Kühlung für Pilzzuchtbetriebe: Auswahl des Kaltwassersatzes für Kompost, Inkubation und Fruchtkörperbildung

Kältetechnik und Kältemaschinen für Pilzzucht und Champignon-Farmen

Die moderne Pilzzucht ist ein hochtechnologischer Prozess, bei dem jede Phase eine präzise Steuerung des Mikroklimas erfordert. Effiziente Kälteanlagen und korrekt ausgewählte Kaltwassersätze sind die Grundlage für stabile Ernteerträge, Energieeffizienz und hohe Produktqualität. Am Beispiel von Champignons analysieren wir, wie die Anforderungen an die Anbautechnologie die Auswahl des Kühlsystems beeinflussen – und warum die richtige Wahl entscheidend für den Erfolg einer Pilzfarm ist.

1. Einsatz von Kälteanlagen in der Pilzzucht

Die Zucht von Champignons erfolgt in mehreren Phasen, von denen jede spezifische Anforderungen an Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Belüftung stellt. Um ein vollständiges Bild zu erhalten, betrachten wir auch kurz die Herstellung des Komposts.

Noch vor der eigentlichen Zucht wird das Substrat, in dem später das Myzel wächst, in spezialisierten Anlagen hergestellt. Die Nährstoffmischung basiert auf organischen Abfällen (Stroh, Hühner- oder Pferdemist, Gips). Der Kompost wird bei hohen Temperaturen (bis 70 °C) fermentiert und anschließend zur Desinfektion pasteurisiert. Danach wird er rasch auf 25–28 °C abgekühlt und gilt nun als „Phase-2-Kompost“ – bereits verkaufsfähig als Substrat für eigene Myzel-Aussaaten.

In der gleichen Produktionsstätte kann das Myzel auch bereits in den Kompost eingearbeitet werden, gefolgt von Verpackung und teilweiser oder vollständiger Kolonisierung. Dieses Produkt wird als „geimpfter Kompost“ oder „Phase-3-Kompost“ bezeichnet. Die Auslagerung der Inokulationsphase an den Substratanbieter ist mittlerweile weit verbreitet – sie verkürzt die Zuchtzyklen und erhöht die Produktivität auf der Farm.

Beim Kauf eines bereits kolonisierten Substrats ist zu beachten: Die Myzelzugabe ist vergleichbar mit dem Start eines Motors – es beginnt ein aktiver biologischer Prozess mit Wärmeentwicklung. Überschreitet die Substrattemperatur 27 °C, verlangsamt sich das Myzelwachstum deutlich und grüne Schimmelpilze konkurrieren verstärkt. Bei 29–30 °C stoppt die Entwicklung, längere Überhitzung kann zum Absterben des Myzels führen.

Da der Transportweg vom Hersteller zur Farm lang sein kann, kann das Substrat schon während der Lieferung kritisch überhitzen. Deshalb ist eine ausreichende Kälteleistung des Kaltwassersatzes unerlässlich – für die schnelle Abkühlung direkt bei Anlieferung.

Im nachfolgenden Diagramm (Abb. 1) wird der vollständige Wachstumszyklus von Champignons ab der Inkubationsphase unter klimatischen Gesichtspunkten dargestellt. Wird bereits kolonisiertes Substrat verwendet, können Sie einfach den entsprechenden Tag der Inkubation ablesen. Der Zyklus umfasst:

Inkubation des Myzels

Während eines Zeitraums von 2–3 Wochen (je nach Technologie) wird die Temperatur in der Klimakammer bei 24–27 °C und die relative Luftfeuchtigkeit bei 90–95 % gehalten. In dieser Zeit gibt der Kompost intensiv metabolische Wärme ab, die kontinuierlich durch die Kälteanlage und das Klimatisierungssystem abgeführt werden muss.

Fruchtkörperbildung und Erntephase

Nach der Inkubation wird zur Stimulierung der Fruchtkörperbildung ein agrartechnischer Prozess namens „Schock“ durchgeführt. Die Temperatur wird über fünf Tage hinweg auf 18–20 °C abgesenkt, der CO₂-Gehalt reduziert (optimum: 0,1–0,5 %), und die Luftfeuchtigkeit erhöht. Eine gleichmäßige Verteilung der kalten Luft ist hier entscheidend, um lokale Überhitzung oder Austrocknung zu vermeiden.

Ernte und Lagerung

Champignons wachsen schnell und müssen manuell geerntet werden. Innerhalb von 1–2 Stunden nach der Ernte sollte das Produkt auf 1–2 °C heruntergekühlt werden – entscheidend für Frische und Verkaufswert. Es gibt drei Erntewellen. Zur Kühlung und Lagerung werden meist separate Kälteanlagen eingesetzt. Um in der Lagerkammer konstant 1 °C zu halten, wird die Verdampfungstemperatur der Anlage typischerweise auf –6 °C eingestellt.

