Klik hier voor het complete artikel in PDF formaat - RCC Koude en ...

cc koude & luchtbehandeling B
Installaties met natuurlijke
koudemiddelen ook voor
‘kleine’ installateurs
Voordracht gehouden tijdens de themadag “De praktijk en natuurlijke
koudemiddelen” van 15 november 2007 in Museum Boerhaave te
Leiden. Een gezamenlijk initiatief van en georganiseerd door NVvK,
NVKL en Elsevier Opleidingen.
Rien Backx
Technisch Manager
Van Abeelen Koeltechniek B.V.
Rijen
Ing. D. Havenaar Zoetermeer / Tekstbewerking
techniek
De toepassing van ammoniak is op
dit moment niet meer het alleenrecht
van de ‘grote’ installateurs.
Een aantal ‘kleine’ installateurs heeft
zich ook verdiept in de materie. Men
moest wel, dankzij wet- en regelgeving
en als gevolg van de hiermee
verbandhoudende marktwerking en
drang om te overleven. Nu hebben
ook de kleinere partijen kennis,
kunde en vaardigheden eigengemaakt
om installaties met natuurlijke
koudemiddelen te ontwerpen en
te installeren.
Bij Van Abeelen Koeltechniekwerken
begon men in 1997 met
het ontwerpen en leveren van
kleine- en middelgrote koelinstallaties,
VRV- en split airconditioningsystemen
die zijn afgevuld met synthetische koudemiddelen.
Voortschrijdend inzicht
heeft Van Abeelen Koeltechniek doen
besluiten om zich te verdiepen in de
toepassing van natuurlijke koudemiddelen.
Nu is er expertise bij de medewerkers
van de onderneming, zodat
in 2006 de eerste opdracht voor de
levering van een ammoniakkoelinstallatie
voor het inkoelen en opslaan van
vlees kwam.
Belemmering
De keuze om geen ammoniak toe te
passen maar HFK’s komt meestal
omdat er bij de bedrijven geen ervaring
is met dit natuurlijke koudemiddel.
Men vindt het gevaarlijk en ook lastig
omdat er allerlei extra vergunningen
nodig zijn. Dat traject is nog geheel onbekend.
In belangrijke mate speelt ook
mee dat veel componenten, materialen
en onderdelen die gebruikt worden
voor HFK-installaties, niet geschikt zijn
om te worden toegepast voor ammoniak.
Voor NH 3
-toepassingen moet men
alle tot de installatie benodigde materialen
dan ook zorgvuldig selecteren.
Vaak is de noodzaak (nog) niet aanwezig
om NH 3
in te zetten: men realiseert
toch al voldoende verkoop en omzet
in HFK-installaties. Dit ondanks dat
de toepassing van NH 3
veel milieuvoordelen
biedt ten opzichte van een
HFK-koudemiddel. Voor deze HFK’s is
echter steeds meer sprake van aanscherping
van wet- en regelgeving en
aanvullende milieu-eisen.
Bij de klant kan de wens bestaan voor
een ‘groene’ uitstraling. De voordelen
van ammoniak als natuurlijk koudemiddel
komt dan tot uitdrukking door
het niet schadelijk zijn voor het milieu
en door het lage energiegebruik.
Eerste NH3-installatie
De firma Van Abeelen Koeltechniek
heeft in 2006 haar eerste luchtgekoelde
ammoniakinstallatie gebouwd,
voorzien van badverdamper, voor het
afkoelen van Pekasol tot -5ºC. Deze
koudedrager wordt gepompt naar
luchtkoelers in de processingruimte en
de diverse koelruimten in een vleesverwerkend
bedrijf. Het koelvermogen
101e Jaargang nr. 3 - maart 2008
29

cc koude & luchtbehandeling B
Van Abeelen koeltechniek heeft in 2006 haar
eerste luchtgekoelde ammoniak installatie
gebouwd, voorzien van badverdamper,
voor het afkoelen van Pekasol tot -5ºC.
Deze koudedrager wordt gepompt naar
luchtkoelers in de processingruimte en de
diverse koelruimten in een vleesverwerkend
bedrijf. Het koelvermogen van de installatie
is 200 kW bij -10ºC verdampings- en +40ºC
condensatietemperatuur. De koudemiddelvulling
omvat 130 kg NH3 en 2000 kg
koudedrager Pekasol. Links het flow diagram.
techniek
van de installatie is 200 kW bij –10 ºC
verdampings- en +40 ºC condensatietemperatuur.
