Wie verbessert man die Beleuchtung in einem Kühlraum?

Welche Anforderungen stellt ein Kühl- oder Gefrierraum an die Beleuchtung?

Nicht jede Leuchte ist den Bedingungen in einem Tiefkühllager gewachsen. Die Anforderungen sind streng: zuverlässige Funktion bei Temperaturen bis zu -30 °C oder niedriger, Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Kondensation, mechanische Robustheit sowie ausreichende Lichtleistung, auch wenn es draußen eiskalt ist. Darüber hinaus spielt der Energieverbrauch eine große Rolle, da die Beleuchtung im Tiefkühllager kontinuierlich oder intensiv betrieben wird.

Konkret bedeutet dies, dass Kühlzellenbeleuchtung muss einer Kombination von Anforderungen entsprechen:

Tiefkühl- und Kühlhäuser sind Umgebungen, in denen die Beleuchtung einen direkten Einfluss auf die Sicherheit der Mitarbeiter und die Effizienz der logistischen Abläufe hat. Eine unzureichende oder unzuverlässige Beleuchtung erhöht das Risiko von Unfällen und Fehlern bei der Kommissionierung oder der Bearbeitung von Produkten.

Warum fällt Standard-LED-Beleuchtung in Kühlräumen aus?

Das Problem liegt im Treiber. Das elektronische Netzteil einer Standard-LED-Leuchte ist schlichtweg nicht für niedrige Temperaturen ausgelegt. Bei Temperaturen unter -20 °C können Kondensatoren und andere Komponenten im Treiber ausfallen oder erhebliche Leistungseinbußen erleiden. Auch die Lichtleistung nimmt bei Leuchten ohne Kälteoptimierung ab.

Es gibt mehrere Faktoren, die zu diesem Problem beitragen. Erstens weisen die meisten Standard-LED-Treiber eine Mindestbetriebstemperatur von -20 °C oder sogar -10 °C auf. Sobald die Umgebungstemperatur darunter fällt, kann der Treiber nicht mehr ordnungsgemäß starten oder stabil bleiben. Zweitens führt Kondenswasserbildung zu Feuchtigkeitseintritt, wenn die Leuchte nicht ordnungsgemäß abgedichtet ist, was zu Kurzschlüssen oder Korrosion der Kontakte führt.

Ein weiteres unterschätztes Problem ist der Temperaturschock. Wenn ein Gefrierraum geöffnet wird und warme, feuchte Luft hineinströmt, kommt es zu einem plötzlichen Temperaturwechsel. Leuchten, die nicht speziell für diese Situation ausgelegt sind, können durch wiederholte Temperaturschocks mechanisch versagen. Nur Beleuchtung für Klimakammern und Tiefkühllager wurden so gebaut, dass sie diesen Bedingungen standhalten.

Welche IP-Schutzart ist für die Beleuchtung in Kühlräumen erforderlich?

Für die Beleuchtung von Kühlzellen ist mindestens IP65 erforderlich. Dieses Schutzniveau garantiert einen vollständigen Schutz gegen das Eindringen von Staub und Schutz gegen Strahlwasser aus allen Richtungen. In Umgebungen, in denen regelmäßig mit Hochdruckreinigern gereinigt wird, ist IP66 oder IP67 zu empfehlen.

Die IP-Schutzart besteht aus zwei Ziffern: Die erste gibt den Schutz vor Festpartikeln an, die zweite den Schutz vor Wasser. IP65 bedeutet staubdicht und geschützt gegen Strahlwasser; IP67 umfasst zusätzlich das Eintauchen in eine Tiefe von bis zu einem Meter für 30 Minuten. Für Tiefkühllager, die intensiv gereinigt werden, ist IP66 oder höher die sicherste Wahl.

Neben der IP-Schutzklasse ist auch die IK-Schutzklasse von Bedeutung. Diese gibt die mechanische Schlagfestigkeit an. In Umgebungen mit Gabelstaplern, Palettenhubwagen oder anderen Fahrzeugen wird mindestens IK08 (fünf Joule) empfohlen, bei stärkerer Beanspruchung IK10 (zwanzig Joule). Weitere Informationen darüber, was diese Schutzklassen in der Praxis bedeuten, finden Sie auf der Seite über IP- und IK-Bewertungen.

