Waarvoor wordt een koelcel of koeling met een compressor gebruikt? In de voedingsindustrie dient de koude keten vaak bewaakt te blijven vanaf aankomst van de grondstoffen in de ontvangst- of grondstoffenfrigo, totdat de afgewerkte goederen het bedrijf verlaten uit de loskade van de eindfrigo. Ook tussen deze begin- en eindstap worden half afgewerkte producten opgeslagen in een koelcel of koel gehouden in de verwerkingsruimtes zelf.
Werking van een koelcel
Waarom koelen met compressor?
Voor het koelen van al deze procesruimtes zijn er een aantal technieken courant. Vertrekkende van indirecte systemen met chillers, over centrale systemen met directe expansie tot individuele groepen per ruimte. Binnen deze verschillende mogelijke concepten is er dan nog telkens de keuze om te werken met synthetische of natuurlijke koudemiddelen.
Bij het werken met synthetische koelmiddelen moet er rekening gehouden worden met de voorschriften van wat men algemeen de F-gas wetgeving noemt. Deze wetgeving heeft als doel om de uitstoot van gefluoreerde koelmiddelen in de atmosfeer te beperken. Om dit te bereiken worden koeltechnische bedrijven, zoals Technigroup, gecertifieerd. Deze gecertifieerde bedrijven gaan op hun beurt lekcontroles doen bij de bedrijven die de koelsystemen met de synthetische koudemiddelen uitbaten. Eén van de vuistregels om dit soort lekkages te vermijden is dat men tracht om de inhoud aan koelmiddel per circuit zo laag mogelijk te houden. Daarom gaat de voorkeur vaak uit naar indirecte systemen of individuele groepen per ruimte. Immers, bij centrale systemen zit het koelmiddel vervat in één centraal buizenstelsel en kan een lek dus leiden tot een veel groter verlies aan koelmiddel van de koelcel.
Om aan deze hele F-gas regulering te ontsnappen stappen steeds meer bedrijven over op natuurlijke koudemiddelen. Deze koudemiddelen hebben een lage Global Warming Impact waardoor een eventueel ontsnappen van het koelmiddel naar de atmosfeer slechts een beperkte invloed heeft om het klimaat. Natuurlijk zijn er aan deze koudemiddelen dan weer andere nadelen verbonden. Zo is het koelmiddel ammoniak, dat geen enkele Global Warming Impact heeft, wel brandbaar en giftig.
En het koelmiddel CO2, met slechts een GWP van 1, is zwaarder dan lucht, en kan bij het ontsnappen dus de lucht verdringen waardoor verstikkingsgevaar ontstaat. Ook wordt voor industriële toepassingen nu ook propaan gebruikt als koelmiddel, maar hier moet men dan weer rekening houden met potentieel brand en ontploffingsgevaar.
De bouw van een koelcel
Voor de bouw van de isotherme constructie van de koelcel word er in principe gewerkt met een sandwichpaneel, dit paneel is opgebouwd uit twee dunnen metalen platen waartussen een isolerend medium wordt aangebracht. Traditioneel was dit Polyurethaan (PUR). Wegens de steeds stringentere eisen op gebied van brandweerstand die gesteld worden aan gebouwconstructies wordt dit materiaal meer en meer vervangen door polyisocyanuraat (PIR) en ook wel minerale wol.
Het meest complex om te bouwen is een koelcel bij negatieve temperaturen (vriescel). Naast de klassieke regels die gevolgd moeten worden bij de bouw van een isotherme constructie, dient hier nog extra rekening gehouden te worden met het rigoureus opvolgen van de dampdichtheid van de volledig bouw, zowel de aansluitingen van dak en wandpanelen als de vloer en niet te vergeten de deur. Omdat afgekoelde lucht krimpt dient elke cel ook voorzien te worden van een verwarmd egalisatieventiel, waardoor buitenlucht kan aangezogen worden bij het afkoelen, en binnenlucht kan ontsnappen bij het ontdooien. Laatste aandachtspunt bij deze koelcel is de onder de vloer verwarming : omdat er aan de vloerzijde normaalgesproken geen toevoer is van warmte aan de buitenzijde van de isolatiepanelen, dient deze geforceerd toegevoegd te worden. Dit kan door ventilatie met omgevingslucht, indien men bereidt is om met een opbouwvloer te werken. Meer courant wordt er gewerkt met een verwarming van het type vloerverwarming. Let wel : deze verwarming zit niet in de vloer van de cel, maar onder de isolatie die zich onder vloer van de cel bevindt. Vaak wordt de warmte benodigd voor de vloerverwarming onttrokken aan de persleiding van de koeling compressor.
Soorten compressoren voor koeling
Zowel voor het koelen van de koelcel met synthetische als natuurlijke koudemiddelen wordt er in de koelkring een compressor voorzien. De meest gebruikte compressoren voor het koelen van industriële koelcellen zijn zuigercompressoren, voorzien van een aantal pistons en een krukas. In de laatste jaren hebben zij echter een belangrijk marktaandeel verloren aan rotatieve compressoren. In de kleine vermogen zijn dit vaak swing compressoren of scroll koel compressoren. In de voor industriële koeling meer courante range wordt er gewerkt met schroefcompressoren, zowel in een uitvoering monoschroef, met roterende vingers, als in een uitvoering bi-schroef. Voor alle roterende compressoren geldt dat ze minder bewegende delen hebben dan zuigercompressoren, waardoor er minder slijtagepunten zijn. Ondanks het feit dat zuigercompressoren dus meer bewegende delen hebben, blijven ze toch in gebruik. Hun voordeel is dat ze een constructie hebben die eenvoudig bereikbaar is voor service, onderhoud en herstellingen van de koelcel met compressor.
Om energie te besparen zijn alle hogergenoemde types compressoren verkrijgbaar met EC motoren en invertersturingen.
De keuze van de koel compressor en het concept van de koeling is op zich dan weer afhankelijk van zoveel factoren, dat men uiteindelijk op een zeer groot aantal mogelijke combinaties uitkomt. Het is dan aan de koeltechnieker om samen met de eindklant de voor en de nadelen af te wegen en te kijken wat de pro’s en contra’s zijn van elke concept in de desbetreffende toepassing.
Bekijk ook