Basisvoorschriften huisstijl Rapport extern - LNE.be
Basisvoorschriften huisstijl Rapport extern - LNE.be
Basisvoorschriften huisstijl Rapport extern - LNE.be
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Beperkte verspreiding<br />
(Contract 031622)<br />
Onderzoeken en inventariseren van oorzaken<br />
van lekkage van ozonafbrekende stoffen en<br />
gefluoreerde broeikasgassen uit koelinstallaties<br />
en voorstellen van emissiereducerende<br />
maatregelen<br />
Vito: Els Hooy<strong>be</strong>rghs, Hendrik Van Rompaey<br />
Coolconsult: Wilfried De Smet<br />
Studie uitgevoerd in opdracht van Aminal<br />
2005/IMS/R/<br />
Vito i.s.m. Coolconsult<br />
Januari 2005
VERSPREIDINGSLIJST<br />
Aminal: 15 exemplaren<br />
Coolconsult: 5 exemplaren<br />
Vito: 10 exemplaren<br />
1
2<br />
INHOUDSTABEL<br />
0 MANAGEMENT SAMENVATTING ................................................................................................... 9<br />
1 HOOFDSTUK 1: BESCHRIJVING BESTAANDE TOESTAND .................................................... 15<br />
1.1 Doelstelling..................................................................................................................................... 15<br />
1.2 Indeling koelinstallaties.................................................................................................................. 15<br />
1.2.1 Industriële en commerciële koeling ........................................................................................... 17<br />
1.2.2 Uitvoeringsvormen industriële en commerciële koelinstallatie................................................. 18<br />
1.2.3 Gekoeld transport....................................................................................................................... 19<br />
1.2.4 Stationaire airconditioning......................................................................................................... 21<br />
1.2.5 Mobiele airconditioning............................................................................................................. 23<br />
1.3 Afbakening koelinstallaties............................................................................................................. 24<br />
1.3.1 Op basis van capaciteiten........................................................................................................... 24<br />
1.3.2 Op basis van lekrisico’s ............................................................................................................. 24<br />
1.4 Overzicht van de verschillende koudemiddelen per uitvoeringstype.............................................. 25<br />
1.5 Belangrijke fysische eigenschappen van de koudemiddelen........................................................... 27<br />
1.6 De <strong>be</strong>naming van de koudemiddelen.............................................................................................. 28<br />
1.7 Onderdelen van een koelinstallatie ................................................................................................ 29<br />
1.7.1 Verdampers................................................................................................................................ 29<br />
1.7.2 Compressoren ............................................................................................................................ 30<br />
1.7.3 Condensors ................................................................................................................................ 37<br />
1.7.4 Expansieapparaten ..................................................................................................................... 39<br />
1.7.5 Regelingen, regelapparaten en regelsystemen ........................................................................... 40<br />
1.7.6 Koelleidingen............................................................................................................................. 41<br />
1.7.7 Koppelingen en verbindingen.................................................................................................... 41<br />
1.7.8 Appendages ............................................................................................................................... 43<br />
1.7.9 Hulp(rand)apparatuur ................................................................................................................ 46<br />
1.8 Soorten lekken en structurele oorzaken van lekkages .................................................................... 47<br />
1.8.1 Soorten lekken ........................................................................................................................... 47<br />
1.8.2 Structurele oorzaken van lekkages ............................................................................................ 50<br />
1.8.3 Risico voor lekverliezen in een koelinstallatie .......................................................................... 55<br />
1.8.4 Algemene <strong>be</strong>schouwingen over onderhoud............................................................................... 56<br />
1.9 Casuïstiek: Verslagen van incidenten aan koelinstallaties met koudemiddelverlies tot gevolg ..... 57<br />
1.9.1 Algemeen................................................................................................................................... 57<br />
1.9.2 Lijst incidenten .......................................................................................................................... 58<br />
1.10 Overleg met experten uit binnen- en buitenland............................................................................. 60<br />
1.10.1 Overleg met TNO (Nederland) ............................................................................................. 60<br />
1.10.2 Informatie van STEK............................................................................................................ 62<br />
1.10.3 De Regeling Lekdichheidsvoorschriften Koelinstallaties (RLK) ......................................... 63<br />
1.10.4 Bedrijfs<strong>be</strong>zoek BASF ........................................................................................................... 64<br />
1.10.5 Bezoek aan koelinstallaties van grootwarenhuizen............................................................... 65<br />
1.10.6 Deelname aan conferentie over natuurlijke koudemiddelen te Glasgow .............................. 66<br />
1.10.7 Bezoek aan een grootwarenhuis in het Groot Hertogdom Luxemburg................................. 67<br />
2 HOOFDSTUK 2: UITVOERING METINGEN AAN KOELINSTALLATIES .............................. 69<br />
2.1 Doelstelling..................................................................................................................................... 69<br />
2.2 Onderhoudsvoorschrift voor koelinstallaties ................................................................................. 69
2.2.1 Regels in acht te nemen door de gebruiker ................................................................................ 69<br />
2.2.2 Onderhoud uit te voeren door de koeltechnieker ....................................................................... 70<br />
2.3 Procedures voor handelingen uit te voeren door koeltechnici ....................................................... 73<br />
2.3.1 Lijst van de uit te voeren handelingen ....................................................................................... 73<br />
2.3.2 Procedure per handeling............................................................................................................. 74<br />
2.4 Keuze van het koudemiddel en gevolgen op het energieverbruik ................................................... 87<br />
2.5 Het concept TEWI........................................................................................................................... 89<br />
2.6 Handelingen en metingen aan koelinstallaties ............................................................................... 92<br />
2.6.1 Inleiding ..................................................................................................................................... 92<br />
2.6.2 Beschrijving van de testen ......................................................................................................... 93<br />
2.6.3 Resultaten van de testen ........................................................................................................... 100<br />
2.6.4 Besluit ...................................................................................................................................... 108<br />
2.7 Inventaris vereist gereedschap ..................................................................................................... 108<br />
3 HOOFDSTUK 3: VERBETERDE EMISSIEFACTOREN.............................................................. 109<br />
3.1 Doelstelling................................................................................................................................... 109<br />
3.2 Evaluatie en conclusie .................................................................................................................. 109<br />
4 HOOFDSTUK 4: EVALUATIE EN VOORSTELLEN VAN EMISSIEREDUCERENDE<br />
MAATREGELEN.......................................................................................................................................... 110<br />
4.1 Doelstelling................................................................................................................................... 110<br />
4.2 Evaluatie van de huidige situatie.................................................................................................. 110<br />
4.2.1 Algemeen ................................................................................................................................. 110<br />
4.2.2 Milieu<strong>be</strong>wustzijn...................................................................................................................... 110<br />
4.2.3 Lekkende installaties................................................................................................................ 110<br />
4.2.4 Waarom is een ammoniakinstallatie wel lekdicht? .................................................................. 111<br />
4.2.5 Technische problemen ............................................................................................................. 111<br />
4.2.6 Prijs van gefluoreerde koudemiddelen..................................................................................... 112<br />
4.2.7 Alternatieve koudemiddelen .................................................................................................... 112<br />
4.3 Beleidsvoorstellen......................................................................................................................... 113<br />
4.3.1 Verhogen van het milieu<strong>be</strong>wustzijn t.o.v. gefluoreerde koudemiddelen ................................. 113<br />
4.3.2 Het verkrijgen van lekvrije installaties..................................................................................... 113<br />
4.3.3 Andere mogelijke technische aan<strong>be</strong>velingen ........................................................................... 114<br />
4.3.4 Prijs van gefluoreerde koudemiddelen..................................................................................... 115<br />
4.3.5 Alternatieve koudemiddelen .................................................................................................... 115<br />
4.4 Evaluatie van de Belgische norm NBN EN 378............................................................................ 115<br />
4.4.1 Ontwerp, constructie, <strong>be</strong>proeven, merken en documentatie van koelsystemen en<br />
warmtepompen ....................................................................................................................................... 116<br />
4.4.2 Bediening, onderhoud, reparatie en herstelling van koelsystemen en warmtepompen............ 117<br />
4.4.3 Evaluatie van de norm EN 378 ................................................................................................ 117<br />
4.5 Het verkrijgen van ecologiepremie............................................................................................... 118<br />
4.5.1 Inleiding ................................................................................................................................... 118<br />
4.5.2 Welke soorten van koelinstallaties komen in aanmerking voor subsidie? ............................... 118<br />
4.5.3 Hoeveel <strong>be</strong>draagt de premie? ................................................................................................... 119<br />
4.5.4 Hoe een aanvraag in te dienen?................................................................................................ 120<br />
5 Bibliografie............................................................................................................................................ 121<br />
6 Bijlagen.................................................................................................................................................. 123<br />
3
4<br />
LIJST MET FIGUREN<br />
Figuur 1: Schets van een open compressor....................................................................................................... 31<br />
Figuur 2: Asafdichting ...................................................................................................................................... 32<br />
Figuur 3: Schets van een semi-hermetische compressor................................................................................... 33<br />
Figuur 4: Schets van een hermetische compressor ........................................................................................... 34<br />
Figuur 5: Zuigercompressor ............................................................................................................................. 35<br />
Figuur 6: Schroefcompressor............................................................................................................................ 36<br />
Figuur 7: Werking scrollcompressor ................................................................................................................ 37<br />