Wie wählt man die richtige Leuchte für ein Tiefkühllager aus?

Die richtige Wahl hängt von mehreren Faktoren ab: der Raumhöhe, der gewünschten Beleuchtungsstärke auf Arbeitsflächenhöhe (ausgedrückt in Lux), der Lichtverteilung der Leuchte und der Anordnung der Lagerflächen. Für Gänge mit Regalen benötigen Sie eine andere Lichtverteilung als für offene Flächen.

Ein praktischer Ansatz funktioniert wie folgt:

Schritt	Was Sie festlegen
Bestimmen Sie die erforderliche Beleuchtungsstärke.	Für Tiefkühllager, in denen aktive Tätigkeiten stattfinden, gelten in der Regel mindestens 200 bis 300 Lux auf Arbeitsbodenhöhe. Bei Präzisionsarbeiten oder Qualitätskontrollen können 500 Lux erforderlich sein.
Messen Sie die Deckenhöhe.	Bei niedrigen Decken (bis zu 4 Metern) reichen Paneele oder Flachstrahler aus; in höheren Räumen sind Highbay-Leuchten mit engem Lichtkegel effizienter.
Legen Sie die Lichtfarbe fest.	In Tiefkühllagern ist eine Farbtemperatur von 4000 K (neutralweiß) bis 5000 K (kaltweiß) üblich. Dies verbessert die Sichtbarkeit und macht Farbunterschiede bei den Produkten besser erkennbar.
Bitte überprüfen Sie die Temperaturangaben der Leuchte.	Stellen Sie sicher, dass die Mindestbetriebstemperatur der niedrigsten Temperatur im Raum entspricht, einschließlich einer Sicherheitsmarge.
Fordern Sie eine Beleuchtungsberechnung an.	Eine Simulation in einer Beleuchtungssoftware zeigt im Voraus die Lichtverteilung und verhindert eine Über- oder Unterdimensionierung.

Ein guter Lichtberatung nach Maß berücksichtigt all diese Faktoren und verhindert kostspielige Fehler bei der Installation.

Welche Vorteile bietet LED-Beleuchtung in Kühlräumen gegenüber Leuchtstoffröhren?

In nahezu allen relevanten Punkten ist LED der Leuchtstoffröhre überlegen: geringerer Energieverbrauch, längere Lebensdauer, sofortige volle Lichtleistung beim Einschalten und bessere Leistung bei niedrigen Temperaturen. Leuchtstoffröhren benötigen eine Aufwärmzeit und verlieren bei Minustemperaturen erheblich an Lichtleistung.

Leuchtstoffröhren enthalten Quecksilber und erzeugen Licht mithilfe einer Gasentladung. Dieser Prozess verläuft mit sinkender Temperatur immer weniger effizient. Bei -20 °C kann eine Standard-Leuchtstoffröhre nur noch einen Bruchteil ihrer Nennlichtleistung liefern. Die LED-Technologie basiert auf Halbleitern und ist – sofern sie für niedrige Temperaturen korrekt ausgelegt ist – weitaus weniger anfällig für Umgebungstemperaturen.

Weitere Vorteile von LED-Beleuchtung für Tiefkühllager:

• Keine Aufwärmzeit: Der 100 % leuchtet sofort nach dem Einschalten, auch bei -30 °C
• Geringerer Energieverbrauch: in der Regel 50 bis 70 % weniger als bei vergleichbaren Leuchtstoffröhrenanlagen
• Längere Lebensdauer: 50.000 bis 100.000 Betriebsstunden, wodurch sich der Wartungsaufwand in kalten Umgebungen deutlich verringert
• Kein Quecksilber oder andere gefährliche Stoffe
• Kompatibel mit Anwesenheitserkennung und Dimmfunktionen für zusätzliche Energieeinsparungen
• Bessere Farbwiedergabe (höherer CRI-Wert), was für die Produktkontrolle von Bedeutung ist

Wie läuft der Austausch der Beleuchtung in einem in Betrieb befindlichen Tiefkühlraum ab?

