Koelen en vriezen: tal van nieuwe energie-efficiënte verbeteringen duiken op

In 2030 moeten we helemaal van de F-gassen af zijn. De wettelijke eisen keggen ons dat op. De koel- en luchtbehandelingssector laat het daar echter niet bij, maar zoekt naarstig naar allerlei toepassingen die de duurzaamheid van de koel- en vriesinstallaties verbeteren en de energie-efficiëntie verhogen.

In de voedingssector speelt de koeltechnologie een sleutelrol in alle segmenten. Denken we maar aan de landbouwer en teler, het levensmiddelenbedrijf, de winkelier en retailer. Voor alle mogelijke aspecten binnen die bedrijven worden koel- en klimaatinstallaties ingezet, gaande van het bewaren van appelen of drogen van aardappelen tot het rijpen van bananen en kaas tot het koelen van vlees en vis.

Sinds 1 januari 2020 gold een verbod op het gebruik van koudemiddelen met een GWP-waarde *(Global Warming Potential) hoger dan 2.500. Vijf jaar eerder had Europa al beslist de wetgeving rond de emissies van gefluoreerde broeikasgassen of F-gassen sterk aan te scherpen. Dat resulteerde in de goedkeuring van EU-verordening 517/2014, die op 1 januari 2015 in werking trad.

Natuurlijke koudemiddelen

Vandaar dat de eerste belangrijke trend bij het koelen van voedingswaren een verschuiving is naar systemen die gebruik maken van natuurlijke koelmiddelen zoals CO2, ammoniak en propaan. Deze koelmiddelen hebben een laag GWP en zijn dus veel minder schadelijk voor het milieu dan synthetische koelmiddelen (HFK’s). Natuurlijke koelmiddelen kunnen ook beter werken onder bepaalde omstandigheden. Er worden nu steeds meer systemen gebouwd met natuurlijke koelmiddelen. De meeste bedrijven hebben echter nog steeds een koelsysteem dat synthetische koelmiddelen gebruikt. Aangezien de systemen een gemiddelde levensduur van 25-30 jaar hebben, zal er in de komende jaren nog heel veel systemen veranderen en vernieuwen. Er zijn ook een aantal overheidssubsidies die aantrekkelijk kunnen zijn bij de aanschaf van een nieuw systeem.

Voordelen

Het onderzoek van het Thomas Moore Instituut toonde aan dat nieuwe installaties met natuurlijke koelmiddelen, zoals ammoniak of CO2 goede thermodynamische eigenschappen bezitten. Ook de exploitatiekosten liggen lager, wat resulteert in een korte terugverdientijd. Een koel- en vriesinstallatie die gebruik maakt van natuurlijke koudemiddelen verbruikt tot dertig procent minder energie. De gebruiker bespaart ook op het vlak van koudemiddelen, zowel bij de aankoop als voor het onderhoud van de installatie.

Warmteterugwinningstechnologie

Een andere trend binnen de wereld van de koeling is die van de warmteterugwinningstechnologie (zie kaderstuk). Bij de oriëntatie- en ontwerpfase van een nieuw koelsysteem moet het volledige bedrijfsproces en de uitdagingen op voorhand worden vastgelegd: hoe koelen? Welk systeem? Waar koelen? Hoeveel overtollige warmte kan aan het systeem worden onttrokken? Waar wil ik die restwarmte voor gebruiken en welke alternatieve warmtebronnen zijn beschikbaar om eventuele problemen op te vangen? De betrouwbaarheid van het systeem is dan ook van cruciaal belang op het ogenblik van de aankoop. Steeds meer bedrijven zijn totaal afhankelijker van hun koelinstallatie. Restwarmte van die koelsystemen wordt ingezet als warmtebron, bijvoorbeeld voor schoonmaakwerkzaamheden of voor radiatoren. Als het koelsysteem uitvalt of lekt, blijft het gebouw dan onverwarmd of is er geen warm water. Feit is ook dat koelruimtes steeds beter worden geïsoleerd, waardoor er minder warmteoverschot is.

Bestaande installatie verduurzamen?