Figuur 8: Flareverbinding................................................................................................................................. 42<br />
Figuur 9: Flare-apparaat voor het maken van een flare .................................................................................. 42<br />
Figuur 10: Maken van trompetvormig uiteinde aan een leiding bij flareverbinding ........................................ 94<br />
Figuur 11: Trompetvormig uiteinde van een leiding bij flareverbinding.......................................................... 94<br />
Figuur 12: Aandraaien van de flareverbinding ................................................................................................ 95<br />
Figuur 13: Proefstuk met flareverbindingen ..................................................................................................... 95<br />
Figuur 14: Aantal en <strong>be</strong>naming flareverbindingen........................................................................................... 96<br />
Figuur 15: Testen van de flareverbindingen onder stikstofdruk in water (groot lek aan flare rechts) ............. 96<br />
Figuur 16: Stikstoflassen................................................................................................................................... 97<br />
Figuur 17: Proefstuk met gebraseerde verbindingen........................................................................................ 98<br />
Figuur 18: Eerste koelinstallatie....................................................................................................................... 99<br />
Figuur 19: Koelinstallatie Coolconsult............................................................................................................. 99<br />
Figuur 20: Normaalverdeling van alle lekken zonder gebruik ringetje (1 e en 2 e pogingen)........................... 101<br />
Figuur 21: Verdeling volgens de grootte van de lekken.................................................................................. 102<br />
Figuur 22: Verdeling flarelekken volgens de ervaring van de koeltechnieker................................................ 103<br />
Figuur 23: Normaalverdeling van alle lekken bij gebruik ringetje (1 e en 2 e poging) ..................................... 104<br />
Figuur 24: Normaalverdeling van de lekken aan gebraseerde verbindingen ................................................. 105<br />
Figuur 25: Normaalverdeling van de hoeveelheid gelekt koudemiddel tijdens het vullen en vacuüm trekken<br />
van de installaties............................................................................................................................. 107
LIJST MET AFKORTINGEN<br />
bv. bijvoor<strong>be</strong>eld<br />
BVK Belgische Vereniging voor Koeltechniek<br />
(Belgische Antenne van IIF = Institut International du Froid / IIR =<br />
International Institute of Refrigeration)<br />
ca. circa<br />
CECOMAF Comité Européen des Constructeurs de Matériel Frigorifique<br />
CFK chloorfluorkoolstof<br />
CO2<br />
koolstofdioxide<br />
COP coefficient of performance (Qc/W)<br />
DX directe expansie<br />
DT of ΔT delta temperatuur (temperatuurverschil)<br />
EIA energie-investeringsaftrek<br />
EN Europese norm<br />
GPG Good Practice Guidances<br />
HCFK chloorfluorkoolwaterstof<br />
HFK fluorkoolwaterstof<br />
hd hogedruk<br />
K Kelvin<br />
kg kilogram<br />
kJ kilojoule<br />
kW kilowatt<br />
ld lagedruk<br />
lt staal lage temperatuur staal<br />
md middendruk<br />
MIA milieu-investeringsaftrek<br />
NOKS Nationaal Onderzoek Koudemiddelstromen<br />
Pa Pascal<br />
PFK perfluorkoolstof<br />
pH zuurtegraad<br />
PED Pressure Equipment Directive<br />
R (407c) refrigerant (koudemiddel)<br />
RLK Regeling Lekdichtheidsvoorschriften Koelinstallaties<br />
ROB Reductie Overige Broeikasgassen<br />
Qc<br />
warmte afgegeven aan de condensor<br />
Qo<br />
warmte opgenomen aan de verdamper<br />
Qc/W COP (zie eerder)<br />
Qo/W koudefactor<br />
STEK Stichting Erkenning Koeltechnisch Installateur<br />
tc<br />
condensatietemperatuur<br />
to<br />
verdampingstemperatuur<br />
TEV thermostatisch expansieventiel<br />
TEWI Total Equivalent Warming Impact<br />
t.o.v. ten opzichte van<br />
5
6<br />
UBF Unie der Belgische Frigoristen (groepering van de Koninklijke<br />
Belgische Vereniging voor Koude en Lucht<strong>be</strong>handeling)<br />
VAMIL willekeurige afschrijving milieu-investeringen<br />
W ar<strong>be</strong>id opgenomen door de koelmachine
VERKLARENDE WOORDENLIJST<br />
Eutectische platen zijn platte containers die een oplossing <strong>be</strong>vatten die bij een <strong>be</strong>paalde<br />
temperatuur, afhankelijk van de oplossing, <strong>be</strong>vriest. Men vriest<br />
deze platen in met <strong>be</strong>hulp van een koelcel of van een ander geschikt<br />
toestel, waarna deze gedurende het ontdooien gedurende lange tijd<br />
warmte opnemen bij hun smelttemperatuur. Dikwijls worden<br />
koeltoestel en platen gemonteerd op een kleine vrachtwagen<br />
waarmee koel of diepvriesproducten worden vervoerd. Het opladen<br />
ge<strong>be</strong>urt dan 's avonds in de garage.<br />
Koudemiddel–<br />
koudedrager<br />
Koudemiddel: vloeistof die wordt gebruikt voor warmteoverdracht<br />
in een koelsysteem, en die warmte bij lage temperatuur en lage druk<br />
opneemt en bij hoge temperatuur en hoge druk afgeeft, hetgeen<br />
doorgaans gepaard gaat met een faseverandering van het<br />
koudemiddel.<br />
Koudedrager: vloeistof voor warmteoverdracht waarbij de fasetoestand<br />
van het medium niet verandert.<br />
Zo is koud water een koudedrager en R407c een koudemiddel.<br />
Koudefactor verhouding tussen het opgenomen vermogen van de koelmachine en<br />
de aan de verdamper nuttig onttrokken warmte (met verkeerd<br />
woordgebruik: de geproduceerde nuttige koude). Staat tegenover<br />
de COP (coefficient of performance) van een warmtepomp waar<br />
gesproken wordt over de verhouding tussen de aan de condensor<br />
afgegeven warmte en de door de machine opgenomen elektrische<br />
energie.<br />
Capaciteit van een<br />
koelinstallatie<br />
is de hoeveelheid warmte die de koelinstallatie aan de verdamper<br />
kan onttrekken<br />
Open compressor een compressor waarbij de aandrijfas naar buiten is gevoerd en die<br />
dus met gelijk welke type motor kan worden aangedreven<br />
Semi-hermetische<br />
compressor<br />
Hermetische<br />
compressor<br />
is een volledig gesloten compressor, met ingebouwde motor, maar<br />
waarvan de onderdelen kunnen vervangen worden door het<br />
openschroeven van toegangsluiken<br />
is een volledig gesloten compressor die niet kan geopend worden<br />
zonder de omkapseling door te slijpen. Deze compressor is niet<br />
<strong>be</strong>doeld om hersteld te worden.<br />
Scroll compressoren zijn hermetische compressoren waarbij de compressie ge<strong>be</strong>urt door<br />
twee in elkaar draaiende slakkenhuisvormige delen. Dit actueel<br />
type compressor is vooral populair in klima toepassingen voor een<br />
capaciteit per compressor tot 30 kW.<br />
7
8<br />
Schroefcompressoren deze compressoren voor grotere capaciteiten tot 1000 kW werken<br />
door het in elkaar draaien van twee schroefvormen. Zij zijn zeer<br />
dikwijls van het open type.<br />
Centrifugale<br />
compressoren<br />
zijn compressoren voor zeer grote capaciteiten, tot 4 MW per<br />
eenheid, die werken op het principe van de centrifugaalkracht; de<br />
enige elementen tussen de stilstaande en de <strong>be</strong>wegende delen zijn de<br />
lagers.
0 MANAGEMENT SAMENVATTING<br />
Bepaalde ozonafbrekende stoffen (HCFK’s) en gefluoreerde broeikasgassen (HFK’s en<br />
PFK’s) worden in Vlaanderen veelvuldig gebruikt als koudemiddel in koel- en<br />
lucht<strong>be</strong>handelingsinstallaties.<br />
Uit de emissie-inventarisatie 1 blijkt dat in 2003 de emissies van ozonafbrekende stoffen en<br />
gefluoreerde broeikasgassen uit koel- en lucht<strong>be</strong>handelingsinstallaties het grootste aandeel<br />
heb<strong>be</strong>n in de totale uitstoot van deze stoffen. Daarnaast geven emissieprognoses voor<br />
ozonafbrekende stoffen en gefluoreerde broeikasgassen 2 aan dat de emissies van<br />
gefluoreerde broeikasgassen uit koel- en lucht<strong>be</strong>handelingsinstallaties nog sterk zullen<br />
toenemen.<br />
In kader van internationale afspraken zoals het Protocol van Montreal <strong>be</strong>treffende stoffen<br />
die de ozonlaag afbreken en het Kyotoprotocol inzake klimaatsverandering heeft het<br />
Vlaams gewest zich ertoe geëngageerd om een trendbreuk in deze emissies te<br />
verwezenlijken en de emissies van deze polluenten terug te dringen.<br />
Doordat er momenteel van <strong>be</strong>leidszijde onvoldoende inzichten <strong>be</strong>staan omtrent de<br />
werkelijke oorzaken van de grote lekverliezen werd deze studie opgezet.<br />
Het onderzoek van deze studie moet leiden tot een grondige analyse van lekkage-oorzaken<br />
uit koel- en lucht<strong>be</strong>handelingsinstallaties en de resultaten moeten onder meer mogelijke<br />
emissiereducerende maatregelen <strong>be</strong>vatten.<br />
De studie werd ingedeeld in vier fasen, als volgt:<br />
Fase 1: Beschrijving van de <strong>be</strong>staande toestand<br />
Fase 2: Uitvoering van metingen aan koelinstallaties<br />
Fase 3: Ver<strong>be</strong>terde emissiefactoren<br />
Fase 4: Evaluatie en voorstellen van emissiereducerende maatregelen<br />
In de eerste fase wordt een indeling gegeven van de koelinstallaties en wordt dieper<br />
ingegaan op het onderscheid tussen industriële en commerciële koelinstallaties, zowel in de<br />
historische context als de huidige. Vandaag is het onderscheid tussen industriële en<br />
commerciële installaties op technisch vlak artificieel omdat <strong>be</strong>ide eigenlijk gelijkaardig zijn<br />
van opbouw en ze enkel verschillen op het vlak van de omgeving waar ze zich <strong>be</strong>vinden.<br />
Om de oorzaken van lekverliezen zo goed mogelijk in kaart te brengen werd in de eerste<br />
fase een uitgebreide <strong>be</strong>schrijving gegeven van de onderdelen van koelinstallaties met<br />
1 ECONOTEC, Update of the emission inventory of ozone depleting substances, HFCs, PFCs and SF6. 2003.<br />
2 VITO, Opstellen van emissieprognoses voor ozonafbrekende stoffen en gehalogeneerde broeikasgassen en kwantificeren<br />
van het reductiepotentieel van mogelijke maatregelen, studie uitgevoerd in opdracht van het Ministerie van de Vlaamse<br />
Gemeenschap, AMINAL, Afdeling Algemeen Milieu- en Natuur<strong>be</strong>leid – sectie lucht, 2002<br />
9
10<br />
aandacht voor deze delen die lekgevoelig kunnen zijn. Er wordt verder een <strong>be</strong>schrijving<br />
gegeven van soorten lekken, waarin onderscheid gemaakt wordt tussen incidentele lekken<br />
en structurele lekken. Incidentele lekken heb<strong>be</strong>n doorgaans tot gevolg dat een groot deel of<br />
de ganse koudemiddelinhoud van de installatie op een korte tijd verloren gaat. Structurele<br />
lekken daarentegen zijn kleiner, met als gevolg een langzame emissie van koudemiddel en<br />
tevens dat ze mogelijk slechts na verloop van lange tijd opgemerkt worden.<br />
Een interessant onderdeel van de studie is een uitgebreide lijst van meer dan 60 incidenten<br />
met lekken aan koelinstallaties. Deze incidenten werden qua oorzaak onderverdeeld in<br />
fouten bij:<br />
het concept<br />
de montage<br />
het onderhoud<br />
de gebruiker van de installatie<br />
waarbij tot uiting komt dat ongeveer één derde van alle incidenten te maken heb<strong>be</strong>n met<br />
fouten in het concept, één vijfde met montagefouten en meer dan 40% een gevolg zijn van<br />
slecht onderhoud. Onderhoud blijkt dus de meest <strong>be</strong>langrijke factor waarop moet ingespeeld<br />
worden, maar het blijkt hieruit duidelijk dat op het niveau van het concept ook maatregelen<br />
noodzakelijk zijn.<br />
Nog steeds in het kader van de eerste fase werd overleg met andere deskundigen<br />
georganiseerd en werden diverse <strong>be</strong>zoeken afgelegd aan koelinstallaties. De 6 de IIR Gustav<br />
Lorentzen conferentie werd eind augustus 2004 in Glasgow bijgewoond. Hier werden<br />
diverse lezingen gegeven over nieuwe technieken van koelinstallaties op natuurlijke<br />
koudemiddelen, zijnde vooral ammoniak, kooldioxide en koolwaterstoffen. Hieruit blijkt dat<br />
er toch reeds heel wat ervaring <strong>be</strong>staat met dergelijke koelinstallaties en dat deze doorgaans<br />
<strong>be</strong>ter scoren wat energie-efficiëntie <strong>be</strong>treft. Het nadeel is de initiële kostprijs die hoger ligt<br />
omwille van de grotere complexiteit van de koelinstallatie.<br />
Fase 2 <strong>be</strong>staat onder meer uit het uitvoeren van metingen aan koelinstallaties. Het hoofdstuk<br />
start met onderhoudsvoorschriften voor koelinstallaties waarin regels gegeven worden die in<br />
acht te nemen zijn door de gebruikers en door de koeltechniekers. Deze regels zijn afgeleid<br />
uit de Code van Goede Praktijk, opgesteld door het UBF.<br />
Er worden verder enkele technische <strong>be</strong>rekeningen weergegeven waaruit bijvoor<strong>be</strong>eld blijkt<br />
dat ammoniak als koudemiddel heel wat <strong>be</strong>ter scoort dan R134a. Ook worden <strong>be</strong>rekeningen<br />
uitgevoerd over het TEWI (Total Equivalent Warming Impact) waaruit het grote <strong>be</strong>lang<br />
blijkt van het elektriciteitsverbruik van de installatie. De impact<strong>be</strong>rekening daarvan in CO2equivalenten<br />
is dan ook zeer sterk afhankelijk van het lokale productiepark van elektriciteit<br />
(aandeel nucleair of hernieuwbaar ten opzichte van fossiele brandstoffen).<br />
In samenwerking met twee koeltechnische firma’s werden een aantal testen uitgevoerd met<br />
ervaren en minder ervaren koeltechniekers. Deze testen <strong>be</strong>stonden uit een aantal<br />
handelingen die frequent door koeltechnici moeten uitgevoerd worden, zoals het maken van<br />
verbindingsstukken met flares en het maken van verbindingsstukken door hardsolderen.<br />
Daarnaast legden enkele koeltechnici een proef af waarbij een <strong>be</strong>staande koelinstallatie<br />
moest gevuld worden met een koudemiddel en in werking gesteld worden. Daarna moest de<br />
installatie terug stilgelegd worden, het koudemiddel weggezogen en de installatie<br />
gevacumeerd worden. Het verschil in gewicht van koudemiddel geeft aan hoeveel er<br />
verloren werd door deze handelingen.
