwiefern eine Bedarfsgesteuerte Taktung der Heizbänder wirtschaftlich darstellbar ist. Das Kapitel schließt mit einem Vergleich der Investitionskosten für unterschiedliche Kälte-anlagen. Das achte Kapitel stellt die alternative Energiebereitstellung mit Erdgas als Primärenergieträger vor. Dabei wird ein Blockheizkraftwerk mit zwei unterschiedlichen Kälteanlagen kombiniert und die jeweiligen Lebenszykluskosten mit dem konservativen Betrieb einer Kompressionskältemaschine verglichen.
In dem vorletzten Kapitel, wird kurz auf die heute in der Tiefkühlbranche sehr verbreitete Strombeschaffung an der Strombörse eingegangen. Abschließend werden alle Erkenntnisse in einem Gebäudeentwurf zusammengefasst.
Inhaltsverzeichnis
A. EINLEITUNG
B. KENNGRÖßEN TK‐LAGER
C. SCHWACHSTELLENANALYSE/OPTIMIERUNG
1. GEBÄUDEHÜLLE
Materialien und Bauteilaufbauten
Gebäudeform und Ausrichtung
2. UNTERFRIERSCHUTZHEIZUNG
3. TORSYSTEME
4. BE‐ UND ENTLADUNG
5. TÜRRAHMENHEIZUNG
6. BELEUCHTUNG
7. KÄLTEANLAGE
Verdichter
Verdampfer
Verflüssiger
Kältemittel
Kaskaden
8. ENERGIEURSPRUNG
9. ENERGIEBESCHAFFUNG
10. DAS PERFEKTE TK‐LAGER
D. FAZIT
Zielsetzung & Themen
Diese Masterarbeit zielt darauf ab, energetisch sinnvolle und gleichzeitig wirtschaftlich darstellbare Optimierungsmaßnahmen für Tiefkühllagerhäuser aufzuzeigen, um den Energieverbrauch signifikant zu senken und die Betriebseffizienz zu steigern.
- Analyse des Energieverbrauchs in der Tiefkühllogistik
- Optimierung von Gebäudehülle und Kältetechnik
- Technologien zur Minimierung von Wärmeeinträgen durch Tore
- Bewertung alternativer Energiebereitstellungsmodelle (BHKW, Absorptionskälte)
- Entwurf eines energetisch optimierten Tiefkühllagers
Auszug aus dem Buch
1. Gebäudehülle
Die wichtigsten Einflussgrößen auf die Wärmelast durch Transmission sind im Energie-Leitfaden des VDKL aufgeführt[9]:
Wärmeleitfähigkeit des Dämmmaterials
Dämmschichtdicke
Reflexionsgrad der Oberfläche
Qualität der Bauausführung
Temperaturdifferenz zwischen Kühlraum und Umgebung
Alterungsbeständigkeit des Dämmmaterials
Sperrwert der Dampfsperre
Diese Einflussgrößen werden im Folgenden teilweise untersucht und teilweise ergänzt.
Zusammenfassung der Kapitel
A. EINLEITUNG: Einführung in die ökonomische und ökologische Bedeutung der Tiefkühllogistik sowie Definition der Zielsetzung der Arbeit.
B. KENNGRÖßEN TK‐LAGER: Darstellung der Marktsituation und Definition des „Standard-Tiefkühllagerhauses“ zur weiteren Analyse.
C. SCHWACHSTELLENANALYSE/OPTIMIERUNG: Detaillierte Untersuchung energetischer Schwachstellen, von der Gebäudehülle bis zur Kälteanlage, inklusive Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen.
