Koudemiddelkeuze: natuurlijke koudemiddelen

Natuurlijke koudemiddelen zijn de basis van moderne koudetechniek. Natuurlijke koudemiddelen dragen niet bij aan het broeikaseffect, zijn niet slecht voor de ozonlaag en hebben hierdoor geen negatief effect op het milieu.

De meerkosten van een koelsysteem op basis van natuurlijke koudemiddelen zijn gering en kennen een kortere terugverdientijd door lagere exploitatiekosten, waaronder een lager energieverbruik. Een koel-en vriesinstallatie die gebruik maakt van natuurlijke koudemiddelen verbruikt 10 tot 30% minder energie doordat de warmteoverdracht van deze stoffen groter is danvan HFK's. Ook kan er bespaard worden op de inkoop van koudemiddelen.

Natuurlijke koudemiddelen toegepast in de industriële koudetechniek:

  • Ammoniak (NH3)
  • Koolstofdioxide (CO2)

Ammoniak als natuurlijk koudemiddel

Afbeelding: koudemiddelen

Ammoniak (scheikundige formule NH3) is een stof die bij zeer lage concentraties goed te ruiken is. Daarnaast is het in bepaalde mengverhoudingen met zuurstof explosief en brandbaar. Ammoniak reageert met water tot een basische oplossing. Een base is chemisch gezien de tegenpool van een zuur, en heeft een bijtende werking. Omdat het menselijk lichaam voor het grootste deel uit water bestaat, is ammoniak voor de mens een potentieel gevaar, waarbij passende beschermingsmiddelen (gelaatmasker, handschoenen, detectie apparatuur, etc) benodigd zijn. 

Ammoniak is een natuurlijk koudemiddel wat vanaf het begin van de 20e eeuw is toegepast. In de jaren 50 is het grotendeels verdrongen door de chemische koudemiddelen, die de hierboven genoemde gevaarlijke eigenschappen niet hadden.

Binnen de koudetechniek staat NH3 de laatste jaren weer in de belangstelling. De toepassing ervan in koel- en vriesinstallaties wordt vanuit de overheid (milieu) gepromoot middels subsidie regelingen. Gezien de veiligheidsrisico's belemmert de andere kant van de overheid (vergunningsverlening, brandweer) de toepassing.

NH3 wordt als natuurlijk koudemiddel gestimuleerd, omdat het geen bijdrage heeft tot het broeikaseffect. Om de veiligheidsrisico's zoveel mogelijk te beperken, wordt NH3 veelal toegepast in combinatie met een koudedrager. Een koudedrager is een stof die de koude overdraagt van de koelinstallatie naar een warmtewisselaar (luchtkoeler).

Koolstofdioxide als natuurlijk koudemiddel

Afbeelding: CO2_logo

Een ander natuurlijk koudemiddel met potentie is CO2. Veld koeltechniek heeft in 2008 als eerste in Nederland een koel- en vriesinstallatie ontworpen, waarbij CO2 als natuurlijk koudemiddel wordt ingezet. Bij lagere omgevingstemperaturen is het rendement van CO2 veel beter dan het rendement van een geoptimaliseerde energiezuinige installatie die gebruik maakt van een synthetisch koudemiddel. Bij hogere buiten temperaturen vindt de compressie plaats boven het kritische punt in het fasen diagram. Vandaar dat de installatie een trans-critische CO2 koelinstallatie genoemd wordt.

De ontwerpdrukken van een installatie die gebruik maakt van het koudemiddel CO2 zijn veel hoger: tot 140 Bar. Dit stelt extra eisen aan de constructie van de installatie onderdelen.

CO2 kan ook ingezet worden als koudedrager. In dat geval wordt het CO2 deel gekoeld door middel van een separate NH3 installatie. We noemen dit een cascade installatie.

We kennen ook cascadesystemen waar CO2 wordt rond gepompt, en gecomprimeerd door CO2 compressoren.