Het <strong>be</strong>sluit van de praktische proeven is dat flareverbindingen een intrinsieke oorzaak van<br />
lekkende koelinstallaties vormen. In tegenstelling tot wat verwacht kon worden is het<br />
maken van een lekdichte flare echter niet afhankelijk van de ervaring van de koeltechnieker.<br />
De techniek van het flaren op zich is wel verantwoordelijk voor de hoge lekgevoeligheid. Er<br />
werd echter een <strong>be</strong>duidend <strong>be</strong>tere lekdichtheid <strong>be</strong>reikt op basis van testen verricht met<br />
flareverbindingen waarbij een bijkomend ringetje gebruikt werd.<br />
Gebraseerde verbindingen daarentegen geven weinig tot geen aanleiding tot lekverliezen.<br />
Koudemiddelverlies treedt voornamelijk op door vergetelheid of onhandigheid van<br />
<strong>be</strong>trokken koeltechnieker. Een goede opleiding van de koeltechnieker en een correcte<br />
uitvoering zijn hier van groot <strong>be</strong>lang.<br />
Tijdens het vullen en vacuüm trekken van een koelinstallatie kan, mits een correcte<br />
uitvoering en het gebruik van goed en geschikt materiaal, veel koudemiddelverlies worden<br />
<strong>be</strong>spaard. Kleine fouten kunnen zich vertalen in grote verliezen. Hoewel het gewicht aan<br />
koudemiddelverlies per installatie slechts enkele tientallen of maximaal enkele honderden<br />
grammen <strong>be</strong>draagt, komt dit voor Vlaanderen overeen met een <strong>be</strong>duidende hoeveelheid<br />
koudemiddel dat in de atmosfeer wordt geëmitteerd.<br />
In fase 3 was de expliciete vraag om na te gaan of de huidige emissiefactor van 20% per<br />
jaar 3 , die gebruikt wordt voor het koudemiddelverlies tijdens de levensduur van<br />
koelinstallaties, dient onderscheiden te worden voor industriële en commerciële<br />
koelinstallaties. Het onderzoek was niet gericht op de evaluatie van de emissiefactor op<br />
zich, maar wel op de differentiatie ervan tussen koelinstallaties in <strong>be</strong>ide gemelde<br />
omgevingen.<br />
In principe zijn de koelinstallaties in <strong>be</strong>ide omgevingen gelijk van opbouw en is het<br />
voorkomen van lekkages vooral het gevolg van een slecht concept en van onvoldoende of<br />
slecht onderhoud. Dit laatste komt naar alle waarschijnlijkheid meer voor in een<br />
commerciële omgeving dan in een industriële omgeving, tenminste gemiddeld genomen,<br />
maar het is in de huidige omstandigheden niet mogelijk om daar een kwantificatie voor te<br />
geven. Er wordt daarom voorgesteld om de oorspronkelijke eenvormige emissiefactor voor<br />
industriële en commerciële koelinstallaties te <strong>be</strong>houden.<br />
In fase 4 worden <strong>be</strong>sluiten getrokken en <strong>be</strong>leidsvoorstellen geformuleerd. Anders dan<br />
hetgeen bij de aanvang van de studie kon verwacht worden is het niet zo dat wel<strong>be</strong>paalde<br />
onderdelen of materialen van koelinstallaties kunnen aangewezen worden als oorzaak van<br />
lekken. Evenmin zijn het wel<strong>be</strong>paalde handelingen die aanleiding geven tot lekken.<br />
De studie wijst dan weer wel duidelijk uit dat er een algemene achteloosheid bij<br />
koeltechnici <strong>be</strong>staat ten opzichte van lekkages van koudemiddel en dat vele koeltechnici<br />
over onvoldoende gedegen kennis <strong>be</strong>schikken om lekken te voorkomen.<br />
Er is nog steeds onvoldoende <strong>be</strong>wustzijn over de milieuschade (voornamelijk<br />
broeikaseffect) die gefluoreerde koudemiddelen kunnen teweegbrengen. Een tweede<br />
vaststelling is dat het veelal als normaal <strong>be</strong>schouwd wordt dat koelinstallaties lekken<br />
3<br />
Gebruikt bij het opstellen van de officiële emissie-inventaris O3-afbrekende stoffen en F-gassen (jaarlijks<br />
opgemaakt wordt door Econotec).<br />
11
12<br />
vertonen. Het is echter <strong>be</strong>wezen, onder meer aan de hand van de uitgevoerde testen in deze<br />
studie, dat het perfect mogelijk is dat een koelinstallatie volkomen lekdicht is en ook blijft.<br />
Een bijkomend argument dat het slordige omspringen met koudemiddelen in de hand werkte<br />
was de lage kostprijs van koudemiddelen. Vandaag is de prijs sterk gestegen waardoor de<br />
neiging <strong>be</strong>staat er ook zuiniger mee om te springen.<br />
In de studie werd aan de hand van praktijkvoor<strong>be</strong>elden duidelijk aangetoond dat<br />
koelinstallaties die werken met alternatieve koudemiddelen (ammoniak, CO2, koolwaterstoffen)<br />
<strong>be</strong>staan en hun deugdelijkheid <strong>be</strong>wezen heb<strong>be</strong>n. Dergelijke installaties zijn<br />
het experimentele stadium voorbij en er werd aangetoond dat hun energieverbruik<br />
doorgaans lager is dan dat van de <strong>be</strong>staande installaties op gefluoreerde koudemiddelen.<br />
Het enige nadeel van de alternatieve koelinstallaties is dat de installatiekost hoger is en dat<br />
er een zekere weerstand bij de klanten heerst ten opzichte van de nog minder courante<br />
technologie, mede in de hand gewerkt door de hogere kostprijs. Er werd echter wel<br />
duidelijk aangetoond dat de payback voor dergelijke installaties -zelfs zonder subsidies- vrij<br />
kort is door het gereduceerde energieverbruik.<br />
De <strong>be</strong>leidsvoorstellen zijn dan ook de volgende:<br />
Het <strong>be</strong>wustzijn van de milieuschade van gefluoreerde koudemiddelen kan verhoogd worden<br />
door:<br />
• sensibilizeringscampagnes: bijvoor<strong>be</strong>eld via de federaties, via folders te verspreiden<br />
onder de koelfirma’s en –technici, via vaktijdschriften<br />
• opleiding: als deel van de opleiding dienen zowel de koelfirma’s die zich o.a. <strong>be</strong>zig<br />
houden met het ontwerp van installaties als de koeltechnici <strong>be</strong>wust gemaakt te<br />
worden van de milieuschade die gefluoreerde koudemiddelen teweegbrengen en de<br />
doelstellingen die terzake <strong>be</strong>staan o.m. in het kader van het Protocol van Kyoto<br />
Het realiseren van lekvrije installaties kan <strong>be</strong>leidsmatig verder <strong>be</strong>ïnvloed worden door:<br />
• Opleiding en erkenning van vaktechnici. Daarbij dient in acht genomen te worden<br />
dat niet alleen een opleiding en erkenningsregeling van de koeltechnici zelf, zoals ze<br />
in de <strong>be</strong>staande wetgeving reeds uitgewerkt is, <strong>be</strong>langrijk is maar tevens een<br />
opleiding en erkenningsregeling voor ontwerpers van koelinstallaties.<br />
• De uitvoering van een druktest verplicht maken bij aanvaarding van een niethermetische<br />
koelinstallatie.<br />
• Het vermijden van flareverbindingen waar deze niet noodzakelijk zijn en kunnen<br />
vervangen worden door gebraseerde verbindingen. Indien flareverbindingen noodzakelijk<br />
zijn, dient het type met een ringetje of het type STEK-flare gebruikt te<br />
worden.<br />
• Een nieuwe installatie kan vandaag ontworpen worden zonder gebruik te maken van<br />
flareverbindingen. Alle noodzakelijke onderdelen <strong>be</strong>staan op de markt in een<br />
uitvoering om te braseren. Flares zouden in dit geval enkel toegelaten mogen<br />
worden voor tijdelijke verbindingen, bijvoor<strong>be</strong>eld om <strong>be</strong>paalde werkzaamheden uit<br />
te voeren.<br />
• Bij <strong>be</strong>staande installaties moeten flareverbindingen nog toegelaten blijven voor<br />
onderdelen die nog niet uitgerust zijn voor braseerbare koppelingen. Indien deze
onderdelen echter aan vervanging toe zijn dient wel zoveel mogelijk overgeschakeld<br />
te worden op ver<strong>be</strong>terde onderdelen voorzien van braseerbare koppelingen.<br />
• Een <strong>be</strong>langrijke taak blijft deze van de Afdeling Milieu-inspectie van Aminal.<br />
Slechts door blijvende controle van koelinstallaties zal de motivatie tot het<br />
verkrijgen van lekvrije installaties verhogen.<br />
Andere mogelijke technische aan<strong>be</strong>velingen zijn:<br />
• Voor nieuwe grote airco-installaties vanaf 50 kW vermogen en in combinatie met<br />
meerdere verdampers (bijvoor<strong>be</strong>eld vanaf 5 verdampers) kan en zou steeds gewerkt<br />
moeten worden met indirecte koeling.<br />
• Bij nieuwe installaties dient het gebruik van open compressoren in combinatie met<br />
gehalogeneerde koudemiddelen vermeden te worden.<br />
• Het toepassen van capillairen dient zoveel mogelijk vermeden te worden en gebruik<br />
maken van geschikte synthetische aansluitslangen.<br />
• Op elke compressor dient een handvergrendelde hogedrukpressostaat te worden<br />
gemonteerd. Deze pressostaat moet aangesloten worden op het door de fabrikant<br />
voorziene aansluitpunt op de kop van de compressor, zodat deze niet door een kraan<br />
afsluitbaar is. De pressostaat moet worden afgesteld op de hoogst mogelijke<br />
werkdruk van de compressor.<br />
• De traditionele types van expansieventielen zijn voorzien van flareverbindingen<br />
voor de aansluiting aan de vloeistofzijde en de zuigzijde. Door de grote<br />
temperatuurverschillen die vooral aan de zuigzijde optreden tijdens het ontdooien<br />
komen daar frequent lekken voor. Er <strong>be</strong>staan ver<strong>be</strong>terde types van expansieventielen<br />
waarbij de aansluitingen dienen gebraseerd of gelast te worden. Het verdient<br />