1. GEBÄUDEHÜLLE: Analyse der Dämmstandards, der Gebäudeform und deren Einfluss auf den Wärmeeintrag.
2. UNTERFRIERSCHUTZHEIZUNG: Vergleich verschiedener Heizsysteme zum Schutz des Bodens vor Einfrieren.
3. TORSYSTEME: Untersuchung der Energieverluste durch Toröffnungen und technische Ansätze zu deren Reduktion.
4. BE‐ UND ENTLADUNG: Analyse des Warenübergangsprozesses und Potenziale durch neue Be- und Entladetechnologien.
5. TÜRRAHMENHEIZUNG: Prüfung der Energieeffizienz von Heizbändern zur Vermeidung von Vereisungen.
6. BELEUCHTUNG: Gegenüberstellung von konventionellen Leuchtmitteln mit moderner LED-Technik.
7. KÄLTEANLAGE: Untersuchung der Komponenten der Kälteanlage (Verdichter, Verdampfer, Verflüssiger) und deren Einfluss auf den COP.
8. ENERGIEURSPRUNG: Vorstellung alternativer Energiebereitstellungsmodelle mittels Erdgas-Blockheizkraftwerken.
9. ENERGIEBESCHAFFUNG: Erläuterung der Strommarktstrukturen und Möglichkeiten zur flexiblen Laststeuerung.
10. DAS PERFEKTE TK‐LAGER: Synthese der entwickelten Optimierungsansätze in einem Gebäudeentwurf.
D. FAZIT: Zusammenfassende Bewertung der energetischen Einsparpotenziale und wirtschaftlichen Vorteile der vorgeschlagenen Maßnahmen.
Schlüsselwörter
Tiefkühllager, Energieeffizienz, Kältetechnik, Transmission, Wärmeeintrag, BHKW, Absorptionskältemaschine, LED-Beleuchtung, Unterfrierschutzheizung, Toröffnungen, COP, Energieverbrauch, Wirtschaftlichkeitsanalyse, Tiefkühllogistik, Nachhaltigkeit
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Masterarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht energetische Optimierungsansätze für Tiefkühllagerhäuser, um Betriebskosten zu senken und die Energieeffizienz zu steigern, ohne die Anforderungen an das Lagergut zu verletzen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Analyse?
Die Arbeit deckt das gesamte Gebäude inklusive Hülle, Kälteanlage, Beleuchtung, Tor- und Verladetechnik sowie alternative Energiebeschaffungsstrategien ab.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Hauptziel ist es, energetisch sinnvolle Maßnahmen zu identifizieren, die über die gesamte Lebensdauer wirtschaftlich darstellbar sind.
Welche wissenschaftliche Methode wird primär verwendet?
Es werden Bestandsdaten analysiert, theoretische Grundlagen der Thermodynamik angewandt und Wirtschaftlichkeitsberechnungen für verschiedene technische Szenarien durchgeführt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine Schwachstellenanalyse der einzelnen Bauteile und Anlagen, deren Optimierungspotenziale und die Bewertung alternativer Energiekonzepte.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den Kernbegriffen gehören Tiefkühllager, Energieeffizienz, Kältetechnik, BHKW, Optimierung und Wirtschaftlichkeit.
Warum spielt die Unterfrierschutzheizung eine so kontroverse Rolle?
Sie ist energetisch fragwürdig, da sie dem Boden Wärme zuführt, die das Kältesystem zuvor mühsam abgeführt hat; dennoch ist sie für die Statik bei bestimmten Dämmstärken technisch schwer ersetzbar.
Wie kann der Wärmeeintrag durch Tore effektiv reduziert werden?
Durch optimierte Öffnungszeiten, den Einsatz von Schnelllauftoren, Luftschleieranlagen oder dedizierten Schleusensystemen für den Paletten- und LKW-Umschlag.
Ist der Einsatz eines Blockheizkraftwerks (BHKW) immer wirtschaftlich?
Das hängt stark von den Randbedingungen ab, wie die Arbeit durch verschiedene Szenarien belegt; die Kombination mit einer Kompressionskälteanlage ist nach 10 Jahren oft die wirtschaftlichste Lösung.
- Citar trabajo
- Lukas Eckhardt (Autor), 2014, Energetische Optimierungsansätze für Tiefkühllagerhäuser, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/953428