Synthetische koudemiddelen

Alle synthetische koudemiddelen bestaan uit kool-waterstoffen (HFK's). Deze koolwaterstoffen zijn niet explosief, giftig en/of brandbaar en breken de ozonlaag niet af. Wel leveren koolwaterstoffen een bijdrage aan het broeikast effect.

De meest gebruikte synthetische koudemiddelen zijn:

  • R507: toegepast in koel en vriestoepassingen
  • R134a: toegepast in koel en klima toepassingen
  • R407c: toegepast in koel toepassingen

Welk koudemiddel is energiezuinig ?

Welk koudemiddel en of systeem is nu het energiezuinigste?

Dit is afhankelijk van uw toepassing: koelen of vriezen?

KOELEN

Installatietype Energieverbruik   Investering  Veiligheid         
NH3 pompsysteem 100 120 2500 kg NH3
NH3-CO2 cascade installatie zonder CO2 compressoren 113 140 300 kg NH3,
2000 kg CO2
NH3 Pekasol indirect systeem 126 140 300 kg NH3,
2000 kg CO2
R407c geoptimaliseerd 106 100 900 kg R407c

 

 

 

 


 

 

 

 


Bij koelen heeft een Ammoniak-NH3 pomp installatie dus het beste rendement. NH3 echter stelt meer eisen aan bedienend personeel, en aan veiligheid in verblijfruimtes. Een NH3 emissie leidt direct tot een onveilige situatie en in veel gevallen tot productschade. De meerinvestering kan bij grotere koelcapaciteiten (700 kW) worden terugverdiend.

De "second best" op basis van energieverbruik is R407c. De meerinvestering van een NH3 - CO2 koelinstallatie laat zich moeilijk terugverdienen.

In geval van vriezen ziet het er als volgt uit:

VRIEZEN

Installatietype Energieverbruik   Investering  Veiligheid      
NH3 pompsysteem 108 130 2500 kg NH3
NH3-CO2 cascade installatie zonder CO2 compressoren 100 140 300 kg NH3,
2000 kg CO2
R507 geoptimaliseerd 105 100 900 kg R507

 

 

Bij vriestoepassing heeft NH3-CO2 met CO2 compressoren het beste rendement, maar vraagt ook de hoogste investering. Alleen bij lage temperaturen (-35 °C) zoals in bij voorbeeld een invriestunnel of platenvriezers is de meerinvestering terug te verdienen. R507 is in dit geval de meest economische oplossing, op de voet gevolgd door NH3 pomp.

En wanneer moet u nu kiezen voor CO2 transcritisch? Als gedurende het jaar een vrij constante koudevraag hebt, waarbij de koudevraag niet door de buitentemperatuur maar door uw proces bepaald wordt kan de meerinvestering op basis van energieverbruik binnen 5 jaar worden terugverdiend.

Vragen / Advies?

Heeft u vragen over natuurlijke koudemiddelen?

Of wilt u één van onze adviseurs spreken?
Vul onderstaand formulier zo volledig mogelijk in, wij nemen dan zo spoedig mogelijk contact met u op.
Bellen kan natuurlijk ook: 0544 476 476

Contactformulier

    Bedrijfsnaam *
     

    Branche
     

    Achternaam *
     

    Adres *
     

    Postcode *
     

    Vestigingsplaats
     

    Telefoon *
     

    Fax
     

    E-mail *
       

    Opmerkingen en/of vragen
     

Geef uw mening

Komt u dingen tegen die u niet begrijpt, anders zou doen of wilt u ons gewoon een compliment geven. Mail of bel ons dan gerust. We reageren snel en altijd.

Nieuwsbrief

Mis niets meer en blijf op de hoogte van het laatste nieuws, tips en ontwikkelingen binnen Veld en koudetechniek.

Contact opnemen

bezoekadres Den Sliem 3
  7141 JE  Groenlo
   
telefoon 0544 476 476
fax 0544 476 477
e-mail info@veld.nl
   


 

Lid van

Copyright © Veld 2015 - Concept en realisatie door Frontis - Sitemap | Disclaimer | Privacy Statement

Volg ons ook op