aan<strong>be</strong>veling deze ver<strong>be</strong>terde types te gebruiken.<br />
• Alle corrodeerbare (stalen) onderdelen van een koelinstallatie, zoals bijvoor<strong>be</strong>eld<br />
stalen vloeistofafscheiders, stalen kranen en dito leidingen, dienen goed<br />
onderhouden en zonodig tegen corrosie <strong>be</strong>schermd te worden. Indien mogelijk<br />
zouden gegalvaniseerde onderdelen gebruikt moeten worden. Indien dit niet<br />
mogelijk is, dient de staat van corrosiegevoelige onderdelen regelmatig onderzocht<br />
te worden en dienen deze gereinigd en <strong>be</strong>schermd te worden, bijvoor<strong>be</strong>eld door<br />
verven.<br />
De voorschriften van de Europese Norm EN 378 voor koelinstallaties en warmtepompen<br />
werden verder nog vergeleken met de aan<strong>be</strong>velingen in dit rapport. Daaruit blijkt dat de<br />
<strong>be</strong>langrijkste eisen van de norm EN 378 die <strong>be</strong>trekking heb<strong>be</strong>n op het lekdicht maken van<br />
koelinstallaties quasi volledig in overeenstemming zijn met de <strong>be</strong>leidsaan<strong>be</strong>velingen.<br />
De EN 378 gaat evenwel voorbij aan het onderscheid tussen <strong>be</strong>staande en nieuwe<br />
koelinstallaties. In de <strong>be</strong>leidsaan<strong>be</strong>velingen van dit rapport werd getracht een strikter<br />
standpunt in te nemen voor nieuwe koelinstallaties (bijvoor<strong>be</strong>eld: de mogelijkheid om deze<br />
flareloos te ontwerpen), maar daarentegen een realistisch standpunt in te nemen voor<br />
<strong>be</strong>staande koelinstallaties.<br />
Een tweede opmerking is dat er geen onderscheid gemaakt wordt in de EN 378 tussen de<br />
verschillende types van flares die op de marjkt zijn. Het is echter tijdens de uitgevoerde<br />
testen duidelijk gebleken dat flares met een ringetje <strong>be</strong>ter scoren qua lekdichtheid dan flares<br />
zonder ringetje. Hetzelfde kan gezegd worden STEK-flares, die op hun <strong>be</strong>urt <strong>be</strong>ter scoren<br />
13
14<br />
dan de flares met ringetje (alhoewel daar geen harde <strong>be</strong>wijzen of statistischegegevens over<br />
<strong>be</strong>staan).<br />
Voor een aantal types van koelinstallaties die gebruik maken van alternatieve<br />
koudemiddelen is het mogelijk een ecologiepremie te verkrijgen.<br />
De volledige info over de ecologiepremie is te vinden op de website:<br />
http://www.vlaanderen.<strong>be</strong>/ecologiepremie.
1 HOOFDSTUK 1: BESCHRIJVING BESTAANDE TOESTAND<br />
1.1 Doelstelling<br />
De doelstelling van hoofdstuk 1 <strong>be</strong>staat erin om op basis van literatuuronderzoek een<br />
algemeen overzicht te genereren van de <strong>be</strong>staande situatie met <strong>be</strong>trekking tot oorzaken van<br />
lekkages van koelinstallaties. Dit literatuuronderzoek omvat zowel algemene literatuur als<br />
verslagen van incidenten, logboeken,…en ervaringen van experten in de materie.<br />
In eerste instantie worden de verschillende manieren van indelen van koelinstallaties die<br />
mogelijk zijn vermeld, gevolgd door de afbakening van koelinstallaties waartoe deze studie<br />
<strong>be</strong>perkt wordt. Hierna worden respectievelijk de onderdelen van een koelinstallatie met hun<br />
functies, de diverse soorten lekken en oorzaken van lekkages <strong>be</strong>sproken. Tot slot worden de<br />
resultaten van het overleg met experten in binnen- en buitenland vermeld.<br />
Op basis van al deze informatie werd een lijst opgemaakt van de onderdelen van<br />
koelinstallaties én de handelingen die worden uitgevoerd op koelinstallaties. Ondanks het<br />
initiële doel om hieruit een prioriteitenlijst van onderdelen op te stellen voor het <strong>be</strong>leid werd<br />
dit uiteindelijk <strong>be</strong>wust niet gedaan in het finale rapport. Het is immers niet zo dat<br />
wel<strong>be</strong>paalde onderdelen kunnen aangeduid worden als prioritair voor het <strong>be</strong>leid, maar dat<br />
eerder een algemene achteloosheid heerst ten opzichte van koelinstallaties, op voorwaarde<br />
dat ze werkt, waardoor lekken van koudemiddel in de hand worden gewerkt. Een zekere<br />
mate van onkunde of toch minstens het ontbreken van degelijke vaktechnische kennis werd<br />
eveneens vastgesteld bij menige koeltechnici (zonder echter te veralgemenen).<br />
1.2 Indeling koelinstallaties<br />
Koelinstallaties kunnen op verschillende manieren worden ingedeeld. De indeling kan<br />
ge<strong>be</strong>uren op basis van het toepassingsgebied, van het gebruikte koudemiddel en op basis<br />
van de manier waarop dit koudemiddel wordt aangewend.<br />
Een eerste mogelijk indeling van de diverse types van koel- en airconditioninginstallaties is<br />
deze volgens het toepassingsgebied. De installaties zijn in dat geval in te delen als volgt:<br />
- industriële koelinstallaties;<br />
- commerciële koelinstallaties;<br />
- gekoeld transport;<br />
- stationaire airconditioning;<br />
- mobiele airco in wegtransport.<br />
Huishoudelijke koelkasten en diepvriezers worden niet <strong>be</strong>schouwd. De reden hiervoor is<br />
dat, mede door het zeer algemeen toepassen van hardgesoldeerde (gebraseerde)<br />
verbindingen, de lekverliezen van milieuschadelijke koudemiddelen uit deze toestellen vrij<br />
goed onder controle zijn. Alle huishoudelijke koelkasten en diepvriezers in België zijn<br />
geïmporteerd. Een <strong>be</strong>duidend aandeel van de aangeboden toestellen <strong>be</strong>vat reeds een<br />
alternatief koudemiddel (meestal isobutaan).<br />
15
16<br />
Een tweede indeling is deze volgens het gebruikte koudemiddel. Bij de verdere <strong>be</strong>spreking<br />
van de verschillende types koel- en airco-installaties volgens het toepassingsgebied,<br />
vermelden we telkens welke koudemiddelen hiervoor worden gebruikt. Verder in dit<br />
hoofdstuk wordt een globaal overzicht gegeven van het gebruik van de verschillende<br />
koudemiddelen per uitvoeringstype.<br />
Tenslotte is er ook een indeling mogelijk volgens de wijze waarop het koudemiddel wordt<br />
aangewend. Het koudemiddel kan direct of indirect koelen.<br />
In een direct systeem wordt het koudemiddel direct naar de te koelen objecten gebracht.<br />
Hierbij kan er verder nog een onderscheid gemaakt worden tussen systemen met directe<br />
expansie of droge systemen, en natte systemen die op hun <strong>be</strong>urt werken op basis van<br />
natuurlijke circulatie of met <strong>be</strong>hulp van pompcirculatie.<br />
Indien de koude-overdracht naar de te koelen locaties onrechtstreeks ge<strong>be</strong>urt via een<br />
secundair fluïdum (koudedrager), al dan niet met koudeopslag, wordt gesproken van<br />
indirecte koeling.<br />
Bij droge verdamping wordt zoveel vloeibaar koudemiddel aan de verdamper toegevoerd,<br />
dat het koudemiddel na het passeren van de verdamper volledig in dampvorm is<br />
overgegaan.<br />
De verdamping ge<strong>be</strong>urt na injectie van het koudemiddel in de verdamperpijpen van de<br />
verdamper-luchtkoeler. Er is dus slechts één enkel warmtewisseling, namelijk deze tussen<br />
het koudemiddel en de af te koelen lucht. Deze lucht kan zich zowel in natuurlijke circulatie<br />
als in geforceerde ventilatie <strong>be</strong>vinden (ventilator). DX (directe expansie) verdampers<br />
worden wel eens droge verdampers genoemd omdat het koudemiddel zich nergens<br />
gelijktijdig in rust en in vloeibare toestand <strong>be</strong>vindt. DX verdampers zijn meestal opgebouwd<br />
uit een aluminium lamellenblok met koperen pijpen, waarbinnen het koudemiddel zich<br />
<strong>be</strong>vindt. De warmtewisseling naar het te koelen medium (water of lucht) ge<strong>be</strong>urt door het<br />
opwarmen, zowel door convectie en straling als door contact en het uiteindelijk verdampen<br />
van druppeltjes ingespoten koudemiddel tegen de pijpwand.<br />
Bij “flooded” of natte verdampers is de verdamper gevuld met vloeibaar koudemiddel. Hier<br />
ge<strong>be</strong>urt de warmtewisseling door het ontstaan van <strong>be</strong>llen op de warmtewisselende wand. Na<br />
het verlaten van de verdamper is een mengsel van vloeistof en damp aanwezig. Er <strong>be</strong>staan<br />
systemen met natuurlijke circulatie van het koudemiddel en systemen met pompcirculatie.<br />
Bij verdampers met natuurlijke circulatie stromen vloeistof en zuiggas door verschillen in<br />
soortelijke massa door de koeler. De vloeistof zakt in de koeler vanuit een boven de koeler<br />
liggende afscheider. Het ontstane zuiggas stijgt uit de verdamper en wordt naar de<br />
afscheider geleid. De zich in het zuiggas <strong>be</strong>vindende restvloeistof scheidt zich af in de<br />
afscheider en neemt opnieuw deel aan het verdampingsproces in de koeler.<br />
Van pompcirculatie is sprake als een vloeistofpomp het koudemiddel naar de koelers<br />
transporteert waar het verdampt. Bij deze zogeheten natte verdamping is de<br />
warmteoverdracht aan de koudemiddelzijde veel hoger omdat overal een dampvloeistofmengsel<br />
aanwezig is. De koudemiddelcirculatiepomp pompt zoveel vloeistof naar<br />
de verdampers, dat maar een gedeelte daarvan verdampt. De rest circuleert via de<br />
vloeistofafscheider.