Der Schlüssel liegt in einem phasenweisen Ansatz: nach Zone oder nach Nacht, sodass das Tiefkühllager betriebsbereit bleibt. Eine gute Vorbereitung, die Bereitstellung der richtigen Leuchten und eine schnelle Montage sind essenziell, um die Aussetzung von Monteuren gegenüber Minustemperaturen zu begrenzen.

In der Praxis bedeutet dies, dass die Arbeiten außerhalb der betriebsamsten Betriebszeiten eingeplant werden, oft nachts oder am Wochenende. Monteure arbeiten in Schichten mit begrenzter Verweildauer im Kühlraum. Die neuen Leuchten werden vorab getestet und konfiguriert, sodass die Installationszeit pro Leuchte minimal ist.

Zu den Aspekten bei dem Austausch gehören unter anderem die Befestigungsmethode (Weiterverwendung bestehender Aufhängepunkte oder Anbringung neuer), die Kabelverbindungen (die ebenfalls beständig gegen niedrige Temperaturen sein müssen) und die Abstimmung mit der Betriebsleitung hinsichtlich der Zeitfenster. Ein spezialisierter Installateur mit Erfahrung in kalten Umgebungen vermeidet Verzögerungen und Fehler.

Praxisbeispiel: Farm Frites

Farm Frites, ein Hersteller von Kartoffelprodukten mit Produktionsstandorten weltweit, hatte mit LED-Beleuchtung zu kämpfen, die in den Trockentunneln und Produktionsöfen mehrfach ausfiel. Die zuvor gewählten Leuchten hielten der hohen thermischen Belastung und der intensiven Reinigungsroutine nicht stand. Zudem fragte Farm Frites nach einer Lösung für die Gefriertunnel, in denen die Leuchte bei -40 °C funktionieren und während der Reinigungsprozesse +70 °C aushalten musste. JEL übernahm die Lichtplanung, die Entwicklung einer maßgefertigten Leuchte und die Planung der Installation und lieferte 78 Snapper HT-SS Leuchten mit Edelstahlgehäuse, Borosilikatglas und Schutzart IP69K.

In einem Tiefkühlraum ist die niedrige Temperatur selten die einzige Belastung. Wird gereinigt oder öffnen sich Türen häufig, ist die Leuchte zusätzlich schnellen Temperaturwechseln und Feuchtigkeit ausgesetzt. Glas und Dichtungen müssen diesen Übergang immer wieder überstehen, und genau dort versagen Leuchten, die nur nach ihrer minimalen Betriebstemperatur ausgewählt wurden.

Bei der Wahl für Kühllager zählt daher der gesamte Temperaturbereich, dem die Leuchte in der Praxis ausgesetzt ist, einschließlich der Reinigungsmethode, und nicht nur der niedrigste Wert im Datenblatt.

Mehr zum Projekt Farm Frites

Wie JEL Products zur Beleuchtung in Kühlräumen beiträgt

JEL Products liefert komplette Beleuchtungslösungen für Kühlräume, Tiefkühllager und Klimakammern. Die Leuchten sind für Betriebstemperaturen ab -45°C ausgelegt, mit der HT-Linie bis +120°C, und erfüllen höchste Anforderungen an IP-Schutz, Schlagfestigkeit und Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen.

Folgendes bietet JEL Products konkret für die Kühllagerung:

• LED-Leuchten, spezifiziert für Frosttemperaturen bis -45°C
• Hohe IP- und IK-Schutzarten für feuchte und mechanisch beanspruchte Umgebungen
• Maßgeschneiderte Lichtberechnungen und Ingenieurberatung
• Begleitung bei Förderungsmaßnahmen wie der Energie-Investitionsabzug (EIA)
• Komplette Entlastung: von Entwurf und Lieferung bis hin zu Installation und Inbetriebnahme
• ISO9001- und VCA**-zertifiziert, Montage und Sonderanfertigung in den Niederlanden

Möchten Sie wissen, welche Beleuchtungslösung am besten zu Ihrem Kühlraum passt? Bitte wenden Sie sich an JEL Products für ein unverbindliches Beratungsgespräch.

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