Bild 1. Klimaverlauf während des gesamten Wachstumszyklus

Die schwarze Linie zeigt die optimale Substrattemperatur über den Zyklus. Die gestrichelte Linie stellt die Raumlufttemperatur dar, die dieser folgt. Schwarze Punkte kennzeichnen den idealen Wasserbedarf (je Punkt 1 l/m²), also auch die empfohlenen Bewässerungstage. Die grauen Linien geben Sollwerte für relative Luftfeuchtigkeit (durchgezogene Linie) und CO₂-Niveau (gestrichelt) an.
Quelle: Hollander Spawn, 2017.

2. Welche Kältetechnik eignet sich für Pilzzucht

2.1 Kaltwassersätze / Kälteanlagen

Das Herzstück des Systems ist der Kaltwassersatz (auch Klimaanlage, Kältemaschine oder Kaltwassererzeuger genannt), der den Kälteträger herunterkühlt. In der Regel kommen luftgekühlte Kühler ohne integriertes Hydraulikmodul zum Einsatz, siehe Bild 2.

Bild 2. Luftgekühlte Kältemaschine LENNOX NAC 300D NM7M, 308 kW, ohne Hydromodul

Diese Kühler sind häufig mit halbhermetischen oder Scroll-Kompressoren, luftgekühlten Verflüssigern und EC-Axialventilatoren ausgestattet.

Luftgekühlte Verflüssiger

Vorteile:

• Große Modellauswahl vieler Hersteller 
• Niedrigere Investitionskosten 
• Einfache Wartung – keine Pumpen, Wärmetauscher oder Wasserversorgung auf Verflüssigerseite nötig 

Nachteile:

• Höhere Verflüssigungstemperaturen (~45 °C bei 35 °C Außentemperatur) 
• Geringerer EER, besonders im Sommer 

Wassergekühlte Verflüssiger (Rohrbündel- oder Plattenwärmetauscher) 

Vorteile:

• Mit offener Kühlturm-Anlage: Verflüssigungstemperaturen bis 35 °C möglich 
• 15–20 % höhere Energieeffizienz als luftgekühlt 
• Auch für Innenaufstellung (z. B. Reinraum, Keller) geeignet 
• Zentrale Verflüssigerkühlung (ein Kreislauf für mehrere Kühler) 

Nachteile:

• Höhere Investitionskosten (Kühlturm, Pumpen, Wasseraufbereitung) 
• Mehr Komponenten: Wärmetauscher, Filter, Nachspeisesysteme 
• Regelmäßige Wartung erforderlich (Reinigung, Desinfektion, Wasserkontrolle) 

Mikrokanal-Wärmetauscher (MCHE) 

Vorteile:

• 10–15 % weniger Gewicht 
• Geringeres Kältemittelvolumen – spart Kosten bei Füllung (wichtig bei R410A, R32 etc.) 
• Kompaktere Bauweise bei gleicher Leistung 

Nachteile:

• Keine Teilreparatur möglich – bei Leckage Tausch ganzer Sektion nötig 
• Empfindlich gegen Verschmutzungen 
• Keine aggressiven Reinigungsmittel zulässig 

Integriertes Hydraulikmodul 

Vorteile:

• Kompakte Bauweise – spart Stellfläche 
• Werksseitige Vormontage – geringerer Installationsaufwand vor Ort 
• Schneller Inbetriebnahmeprozess 

Nachteile:

• Eingeschränkte Pumpenparameter (Förderhöhe, Volumenstrom, Steuerung) 
• Erschwerter Zugang zu Komponenten bei Wartung 
• Geringere Flexibilität für Nachrüstungen (z. B. Frequenzumrichter, Bypässe) 

Separates Hydraulikmodul 

Vorteile:

• Individuelle Pumpenauslegung (Förderhöhe, Volumenstrom) 
• Bessere Wartungszugänglichkeit 
• Flexible Platzierung (auch fernab vom Kühler) 
• Einfache Nachrüstung: Ausdehnungsgefäß, Frequenzumrichter, Durchflussmesser 

Nachteile:

• Höherer Platzbedarf 
• Mehr Aufwand für Verrohrung und Montage 

Kältemittelwahl

Ein zentrales Thema, da fluorierte Kältemittel (HFKW) in der EU und in der Ukraine zunehmend reguliert werden. Zwar sind aktuell noch Geräte mit R410A und R134a erhältlich, doch mittelfristig ist mit Verfügbarkeitsproblemen und Preissteigerungen zu rechnen.