Tot voor kort werd pompcirculatie toegepast bij systemen met een capaciteit boven 200-300<br />
kW. Door de verscherpte eisen die aan de productkwaliteit worden gesteld, wordt het<br />
systeem ook meer en meer toegepast vanaf ca. 50 kW.<br />
Systemen met pompcirculatie bieden alle voordelen van natuurlijke circulatie. Deze<br />
systemen werken nagenoeg onafhankelijk van de condensordruk, het gehele verdamperoppervlak<br />
wordt <strong>be</strong>nut, kleine temperatuurverschillen zijn mogelijk en er is een<br />
capaciteitsregeling van de koeler minimaal tussen 0 en 100%.<br />
Daarnaast biedt pompcirculatie de volgende voordelen:<br />
- on<strong>be</strong>perkt aantal koelers aansluitbaar;<br />
- minder <strong>be</strong>perking t.a.v. appendages in vloeistof- en zuiggasleidingen;<br />
- persgasontdooiing is eenvoudig te realiseren;<br />
- grote vrijheid in opzet van het systeem;<br />
- de plaats van de afscheider is onafhankelijk van de opstellingsplaats van de koeler(s).<br />
De praktijk wijst uit dat systemen met pompcirculatie energiezuinig en zeer flexi<strong>be</strong>l zijn.<br />
1.2.1 Industriële en commerciële koeling<br />
Het onderscheid tussen industriële en commerciële koeling was enkele tientallen jaren<br />
geleden vrij goed afgelijnd, maar is in de periode hierna echter meer en meer vervaagd.<br />
De exacte omschrijving van de <strong>be</strong>tekenis van industriële koeling is moeilijk te geven. In<br />
principe is industriële koeling gerelateerd aan een productieproces of aan een eerder<br />
grootschalige opslag.<br />
Het <strong>be</strong>gin van de koeltechniek was van industriële aard aangezien het koelen en vriezen<br />
ge<strong>be</strong>urde met grote installaties en grote koelvermogens van toepassing waren. De<br />
compressor werd zeker in de <strong>be</strong>ginperiode uitgevoerd als open compressor met een groot<br />
koelvermogen. Vaak werd alleen in fabrieken koude geproduceerd ten <strong>be</strong>hoeve van een<br />
industrieel proces, de fabricage, de <strong>be</strong>reiding en het <strong>be</strong>waren van voedsel, of het maken van<br />
ijs. Het produceren van ijs was vaak een doel op zich. Reeds in de 18 de eeuw was het de<br />
gewoonte ijs te gebruiken in diverse “kleine” toepassingen. In de aanvangsperiode werd nog<br />
natuurijs gebruikt. Het ijs werd, vanaf het einde van de 18 de eeuw tot ongeveer 1950, in<br />
blokken verdeeld en gebruikt door diverse eindgebruikers in o.m. winkels, café’s en<br />
restaurants, slagerijen.<br />
De <strong>be</strong>hoefte aan koude kent een gigantische groei rond de eeuwwisseling; de koeltechniek<br />
neemt een grote vlucht. Vanwege de grote vermogens, het gebruikte materiaal en de<br />
specifieke industriële toepassingen werden deze installaties aangeduid met industriële<br />
koelinstallaties. De commerciële koeling <strong>be</strong>perkte zich tot het gebruik van ijs.<br />
In een later stadium werden de ijsblokken ook in de kleine toepassingen meer en meer door<br />
koelmachines, met vaak een klein vermogen, vervangen en werd het <strong>be</strong>grip commerciële<br />
koeling geïntroduceerd. Daarnaast ontstonden eveneens de <strong>be</strong>grippen gekoeld transport en<br />
airconditioning. Beide toepassingen maakten in het prille <strong>be</strong>gin ook gebruik van ijsblokken.<br />
Het groeiende <strong>be</strong>lang van koeling en van de koude keten, de toenemende afmetingen van de<br />
gekoelde ruimten in warenhuizen, de diverse nevenactiviteiten van warenhuizen zoals<br />
visverwerking, vlees<strong>be</strong>reiding, gekoelde opslag, het bakken van brood, e.d., heeft ervoor<br />
gezorgd dat de commerciële koelinstallaties soms groter en ingewikkelder zijn dan vele als<br />
industrieel <strong>be</strong>titelde installaties.<br />
17
18<br />
Met de huidige inzichten kan worden gesteld dat een opdeling in industriële en commerciële<br />
koelinstallaties in zekere zin artificieel is en niets meer te maken heeft met de aard of<br />
capaciteit van de installatie, maar enkel met de omgeving waarin de installatie zich <strong>be</strong>vindt.<br />
De componenten van een conventionele installatie zijn steeds terug te vinden in zowel een<br />
commerciële als industriële koelinstallatie waarbij de constructie aangepast is aan het<br />
specifieke probleem.<br />
Heden kan bij industriële koelinstallaties onderscheid gemaakt worden tussen enerzijds<br />
koelinstallaties die geïntegreerd zijn in het productieproces (veelal aanwezig in de chemie)<br />
en anderzijds industriële koelinstallaties die zuiver dienen voor het koelen van producten.<br />
Alhoewel er niet mag veralgemeend worden kan uit de lange lijst van incidenten en<br />
tussenkomsten vanwege Coolconsult afgeleid worden dat industriële koelinstallaties<br />
doorgaans <strong>be</strong>ter <strong>be</strong>heerd en onderhouden worden terwijl dit voor gelijkaardige commerciële<br />
koelinstallaties (tertiaire sector), met in het bijzonder de gekoelde toonbanken in winkels,<br />
soms heel wat te wensen overlaat. Dat geldt in eerste instantie voor de eerste categorie van<br />
(procesgeïntegreerde) koelinstallaties, waarschijnlijk omwille van de afhankelijkheid van de<br />
goede werking van de koelinstallatie ten <strong>be</strong>hoeve het productieproces en –zeker in de<br />
chemische industrie- de reeds jarenlang ingeburgerde aandacht voor veiligheid. Zowel voor<br />
de overige industriële koelinstallaties als de commerciële installaties is het <strong>be</strong>heer en het<br />
onderhoud zeer sterk afhankelijk van het management en verantwoordelijkheid van de<br />
<strong>be</strong>heerder. Zo zijn er distributieketens waar het onderhoud van de koelinstallaties zeer<br />
voor<strong>be</strong>eldig ge<strong>be</strong>urt en bijgevolg de staat van de installaties goed te noemen is, terwijl dat<br />
voor andere heel wat de wensen overlaat. Een recent idee van één warenhuisketen om voor<br />
zijn diepvries- en gekoelde producten een waarborg te bieden voor de <strong>be</strong>waartemperatuur<br />
via een ISO 9001 certificaat voor de koudeketen <strong>be</strong>tekent dat deze laatste veelvuldig<br />
gecontroleerd wordt, zowel intern als <strong>extern</strong> via audits, en er bijgevolg meer aandacht zal<br />
zijn voor onderhoud en <strong>be</strong>heer van de installaties.<br />
Trouwens waren de meest geavanceerde, gesofistikeerde en voor<strong>be</strong>eldige installaties die ter<br />
gelegenheid van deze studie <strong>be</strong>zocht werden (4 verschillende <strong>be</strong>kende warenhuisketens)<br />
allemaal grote commerciële koelinstallaties. Het ging hier echter telkens om grote<br />
installaties die instonden voor het koelen van een <strong>be</strong>langrijk kapitaal aan producten.<br />
1.2.2 Uitvoeringsvormen industriële en commerciële koelinstallatie<br />
Het is wel mogelijk om grosso modo een differentiatie te maken in de uitvoeringsvormen<br />
van een commerciële en een industriële koelinstallatie. Deze opdeling heeft echter slechts<br />
<strong>be</strong>trekking op minder dan de helft van de installaties.<br />
Een industrieel ontwerp kenmerkt zich in het algemeen door het gebruik van:<br />
- in vele gevallen ammoniak als koudemiddel;<br />
- indien ammoniak als koudemiddel, het gebruik van industriële open zuiger- of<br />
schroefcompressoren met een groter aandrijfvermogen dan 30 kW, vaak parallel<br />
geschakeld tot een koelcentrale;<br />
- verdampingscondensors of ketelcondensors al dan niet gecombineerd met een koeltoren,<br />
luchtkoelers met stalen pijpen en lamellen, ketelverdampers of dompelverdampers met<br />
stalen buizen;
- vlotterregeling van het koudemiddel;<br />
- vaak gebruik van koudemiddelpompen en warm-gasontdooisystemen.<br />
Kleinere industriële installaties zijn van hetzelfde type als de commerciële installaties. In<br />
deze kleinere installaties wordt bijna uitsluitend gebruik gemaakt van gefluoreerde<br />
koudemiddelen.<br />
Een commercieel ontwerp, vooral een klein ontwerp, zal eerder omvatten:<br />
- Semi-hermetische of hermetische kleine (vooral vroeger ook wel open) compressoren<br />
(tot 30 kW aandrijfvermogen/eenheid), als een afzonderlijke machine ofwel, zoals heden<br />
meer wordt toegepast, in centrale geschakeld. Vroeger werden bijna uitsluitend<br />
zuigercompressoren gebruikt. Tegenwoordig worden ook wel scroll-compressoren<br />
toegepast. Het terrein van deze toestellen blijft echter de klima installatie. In de grotere<br />
installaties zoals in o.a. grote supermarkten en hypermarkten worden ook<br />
schroefcompressoren toegepast.<br />
- Luchtgekoelde condensors, luchtkoelers met koperen pijpen en aluminium lamellen.<br />
- Regeling met thermostatische expansieventielen, waarbij elektronisch gestuurde<br />