De koudemiddelvulling
omvat 130 kg NH 3
en 2000 kg koudedrager
Pekasol.
Wat is er nu eigenlijk anders in de
wetgeving? Er moet door de locale
overheid een milieuvergunning worden
afgegeven. De installatie moet verder
voldoen aan de PGS 13 (Programma
Gevaarlijke Stoffen 13: ‘Ammoniak,
toepassing als koudemiddelen voor
koelinstallaties en warmtepompen’) en
de PED (Pressure Equipment Directive
- Richtlijn Drukapparatuur). Voor
installaties die werken met HFK’s
en die vallen onder de AMvB (Algemene
Maatregel van Bestuur) is geen
milieuvergunning nodig. Wel moeten ze
voldoen aan de PED.
Voor ammoniak moet men rekening
houden met een aantal zaken. Er moet
een risicoanalyse worden uitgevoerd
en moet er rekening worden gehouden
met de toxiciteit. Een voordeel is dat
men bij een (zeer geringe) lekkage van
5 ppm al ammoniak ruikt, waardoor er
al snel een aanwijzing is voor lekkage.
De MAC-waarde (MAC = maximaal
aanvaardbare concentratie) is 20 ppm,
boven de 25 ppm ontstaan klachten,
en bij 50 ppm moet men maatregelen
nemen. Bij een concentratie van 3500
ppm is ammoniaklekkage snel dodelijk.
NH 3
is onder bepaalde omstandigheden
explosief (15/29 procent) en is er
detectieapparatuur nodig. Persoonlijke
beschermingsmiddelen (PBM) zoals
volgelaatgasmasker, handschoenen,
veiligheidsbril moeten in de directe
omgeving van de installatie aanwezig
De invloed op het milieu
De invloed op het milieu
Voor ammoniak gelden ten opzichte van de
HFK’s, R134a en R507 de volgende voordelen:
Ammoniak
HFK: R134a, R507
ODP = 0 ODP = 0,0
GWP = 0 GWP = 1300, 3800
Tewi = lager
Tewi = hoger
ODP staat voor Ozon Deplation Potential =
Aantasting ozonlaag
GWP staat voor Global Warming Potential =
Broeikaseffect
NH 3
heeft een ODP en GWP gelijk aan 0 en een
lage TEWI-waarde. Van alle koudemiddelen
vergt de productie van NH 3
de minste energie.
Het is in zijn koeltechnische toepassing dus
onschadelijk voor het milieu en bovendien
energiebesparend, want NH 3
leidt tot een hoog
rendement van koude-installaties.
Ammoniak
PED
PGS 13
Materialen Fe/rvs
Vaak geen dx-systeem
Vloeistofafscheider
Speciaal olieretoursysteem
Aparte machinekamer nodig
HFK R134a, R507
PED
n.v.t.
Materialen Cu/en soms Fe/rvs
Vaak dx-systeem
n.v.t.
n.v.t
n.v.t
Een uitgewerkt en praktisch voorbeeld volgt hieronder en komt overeen met het in het begin van dit artikel aangeven installatie
die is uitgelegd overeenkomstig de volgende uitgangspunten:
Koelvermogen: 200 kW
Verdampingstemperatuur: - 10ºC
Condensatietemperatuur: + 40ºC
Op basis hiervan worden van drie installaties met de koudemiddelen R717, R507 en R134a een 6 tal resultaten vergeleken:
R717 R507 R134a
Benodigd slagvolume m³/h 336 348 604
COP 3,08 2,09 2,3
Energiekosten per jaar (€) 6.800 11.500 10.500
101e Jaargang nr. 3 - maart 2008
Diameter zuigleiding (mm) 80 80 100
Diameter persleiding (mm) 50 54 67
31

cc koude & luchtbehandeling B
techniek
Onderzoeksrapport radiografie
zijn. Het verdient aanbeveling om bij
service en onderhoudswerkzaamheden
beschermende kleding en dicht schoeisel
te dragen.
Bij installaties die met een HFK werken
moet ook een risicoanalyse worden
gemaakt. Toch is een HFK een zogenaamd
veilig koudemiddel. HFK’s zijn
niet Ammoniak explosief, maar verdringen wel de
PED
PED
zuurstof uit de ruimte. Detectieapparatuur
Materialen is soms Fe/rvs nodig en er moeten ook
PGS 13
n.v.t.
persoonlijke Vaak geen dx-systeem beschermingsmaatregelen
aanwezig Vloeistofafscheider zijn. Het is duidelijk dat n.v.t. er
bij Speciaal lekkage olieretoursysteem
van zowel ammoniak als n.v.t
Aparte machinekamer nodig n.v.t
een HFK adequaat zal moeten worden
opgetreden om de lekkage te verhelpen.