Het is niet mogelijk een bestaand systeem met synthetisch koelmiddel aan te passen aan natuurlijke koudemiddelen. In veel gevallen is het echter mogelijk het systeem om te bouwen zodat het kan werken met synthetische koelmiddelen met een lagere GWP-waarde. Sedrt 2018 zijn veel van deze nieuwe koelmiddelen door de industrie ontwikkeld. Dit geldt enkel voor koeltoepassingen en niet voor toepassingen rond vriezen. Die synthetische stoffen zijn “licht ontvlambaar”. De installateur moet zich dus bewust zijn van de risico’s en weten welke maatregelen hij moet nemen om ongevallen te voorkomen.

Onderhoud van apparatuur

Let bij de installatie van een nieuw koelsysteem op het ontwerp en de plaatsing van de onderdelen. Vooral in een voedselverwerkende fabriek is dit een aandachtspunt. De onderdelen moeten gemakkelijk schoon te maken zijn, zodat schimmels en bacteriën geen kans krijgen. Maar ook technisch vraagt de installatie om regelmatig onderhoud. Een jaarlijks preventieve revisie door een erkende installateur is aangewezen. Die installateurs zijn ook op de hoogte van alle nieuwe wetten en voorschriften en verplichte inspecties.

Nieuwe trends

Het streven naar meer duurzaamheid zet zich op alle niveaus verder. Om maar enkele voorbeelden te noemen, refereren we naar de innovatieprijs van de Nederlandse branchevereniging nvkl (luchtbehandeling en koudechniek). Zo kreeg het bedrijf Wagenaar Koeltechniek de innovatieprijs voor het bestuderen van de interactie tussen een warmtepomp en een te drogen landbouwproduct op basis van data-analyse. Deze gegevens zijn gebaseerd op de hoeveelheid, het vochtgehalte en het evenwichtsvochtgehalte van het product. De uit de gegevensanalyse resulterende wiskundige modellen, werden gebruikt voor het ontwerp van het droogsysteem met een warmtepomp en een natuurlijk koelmiddel. Dit bespaart een enorme hoeveelheid energie.

Nieuwe koelmiddelen

Misschien komen er ook nieuwe koelmiddelen op de markt, zoals alkalische, gebluste en verschillende slurries zoals CO2-hydraat. Er wordt ook veel onderzoek verricht om de compressieapparatuur te optimaliseren en efficiënter te maken. Nieuwe of bestaande koelmiddelen, waaronder water, worden getest en soms al gebruikt. Een andere manier om duurzamer te worden is om het koelen plaatsgerichter te maken. In deze context is het niet langer de productieruimte die wordt gekoeld, maar alleen het productieproces. Denk bijvoorbeeld aan het gebruik van een “incubator” in de productielijn.
Bron: nvkl

Kaderstuk:

“Van het gas af en warmteterugwinning”


Een Nederlands bedrijf dat gebruikmaakt van een warmtepomp om gasvrij te koelen is Plukon. Hier worden versmaaltijden gemaakt voor Nederlandse en Belgische winkels. Op de productielocatie in Wezep wordt vooral kip verpakt en herverpakt. In 2017 werd een state-of-the-art fabriek gebouwd. Het was de eerste fabriek in Nederland zonder gasaansluiting. Kuipers: “Bouwkundig is het gebouw natuurlijk een stuk beter geïsoleerd dan het oorspronkelijke pand uit 1963. Daardoor verliezen we minder warmte en koude. Het is een complexe locatie, want aan de ene kant hebben we veel koeling op verschillende temperaturen nodig om de kwaliteit van de producten te garanderen, en aan de andere kant hebben we warmte nodig, vooral voor warm tapwater. Per dag verbruiken we ongeveer 70 m³ spoelwater van 65 °C, om de fabriek schoon te maken. Het bijzondere aan de warmtepompinstallatie bij Plukon is de integratie van warmte en koude. We hebben het hier over een innovatief systeem waarbij we onder meer gebruikmaken van restwarmte die ontstaat bij het produceren van koude voor koelcellen, vriescellen en ijswater. Daarnaast winnen we warmte terug uit de koeling van de persluchtcompressoren en uit de retourlucht van droogprocessen.”