expansieventielen momenteel nog eerder sporadisch worden toegepast maar er toch een<br />
stijgende tendens merkbaar is.<br />
- Elektrische ontdooisystemen, eerder uitzonderlijk warm-gasontdooisystemen.<br />
Het koudemiddel dat in België wordt gebruikt voor commerciële koeling is bijna altijd een<br />
gefluoreerd koudemiddel. Het gebruik van ammoniak voor deze toepassing is uitzonderlijk.<br />
In andere landen is het wel mogelijk dat ammoniak in installaties met een secundair<br />
fluïdum, frequent wordt toegepast (bv. Groot Hertogdom Luxemburg).<br />
1.2.3 Gekoeld transport<br />
Gekoeld transport is een algemene <strong>be</strong>naming voor het vervoeren van gekoelde en<br />
diepgevroren producten. De <strong>be</strong>doeling hiervan is het respecteren en in stand houden van de<br />
koude keten. Zeer uitzonderlijk worden de producten bij dit transport ook verlaagd in<br />
temperatuur.<br />
Gekoeld transport kan langs verschillende wegen plaatsvinden, namelijk over de weg, het<br />
water of door de lucht.<br />
Het koelen tijdens transport wordt op verschillende manieren toegepast, afhankelijk van het<br />
soort vervoer. Vooral de wijze waarop de koelinstallatie wordt aangedreven, is sterk<br />
<strong>be</strong>palend voor de uitvoering ervan. Zo zal transportkoeling in vrachtwagens een heel andere<br />
uitvoering van koelinstallatie heb<strong>be</strong>n dan deze aan boord van schepen.<br />
Bij het “grote” vrachtvervoer per “semi-remorque” wordt meestal gebruik gemaakt van<br />
open compressoren. Deze compressoren kunnen aangedreven worden door een in de unit<br />
ingebouwde kleine dieselmotor die mechanisch kan worden afgekoppeld, in combinatie met<br />
een elektrische motor. Hydraulische motoren worden weinig toegepast. De elektrische<br />
motor wordt gebruikt wanneer stroom <strong>be</strong>schikbaar is. Indien geen stroom voorhanden dan<br />
wordt overgeschakeld op de andere motor. De dieselmotoren zorgen voor flinke<br />
19
20<br />
geluidshinder en draaien ook als de vrachtwagen stilstaat. Het overschakelen van diesel naar<br />
elektrisch is meestal via een magnetische of soortgelijke koppeling op de compressor.<br />
Er <strong>be</strong>staan uitvoeringen voor koel- en diepvriestoepassingen; de meeste zijn omschakelbaar.<br />
De koeling zoals op vrachtwagens uitgevoerd, <strong>be</strong>staat in de meeste gevallen uit een<br />
enkelvoudige installatie met een verdamper, compressor, condensor en expansieorgaan. Ten<br />
<strong>be</strong>hoeve van de ontdooiing is de installatie vaak uitgerust met een omkeerklep die de cyclus<br />
van koelen omzet naar ontdooien.<br />
De koelinstallatie verschilt maar weinig van de gebruikelijke uitvoering, maar de<br />
componenten op zich zijn veelal speciaal uitgevoerd voor transportkoeling. Zeker in<br />
combinatie met de aandrijving is de transportkoelinstallatie een complex geheel. Het carter<br />
bij een transportkoelinstallatie is, door de grote trillingen en schommelingen die de<br />
installatie moet kunnen ondergaan, speciaal uitgevoerd zodat deze meer olie kan <strong>be</strong>vatten<br />
dan bij een stationaire installatie.<br />
Traditioneel wordt vaak gebruik gemaakt van flexi<strong>be</strong>le slangen om de hoofdcomponenten te<br />
verbinden met de onderdelen. Het is in de praktijk niet eenvoudig om deze te vervangen<br />
door hardgesoldeerde verbindingen, mede om reden van vermoeidheidsverschijnselen in de<br />
vaste leidingen door de trillingen.<br />
Om redenen van service is de markt van transportkoelinstallaties in gans Europa<br />
ingekrompen tot twee zeer grote merken. Deze merken zijn in elke industriële stad<br />
aanwezig. Hiernaast komen slechts sporadisch enkele kleinere merken voor.<br />
Voor kleinere vermogens en voor montage op lichte vrachtwagens zijn volledig elektrisch<br />
aangedreven koeltoestellen <strong>be</strong>schikbaar. De voeding wordt geleverd door de generator van<br />
het voertuig, door een kleine hulpgenerator of, uitsluitend bij stilstand van het voertuig door<br />
een <strong>be</strong>schikbare elektriciteitsbron. In dit laatste geval wordt vaak gebruik gemaakt van<br />
eutectische platen, die het mogelijk maken een hoeveelheid koeling op te slaan.<br />
De koelinstallaties bij vrachtvervoer maken gebruik van gefluoreerde koudemiddelen.<br />
Minder frequent wordt, afhankelijk van het systeem, gebruik gemaakt van injectie van<br />
vloeibare stikstof of van vloeibare CO2, die opgeslagen wordt in een tank onder de<br />
aanhanger.<br />
Voor maritieme koeling is het gebruik van een zeewaardige container wereldwijd<br />
gestandaardiseerd. De container <strong>be</strong>vat aan één kant een compacte omkeerbare koelinstallatie<br />
die in deze container zowel een temperatuur boven (tot +20°C) als onder (tot –20°C) de<br />
omgevingstemperatuur kan realiseren. De container ondergaat na elke reis een keuring en<br />
een onderhoud.<br />
Deze installatie omvat meestal een semi-hermetische compressor, een verdamper, een<br />
condensor en een expansieorgaan met automatische capaciteitsregeling. De cyclus is<br />
omkeerbaar; ten <strong>be</strong>hoeve van de ontdooiing wordt de cyclus kortstondig omgekeerd. De<br />
cyclus is omkeerbaar; enerzijds ten <strong>be</strong>hoeve van de ontdooiing wordt de cyclus kortstondig<br />
omgekeerd, anderzijds om +20°C te halen in koude strekeen dient de installatie als een<br />
warmtepomp te kunnen werken..
Door de schommelingen op zee is het carter, net als bij het vrachtvervoer, meestal speciaal<br />
uitgevoerd om veel meer olie te kunnen <strong>be</strong>vatten dan bij een stationaire installatie.<br />
De voeding van de compressor ge<strong>be</strong>urt uitsluitend elektrisch en wordt door de<br />
boordgeneratoren van het schip geleverd. Aan wal wordt de koelinstallatie op het<br />
elektriciteitsnet aangesloten.<br />
Op het schip zijn voorzieningen getroffen om de condensorwarmte naar <strong>be</strong>horen af te<br />
voeren, zodat de diverse containers geen hinder ondervinden van mekaar.<br />
De gestandaardiseerde containers werken met gefluoreerde koudemiddelen. Traditioneel<br />
werd CFK 12 gebruikt. Nu wordt meestal HFK 134a toegepast.<br />
Naast de gestandaardiseerde containers zijn er echter ook nog klassieke koelschepen in<br />
gebruik. De opbouw van deze installatie is dezelfde als deze van een stationaire industriële<br />
koelinstallaties.<br />
Ook hier is het carter om reden van de schommelingen op zee speciaal uitgevoerd om veel<br />
meer olie te kunnen <strong>be</strong>vatten dan bij een stationaire installatie. De condensors zijn<br />
traditioneel zeewatergekoeld.<br />
De koudemiddelen die in de klassieke koelschepen worden gebruikt zijn gefluoreerde<br />
koudemiddelen. Ammoniak wordt eerder zelden toegepast.<br />
Per spoor worden zowel de zeewaardige containers vervoerd als de aanhangers van<br />
vrachtwagens. Gekoelde spoorwegwagons komen ook voor maar deze worden meestal<br />
speciaal door of voor een wel<strong>be</strong>paald <strong>be</strong>drijf ontworpen en gebouwd.<br />
De koelinstallaties die per spoor worden vervoerd maken bijna uitsluitend gebruik van<br />
gefluoreerde koudemiddelen.<br />
1.2.4 Stationaire airconditioning<br />
De letterlijke vertaling voor het woord airconditioning is het in goede toestand brengen van<br />
lucht. Het is in feite een verzamelaanduiding waaronder <strong>be</strong>grippen ressorteren als koelen,<br />
verwarmen, <strong>be</strong>vochtigen, ontvochtigen en filtreren van lucht.<br />
Grote airconditioninginstallaties worden speciaal ontworpen en samengesteld voor het<br />
voorliggende probleem. Bij de kleine en middelgrote installaties wordt steeds meer<br />
prefabricage toegepast.<br />
Airco-installaties <strong>be</strong>staan in verschillende uitvoeringen. De toestellen kunnen worden<br />
opgesplitst in packaged-units, split-systemen en grote airco-installaties.<br />
Bij packaged-units zijn alle onderdelen in één kast ondergebracht en is het koelcircuit<br />
hermetisch afgesloten. Het geheel wordt <strong>be</strong>drijfsklaar afgeleverd. Bij de installatie dienen er<br />
slechts aansluitingen te ge<strong>be</strong>uren aan het elektriciteitsnet en mogelijks aan de koudelucht<br />
uitlaat, waardoor er geen koeltechnisch installatiewerk aan te pas komt en bijgevolg ook<br />
geen risico op lekken. De koudemiddelinhoud is meestal <strong>be</strong>perkt tot minder dan 3 kg.<br />
21
22<br />
Packaged-units <strong>be</strong>vatten de componenten van het basisschema van een koelsysteem. Het<br />
expansieorgaan is meestal een capillair, een vloeistofvat wordt zelden toegepast.<br />
De <strong>be</strong>veiligingen, zoals o.a. hogedruk- en lagedrukpressostaten en thermostaten, aanwezig<br />
op de airco-installatie, zijn veelal summier. De meeste van deze toestellen blijven werken<br />