R410A (GWP = 2088)

Status: Schrittweise vom Markt genommen
Regulierung:

• In der EU ab 2025 verboten in neuen Split-Klimaanlagen <12 kW 
• Bereits heute kaum Neugeräte mit R410A erhältlich 
• Auch in der Ukraine wird GWP-basierte Reduktion vorbereitet
  Alternativen: R32 (GWP = 675), R454B, R466A
  Gründe für aktuellen Einsatz: 
• Hohe Energieeffizienz, v. a. in Klimasystemen und Wärmepumpen 
• Höherer Betriebsdruck – benötigt verstärkte Wärmetauscher und Verdichter 

R134a (GWP = 1430)

Status: Ebenfalls schrittweise eingeschränkt

Regulierung:

• Seit 2017 in EU-Neuwagen verboten (Kfz-Klimaanlagen) 
• In anderen Bereichen stark kontingentiert 
• In der Ukraine noch verfügbar, aber rückläufig
  Alternativen: R513A, R1234yf, R450A
  Gründe für aktuellen Einsatz: 
• Geringerer Betriebsdruck als R410A 
• Einfachere Anforderungen an Komponenten, dafür etwas weniger effizient 

2.2 Lüftungs- und Klimaanlage für Zuchtkammern

Zur Stabilisierung des Mikroklimas wird eine zentrale Lüftungs- und Klimatisierungseinheit eingesetzt, siehe Abbildung 3. Diese besteht aus:

• Heizregister (z. B. Elektroheizung 9–15 kW pro Kammer) 
• Kühlregister (Luftkühler) 
• Feinfiltereinheit 
• Hochdruckventilator 

Im Sommer erfolgt die Kühlung über einen Wärmetauscher mit Kühlwasser vom Kaltwassersatz (z. B. 7 °C VL / 12 °C RL).
Typische Leistung pro Kühlregister: 15–30 kW.

Im Winter verhindert die Heizsektion ein Auskühlen. Die Wärmequelle kann sein:

• Ein elektrisches Heizregister (direkt beheizt) 

Oder ein Kaltwassersatz mit Wärmepumpenfunktion (COP im Heizbetrieb: 3,0–3,5)

Bild 3. Typische Klimatisierungseinheit einer Pilzzuchtkammer

2.3 Luftverteilungssystem

Für gleichmäßige Temperatur- und Feuchteverteilung kommen flexible Luftkanäle zum Einsatz. In Bild 4 dargestellt: Kunststoffrohre Ø550 mm mit gleichmäßig verteilten Ausblasöffnungen (Ø10–15 mm), oben und unten.

Das System umfasst:

• 2 Zuluftkanäle entlang der Decke, mit 0,3 m Abstand, Luftgeschwindigkeit 0,3–0,5 m/s (optimal auf Bett-Höhe für CO₂-/Feuchte-/Temperaturverteilung) 
• 3 Abluftkanäle – ein zentraler, zwei seitliche – führen Luft zur Rückführung oder Abluftzone 

Jeder Kanal verläuft zwischen den Pilzreihen und sorgt für:

• Wärmeaustausch mit Kompost und Boden 
• Vermeidung von Überhitzung oder Totzonen 

Gleichmäßige Klimaführung ±1 °C im gesamten Raum

Bild 4. Luftverteilung in der Anbaukammer

3. Wie wählt man die richtige Kältemaschine für eine Pilzzuchtfarm aus?

Der wichtigste Parameter bei der Auswahl eines Kaltwassererzeugers ist dessen Kälteleistung, die der Gesamtwärmelast der Zuchtkammer entsprechen muss. Folgende Wärmequellen sind zu berücksichtigen:

• Durch Gebäudehülle (~40 W/m² der Kammerfläche) 
• Frischluftzufuhr bei Belüftung (~100 W/t Kompost) 
• Metabolische Wärme Phase 3 (Myzelwachstum): ~1160 W/t Substrat 
• Metabolische Wärme Phase 2 (Kompostierungsrestwärme): ~1500–1600 W/t Substrat 
• Atmung der Fruchtkörper (Fruchtungsphase): ~300 W/t Substrat 
• Infiltration durch Türen (je nach Öffnungszeit – häufig unterschätzt, PVC-Streifen empfohlen) 
• Abwärme vom Personal (~200 W/Person) 
• Beleuchtung (~5 W/m²) 
• Zusätzliche Geräte, Ventilatoren etc. 

❗ Diese Wärmelasten treten nicht gleichzeitig auf.
Während der Inkubation ist z. B. die Kammer meist geschlossen, ohne Frischluft oder Personen, aber metabolische Wärme ist hoch.
Bei Fruchtung sinkt die Substratwärme, dafür steigen Lüftungs- und Infiltrationslasten.

Faustregel für die Auswahl:

In der Praxis wird ein empirischer Korrekturfaktor verwendet:

👉 1,5–2,0 kW Kälteleistung pro Tonne Kompost

Beispiel:
Eine Kammer mit 20 t Kompost benötigt einen Kaltwassersatz mit 30–40 kW Leistung.

Falls mehrere Kammern mit Phasenverschiebung betrieben werden (versetzte Kultivierungszyklen), kommt ein Simultanitätsfaktor von 0,5–1,0 zur Anwendung – so wird die Gesamtlast realistisch skaliert.

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Artikelautor:

Dmytro Lychak, CEO von EVROPROM

27.06.2025