Inademing van koudemiddel en contact
met de huid en ogen moet worden
Koelvermogen: 200 kW
vermeden.
Verdampingstemperatuur: - 10ºC
Wat Condensatietemperatuur: zijn de grote verschillen + 40ºC in het ontwerp
van deze installaties en aan welke
wetgeving moet worden voldaan? Het
HFK R134a, R507
onderstaande overzicht geeft duidelijkheid
Uit bovenstaand vergelijk blijkt dat
R717 of ammoniak het meest gunstig
is in het energiegebruik en daarom ook
het interessants is met betrekking tot de
indirecte CO 2
-uitstoot bij de elektriciteitscentrale.
Het heeft de hoogste
COP en het leidingwerk kan worden
uitgevoerd met de kleinste diameter.
Ondanks dat de aanschafprijs twintig
tot 35 procent hoger is ten opzichte
van een HFK-installatie, hoeft dat geen
belemmering te zijn. De terugverdientijd
is enkele jaren, waarmee ook het
kostennadeel verdwijnt.
Materialen Cu/en soms Fe/rvs
Vaak dx-systeem
Voorbereidende werkzaamheden
Toen Van Abeelen Koeltechniek de
eerste installatie in opdracht had
gekregen moest men met de voorbe-
R717 R507 R134a
reiding gaan beginnen. Eerst werden
de hoofdcomponenten geselecteerd en
daarna de montagematerialen. Voor de
ammoniakinstallatie in het voorbeeld
versus de HFK-installatie bleek dat alle
leidingen geleverd moesten worden
met het 3.1-certificaat, terwijl bij een
HFK-installatie een 2.2-/3.1-certificaat
al voldoende is. De sterkteberekeningen
voor leidingen en verbindingen zijn
voor beide koudemiddelen identiek.
Bij NH 3
is het raadzaam dat zowel de
componenten en de leidingen van het
systeem met gelijke wanddikte worden
geïnstalleerd. Bij ongelijke wanddikte
wordt dit op de röntgenfoto als
lasfout gezien. Bij de HFK-installatie
is dit niet van toepassing. Hier worden
ODF/ODM- verbindingen toegepast.
De NH 3
-installatie valt eerder in een
hogere categorie, waardoor dus eerder
controle van het ontwerp door de
NoBo zal moeten plaatsvinden. Bij de
toepassing van HFK’s treedt dit minder
snel op.
Het maken van lasverbindingen bij een
NH 3
-installatie moet door een gecertificeerde
lasser worden uitgevoerd. Bij
een HFK-installatie zijn het meestal
Een uitgewerkt en praktisch voorbeeld volgt hieronder en komt overeen met het in het begin van dit artikel aangeven installatie
die is uitgelegd overeenkomstig de volgende uitgangspunten:
Op basis hiervan worden van drie installaties met de koudemiddelen R717, R507 en R134a een 6 tal resultaten vergeleken:
Benodigd slagvolume m³/h 336 348 604
COP 3,08 2,09 2,3
Energiekosten per jaar (€) 6.800 11.500 10.500
Diameter zuigleiding (mm) 80 80 100
Diameter persleiding (mm) 50 54 67
Diameter condensaatleiding (mm) 32 76 76
32
101e Jaargang nr. 3 - maart 2008

cc koude & luchtbehandeling B
alleen soldeerverbindingen die onder
toezicht en verantwoording van een
STEK-monteur worden gemaakt. Bij de
NH 3
-installatie moeten alle leidingstukken
en lassen traceerbaar en daarom
gemerkt zijn. Bij een HFK-installatie
moeten alleen die onder categorie
2 vallen en bij Dn >= 125 hieraan
voldoen.
Bij NH 3
moeten alle lassen gemerkt zijn
en tien procent moet voldoen aan niet
destructief onderzoek (NDO), terwijl
dit bij HFK soms wordt geëist. Tevens
wordt er toezicht van de NoBo vereist
tijdens de fabricage en moet de NoBo
(notified body) aanwezig zijn bij de
drukproef tijdens het afpersen van de
installatie. Bij de HFK is dit ook tijdens
de fabricage meestal het geval, terwijl
tijdens de drukproef van installaties
volgens categorie 2/3 dit meestal steekproefsgewijs
plaatsvindt. Voor categorie
4 moet de NoBo aanwezig zijn.