bij een lek tot de compressormotor uiteindelijk verbrandt. De schade aan het koelsysteem is<br />
daarbij meestal zo groot dat het toestel niet meer kan worden gebruikt.<br />
De zeer compacte bouw maakt dat onderhoud moeilijk uit te voeren is. Hierdoor kunnen de<br />
condensor en de verdamper sterk vervuild worden, met een slechte werking en vooral een<br />
hoog energieverbruik tot gevolg. Toch worden een aantal goed <strong>be</strong>schermde, goed<br />
gebouwde en gemakkelijk te onderhouden toestellen op de markt gebracht.<br />
Voor<strong>be</strong>elden van packaged-units zijn raamkoelers en verrijdbare koelers. Raamkoelers<br />
worden toegepast voor het koelen van o.m. winkels, opslagplaatsen, productieruimten en<br />
kleine ruimten zoals kantoren. Verrijdbare koelers zijn uitgerust met een luchtslang om de<br />
afgegeven warmte van de condensor af te voeren.<br />
Familie van de packaged-units zijn de luchtdrogers en de kleine warmtepompen die<br />
aangesloten zijn op een ringleiding en in shoppingcentra worden toegepast.<br />
Luchtdrogers <strong>be</strong>staan eveneens uit één enkele compacte unit en worden o.m. toegepast in<br />
woonkamers en in kleine zwembaden (eventueel uitgerust met watercondensor). De kleine<br />
warmtepomp kan zowel fungeren als warmtebron bij het regime verwarming als toegepast<br />
worden voor warmteafvoer bij het regime koeling.<br />
De gebruikte koudemiddelen in packaged-units en aanverwante zijn meestal gefluoreerd. Er<br />
zijn ook toestellen op de markt die propaan of isobutaan als koudemiddel gebruiken.<br />
De split-systemen (gedeelde systemen) zijn speciaal ontworpen voor die toepassingen waar<br />
de packaged-units niet kunnen worden toegepast. Dit doet zich bijvoor<strong>be</strong>eld voor in de meer<br />
binnen het gebouw gelegen ruimten.<br />
Split-systemen worden ook toegepast voor luchtkoeling indien het koelvermogen zo’n 4 kW<br />
of meer <strong>be</strong>draagt. De reden hiervoor is dat het afvoeren van de warmte aan de condensor<br />
dan niet meer kan “geïmproviseerd” worden. Er <strong>be</strong>staan uiteraard ook split-systemen voor<br />
lagere vermogens.<br />
Split-systemen <strong>be</strong>staan uit een binnen- en een buiteneenheid. De buiteneenheid omvat<br />
steeds de condensor, meestal ook de compressor en soms ook het expansieorgaan. In dit<br />
laatste geval is de vloeistofleiding naar de binneneenheid uitstekend te isoleren.<br />
Split-systemen zijn iets duurder dan packaged-units. De kwaliteit van deze toestellen op de<br />
markt is ook meer gevarieerd. De toestellen die worden aangeboden gaan van werkelijk zeer<br />
degelijke toestellen tot toestellen met een vergelijkbare kwaliteit als <strong>be</strong>sproken bij de<br />
raamkoelers.<br />
Enkele merken van split-systemen brengen gelijksoortige apparaten met grote capaciteiten<br />
op de markt, die geschikt zijn voor aansluiting op een luchtkanalensysteem of op meerdere<br />
binneneenheden. Een opstelling met geïntegreerde volledige warmterecuperatie wordt soms
toegepast. Dit <strong>be</strong>tekent dat de warmte van de éne ruimte naar een andere ruimte wordt<br />
afgevoerd. Deze eenheden variëren van techniciteit van geheel gelijk aan die van de<br />
raamkoeler, tot die van een ingewikkeld centraal warmtepompsysteem. Er <strong>be</strong>staan splitsystemen<br />
met enorme koelvermogens. De Heizelpaleizen worden bijvoor<strong>be</strong>eld gekoeld met<br />
<strong>be</strong>hulp van vier tot zes split-systemen op R 407a.<br />
De koudemiddelen die gebruikt worden in split-systemen zijn gefluoreerde koudemiddelen.<br />
Grote airco-installaties worden speciaal ontworpen en samengesteld voor het voorliggende<br />
probleem. Deze grote installaties, die instaan voor de klimatisatie van een groot aantal<br />
ruimten en voor grote kantoorgebouwen, zijn meestal van het indirecte type waarbij water<br />
of soms glycol als koudedrager (secundair fluïdum) wordt gebruikt. Dit geldt zowel voor de<br />
meeste <strong>be</strong>staande als voor nieuwe installaties. De koelinstallatie is uitgevoerd met een<br />
verdamper die water koelt. Dit water wordt van de koelinstallatie naar de koeler in de<br />
lucht<strong>be</strong>handelinginstallatie getransporteerd, waar het zijn koelende werking uitvoert. Deze<br />
toepassing komt in verschillende uitvoeringen voor ten <strong>be</strong>hoeve van o.m. industriële<br />
processen, kantoren, ziekenhuizen.<br />
De koelinstallaties zijn vaak als koelcentrale opgebouwd, en vergelijkbaar met de<br />
industriële of met de grootste commerciële koelinstallaties.<br />
De gebruikte koudemiddelen in Vlaanderen zijn momenteel zonder uitzondering<br />
gefluoreerde koudemiddelen. In het buitenland wordt ook reeds ammoniak toegepast.<br />
1.2.5 Mobiele airconditioning<br />
De werking van de mobiele airconditioning (steeds open compressor) wijkt qua principe<br />
niet af van andere compressiekoelmachines. Ook de drukken, de temperaturen en de<br />
toestand van het koudemiddel, zoals aanwezig op verschillende plaatsen in het systeem,<br />
wijken weinig af van andere compressiekoelsystemen met hetzelfde koudemiddel. Mobiele<br />
airco wijkt wel af van andere koelsystemen door de toegepaste onderdelen.<br />
Het voorkomen van koudemiddelverlies is een <strong>be</strong>langrijke opgave voor elke monteur die<br />
met koudemiddel werkt. Doordat bij elke koudemiddelhandeling wel iets aan koudemiddel<br />
vrijkomt, is het <strong>be</strong>langrijk door goed onderhoud trachten te voorkomen dat het systeem<br />
geopend moet worden.<br />
23
24<br />
1.3 Afbakening koelinstallaties<br />
1.3.1 Op basis van capaciteiten<br />
Het oorspronkelijke voorstel voor de afbakening van de te <strong>be</strong>handelen koelinstallaties<br />
<strong>be</strong>treft een nominale koudemiddelinhoud van minimum 3 kg en een geïnstalleerde<br />
drijfkracht van minimum 500 W. Deze afbakening heeft als voordeel duidelijk te zijn en is<br />
als dusdanig nuttig voor wettelijke <strong>be</strong>palingen. Deze grenzen worden dan ook gebruikt voor<br />
de afbakening van <strong>be</strong>palingen in de des<strong>be</strong>treffende Vlaremwetgeving (zie artikels 5.16.3.3.<br />
en volgende).<br />
1.3.2 Op basis van lekrisico’s<br />
De koudemiddelinhoud per kW koelcapaciteit is bij de modernere concepten sterk gedaald<br />
o.m. door optimalisatie van de verdamper waardoor de grens van 3 kg koudemiddel<br />
misschien niet meer aan de noden <strong>be</strong>antwoordt. Het lekgevaar bij heel wat “kleine”<br />
installaties kan, door de identieke bouwwijze als die van de grotere installaties, even groot<br />
zijn als bij installaties net voorbij de grens van de 3 kg koudemiddelinhoud. Koelinstallaties<br />
in monobloc heb<strong>be</strong>n vandaag een koudemiddelinhoud van 250 gram per kW en er is een<br />
tendens naar een nog lagere koudemiddelinhoud.<br />
De voornaamste parameter bij de <strong>be</strong>paling van de afbakening moet het lekrisico van de<br />
koelinstallatie blijven. De afbakening zal bijgevolg eerder gefocust worden op enerzijds<br />
hermetische installaties en anderzijds niet hermetische installaties. Deze laatste soort<br />
installaties kan verder onderverdeeld worden in koelinstallaties met hermetische en semihermetische<br />
compressoren, en anderzijds installaties met open compressoren.<br />
Een hermetisch koelsysteem is een systeem waarbij alle onderdelen op zulke wijze<br />
verbonden zijn dat ze slechts met destructieve methoden kunnen worden gedemonteerd en<br />
enkel door destructieve methoden toegang tot het systeem kan worden verkregen. Dit houdt<br />
in dat alle onderdelen hermetisch zijn, alle verbindingen hardgesoldeerd zijn, de hele<br />
installatie een druk- en lektest heeft ondergaan en dat de installatie na het testen en het<br />
vullen definitief wordt gesloten (meestal door een vulpijp met iets lengteoverschot om<br />
achteraf nog toegang te heb<strong>be</strong>n en met een kneldichting die achteraf met hardsoldeer<br />
dichtgesoldeerd wordt).<br />
Het feit dat <strong>be</strong>paalde onderdelen van een koelinstallatie “hermetisch” zijn, <strong>be</strong>tekent niet<br />
automatisch dat de installatie hermetisch is. Een koelinstallatie is slechts hermetisch als ze<br />
aan bovenstaande criteria voldoet.<br />
Installaties waar een kraan of een geschroefde koppeling toegang geeft tot het systeem, zijn<br />
per definitie niet hermetisch. Installaties waarbij een <strong>be</strong>wegende of <strong>be</strong>weegbare as uit het<br />
systeem komt, zijn per definitie open, ongeacht of de as van een compressor of van een<br />
koudemiddelpomp is.<br />
Een koeltechnieker kan zonder meer een hermetisch systeem maken, indien hij een<br />
installatie bouwt die aan bovenvermelde regels voldoet.