Van belang is natuurlijk dat alle materialen
met specificatie, chargenummer
en fabrikant op een checklist worden
aangegeven. Volgens de PED is het
verplicht om op de benodigde classificatielijst
alle leidingen van de installatie
met code en fabricagenummer aan te
geven. Tevens moet op de lijst van het
onderzoeksrapport radiografie van de
Röntgen Technische Dienst alle onderzochte
lasverbindingen gecodeerd en
traceerbaar staan aangegeven.
Anders
Wat is er nu eigenlijk anders? Het
afpersen is in beide gevallen nodig.
Er is dus geen wezenlijk verschil. Om
de in het systeem aanwezige lucht te
verwijderen moet men in beide gevallen
vacumeren. Ter voorkoming van
spanningscorrosie is het bij de NH3-
installatie niet noodzakelijk dat na het
vacumeren al het vocht is verwijderd,
terwijl dit bij de HFK-installatie wel
het geval is. Het vullen en in werking
stellen is voor beide koudemiddelen
eigenlijk identiek. Er is geen noemenswaardig
verschil aan te geven.
Zowel voor de NH 3
- en de HFK-installatie
(R134a en R507) is het noodzakelijk
om de vereiste documenten aan
te leveren. Deze omvatten natuurlijk de
bedienings-, onderhouds- en veiligheidsinstructies.
Voor de ammoniakinstallatie
geldt dat men volgens de
PGS 13 minstens 1 maal per jaar de
installatie moet controleren. Ook voor
de hier beschreven HFKinstallatie
is dit minimaal
1 maal per jaar. Het aantal
malen is afhankelijk van de
koudemiddelinhoud.
De (R717) ammoniakinstallatie
moet men controleren
(in verband met
veiligheid) door minimaal
twee personen. Er moet een
werkvergunning aanwezig
zijn van de bedrijfsleiding
om deze werkzaamheden te
mogen uitvoeren. Vanwege
de vaak hogere persgastemperatuur
is het van belang
om de kwaliteit van de olie
regelmatig te controleren.
Lastig
In principe bestaat er
eigenlijk geen verschil in het
ontwerpen, installeren en in
bedrijf stellen van NH 3
- en
HFK-installaties. Maar men
moet wel rekening houden
met de hierop van toepassing
zijnde ontwerpuitgangspunten,
veiligheidsrisico’s, richtlijnen en
wetgeving.
Het lijkt natuurlijk wel een lastig maar
als de onderneming bijvoorbeeld al in
het bezit is van een PED typekeur 3, is
een dergelijk traject al veel makkelijker
te doorlopen. De firma Van Abeelen
Koeltechniek heeft tijdens het gehele
proces van ontwerp tot inbedrijfstelling
Samenvatting
Marktontwikkeling en wijziging van
wet- en regelgeving verplichten ondernemingen
vaak tot het doorvoeren van
veranderingen in de bedrijfsvoering.
Vernieuwing en innovatie zijn daarbij
noodzakelijk om ook de komende
decennia koude-installaties met natuurlijke
koudemiddelen te ontwerpen en te
installeren. Scholing en verbreding van
kennis, kunde en vaardigheden van alle
medewerkers in het bedrijf is dan een
belangrijke eerste stap. De opgedane
ervaring tijdens het gehele traject is van
grote waarde gebleken voor de onderneming.
Men is mede hierdoor voor
het doen van zaken in de toekomst
voorbereid.
Bij de NH3-installatie
moeten alle leidingstukken
en lassen
traceerbaar en daarom
gemerkt zijn.
en onderhoud veel ervaring opgedaan.
Deze opgedane ervaring zou men niet
graag willen missen. Men is er nu klaar
voor om de volgende NH 3
-installaties
te gaan (af)leveren.
Nadere informatie
info@vanabeelen-koeltechniek.nl
Summary
New marketing developments and
changing of law- and legislation are
essentially for contracting companies
to adapt their policy. Renewing and
innovation are required to survive and
be able to design and install Refrigeration
Plants with natural Refrigerants.
Education and a wide range of knowledge,
expertise and practise for all the
people employed in the company is a
very important first step. The obtained
experience during the total procedure
is of great importance for the company.
Afterwards it appears that the company
is ready and prepared for business in
the future.
techniek
101e Jaargang nr. 3 - maart 2008
33