1.4 Overzicht van de verschillende koudemiddelen per uitvoeringstype<br />
Wanneer we praten over koudemiddelen, <strong>be</strong>doelen we deze stoffen die in de koelcyclus van<br />
Rankine (door verdampen en condenseren) warmte transporteren afkomstig van een koud<br />
voorwerp (de verdamper) naar een warm voorwerp (de condensor). Daar deze cyclus niet<br />
met het natuurlijk warmtetransport overeenkomt, die is omgekeerd, is ar<strong>be</strong>id nodig om deze<br />
cyclus te verwezenlijken.<br />
Als koudemiddelen komen in aanmerking alle stoffen die zich, bij de gangbare<br />
temperaturen van warmteopname aan de verdamper en van warmteafgifte aan de condensor,<br />
bij aanneembare drukken, boven vacuüm (want anders kan aan de verdamperzijde lucht in<br />
de kring worden aangezogen) en <strong>be</strong>neden 25 bar overdruk (want dit is de maximaal<br />
toegelaten druk voor de meeste koeltechnische onderdelen) laten vloeibaar maken, en laten<br />
verdampen zonder zich scheikundig te ontbinden, waarbij de dampen in de condities van de<br />
verdamper eerder een gering volume innemen.<br />
Vele stoffen voldoen aan deze criteria. Enkele <strong>be</strong>vatten chloor en tasten dus de ozonlaag<br />
aan, bijvoor<strong>be</strong>eld dichlorodifluoromethaan, R12, en zijn om deze reden uitgebannen.<br />
Enkele zijn zeer giftig, zoals bijvoor<strong>be</strong>eld SO2, en zijn derhalve in onbruik geraakt. Andere<br />
zijn brandbaar, zoals propaan, en vereisen eventueel speciale voorzorgen, corrosief, zoals<br />
ammoniak, en vereisen speciale materialen, ... nog andere veroorzaken broeikaseffect.<br />
Tenslotte bieden een aantal een min of meer aanvaardbaar compromis.<br />
Onder andere de oudgekenden:<br />
Butaan Isobutaan<br />
Propaan NH3<br />
CO2 water<br />
R22 propeen<br />
En de nieuwere fluorhoudende koudemiddelen:<br />
R134a R152a<br />
R32 R143a<br />
R23 R124<br />
R123 R141b<br />
R125<br />
en de vele mengsels van deze stoffen.<br />
Belangrijke mengsels zijn onder andere:<br />
R404a R407c R507a R410a<br />
Hierbij is R507 een azeotroop mengsel, dat <strong>be</strong>tekent dat het een mengsel is dat in dampfase<br />
zowel als in vloeistoffase dezelfde mengverhouding heeft.<br />
25
26<br />
Al deze koudemiddelen zijn eigenlijk <strong>be</strong>doeld voor gebruik in nieuwe installaties, want ze<br />
kunnen uitsluitend worden toegepast met esterolie, en deze werd voor enkele jaren met de<br />
gechloreerde koudemiddelen niet gebruikt.<br />
Er <strong>be</strong>staan ook zowat 25 andere mengsels in de handel, waarvan hier frequent gebruikt<br />
worden R409B of werden zoals R401a, R401b, R402a die het gebruik toelaten in<br />
combinatie met minerale olie, en dus geschikt zijn vour oude installaties die vroeger met<br />
gechloreerde koudemiddelen gewerkt heb<strong>be</strong>n.<br />
Welke stof uiteindelijk als koudemiddel zal gebruikt worden, zal o.a. afhangen van de prijs,<br />
de installatiekost, de reeds in de installatie toegepaste olie indien het een ombouw is en de<br />
werkingscondities van de installatie. Een zeer <strong>be</strong>langrijke rol speelt de traditie en de<br />
wetgeving terzake. Broeikaseffect van een koudemiddel en de koudefactor spelen<br />
doorgaans slechts een zeer secundaire rol bij de keuze.<br />
Traditioneel worden de eentraps koelinstallaties opgedeeld in 5 klassen. Deze zijn :<br />
XH waarbij de verdampingstemperatuur tiussen +5 en +20°C ligt en de<br />
condensatietemperatuur "hoog", tot 70°C en een enkele keer meer. Het <strong>be</strong>treft hier<br />
hoofdzakelijk klima installaties voor speciale toepassingen en warmtepompen<br />
H met verdampingstemperatuur tussen -5 en +10 en condensatietemperatuur tot 55°C,<br />
soms tot 63°C als daarbij het koudemiddel toelaat om de druk <strong>be</strong>neden de 25 bar te<br />
houden<br />
M met verdampingstemperatuur tussen -20 en -5°C, en condensatietemperatuur max<br />
45°C, en alleen accidenteel hoger<br />
L met verdampingstemperatuur tussen de -35 en de -20°C, condensatietemperatuur<br />
zie M<br />
XL met verdampingstemperatuur -45° tot -35°C, en condensatietemperatuur zie M<br />
Voor de XH toepassingen zijn de <strong>be</strong>perkingen aan het koudemiddel de volumetrische<br />
capaciteit (de capaciteit per m 3 aangezogen volume).<br />
Voor de XL toepassingen is er het probleem van de zuigdruk, die liefst niet in vacuüm mag<br />
komen, en ook wel de volumetrische capaciteit.<br />
Bedrijf Traditioneel giftig brandbaar<br />
XH R134a, R227 R123 R600, R600a<br />
H R407c, R410a, R134a NH3 R600a, R290, propeen<br />
M R404a, R410 NH3 R290, propeen<br />
L R404a, R507, R410a NH3, CO2 R290, propeen<br />
XL R404a, R507, R410a NH3, CO2 R290, ethaan,...<br />
Bij <strong>be</strong>staande installaties wordt soms nog zowel voor H, M als L <strong>be</strong>drijf R22 gebruikt,<br />
alhoewel mogelijke vervangmiddelen <strong>be</strong>schikbaar zijn.<br />
Bij de giftige en de brandbare alternatieven volstaat het een secundair koudemiddel te<br />
gebruiken en het koudemiddel toe te passen in een daartoe geëigende machinekamer.
Het giftige alternatief R123 wordt afgeraden om reden van kankerverwekkende<br />
eigenschappen.<br />
Twee en meertraps installaties worden meestal voor XL en XXL (van -45°C tot -80°C)<br />
toepassingen gebruikt. Er zijn ook wel tweetrapsinstallaties op R22 gebruikt.<br />
Traditionele keuze van koudemiddelen in functie van het type installatie<br />
Huishoudkoelkasten en -vriezers R134a, R600a<br />
Kleine koelinstallaties (buffetten, toonbanken) R134a, R404a<br />
Idem, diepvries R404a,<br />
Drinkfonteinen, ... R134a, R600a<br />
Kleine lucht<strong>be</strong>handeling voor woon- en werkomgeving R410a, R407c, R290<br />
Grote lucht<strong>be</strong>handeling voor kantoren, shoppingcenter,.. R407c, NH3<br />
Waterkoeler en glycolkoelers voor secundaire kringen NH3 R410a, R407c, R290<br />
Luchtkoelers grote koelcellen R407c, R410a; R404a<br />
Luchtkoelers grote vriescellen R507, R410a; R404a<br />
Lage temperaturen (XXL) (-60°C en lager) R23, R410a<br />
Warmtepompen R134a<br />
Centrifugaalcompressoren (nieuwe) R227, R134a<br />
Centrifugaalcompressoren (oude) R123, R134a<br />
1.5 Belangrijke fysische eigenschappen van de koudemiddelen<br />
Het normaal kookpunt (bij 1 atm. of 1 bar absolute druk) moet iets lager liggen dan de<br />
laagste gewenste verdampingstemperatuur, zo is dan altijd de gasdruk iets hoger dan de<br />
buitenluchtdruk, en kan geen lucht ingezogen worden.<br />
Er zijn echter in de praktijk wel koudemiddelen die in vacuüm gebruikt werden in het<br />
verleden, zo o.a. R11 en R113 in koelturbines voor klimatisatie, R12 in diepvriestoepassingen<br />
en vandaag nog R134a in maritieme containers voor diepvries.<br />
De verzadigingsdruk bij de condensatietemperatuur mag niet te hoog zijn (constructie). In<br />
de praktijk <strong>be</strong>grensd op 25 bar overdruk voor gangbare compressoren. Er is een tendens<br />
naar 45 bar.<br />
De verhouding Qc/Qo is <strong>be</strong>st zo laag mogelijk. Dit laat een groot volumetrisch rendement<br />
toe, en maakt de kans op lekverliezen en stootverliezen geringer.<br />
Soortelijke verdampingsenthalpie (kJ/Kg):<br />
Deze <strong>be</strong>ïnvloedt de grootte van de warmteoverdracht en daarmee de warmtewisselende<br />
oppervlakken, de doorsnede van leidingen en ventielen, de hoeveelheid koudemiddel in<br />
omloop. Ze moet zo groot mogelijk zijn bij open machines, maar daarentegen liefst niet te<br />
groot bij semihermetische en hermetische machines, in verband met de motorkoeling. De<br />
massflow moet immers bij deze laatste machines voldoende zijn.<br />
Soortelijk (specifiek) volume: m 3 /kg. Zowel voor vloeibaar als gasvormig koudemiddel zo<br />
klein mogelijk, zodat met een gering aangezogen volume aan de compressor grote massa's<br />
koudemiddel kunnen worden verpompt, en dus grote hoeveelheden "koude" geproduceerd.<br />
27
28<br />
Dichtheid van vloeibaar koudemiddel (kg/m3).is <strong>be</strong>st kleiner dan dat van olie Deze<br />
eigenschap <strong>be</strong>paalt of er bij 2 fasen van koudemiddel en olie in de verdamper, de olie<br />
bovendrijft of zakt. Het eenvoudigste om de olie te verwijderen is als ze zakt. Uiteraard<br />
speelt deze factor geen rol als de olie in het koudemiddel oplost, maar dit is .met de nieuwe<br />
koudemiddelen slechts ten dele het geval.<br />
Soortelijk koelvermogen in W/W: het theoretisch koeleffect per eenheid van geleverde<br />
ar<strong>be</strong>id voor de gewenste verdampingstemperatuur en gegeven condensatietemperatuur. Dit<br />
moet zo hoog mogelijk zijn.<br />
De kritische temperatuur (en druk) moeten groot genoeg zijn, buiten <strong>be</strong>reik van de hoogste<br />
temperaturen in het systeem of hoger dan hoogste condensatietemperatuur. Eens de kritische<br />
temperatuur overschreden kan de koudemiddeldamp niet meer condenseren. In de buurt<br />
van de kritische temperatuur worden de prestaties van het koudemiddel ronduit slecht, bv.<br />
CO2 is voor temperaturen boven de 31°C niet meer in de Rankine cyclus bruikbaar. Wel in<br />
de (duurdere en nog helemaal niet op punt staande) Lorentzen cyclus.<br />
De viscositeit van het koudemiddel (damp en vloeistof) moet zo gering mogelijk zijn om de<br />
stroomweerstand zo klein mogelijk te houden en het drukverlies in de leidingen zo klein<br />
mogelijk te houden.<br />
Specifieke elektrische weerstand, elektrische doorslagvastheid diëlektriciteitsconstante zijn<br />
eigenschappen die <strong>be</strong>palen of het koudemiddel in een koelmachine met ingebouwde motor<br />
kan gebruikt worden. Hoe hoger de genoemde waarden, hoe geschikter voor dergelijke<br />
installaties. Waterabsorptie <strong>be</strong>invloedt deze eigenschap negatief.<br />
Een heel <strong>be</strong>langrijke eigenschap van een koudemiddel is de mengbaarheid met de olie.<br />
1.6 De <strong>be</strong>naming van de koudemiddelen.<br />
De veel gebruikte verzamelnaam voor alle chloor en fluorhoudende koudemiddelen "Freon"<br />
is eigenlijk een handelsmerk van Du Pont de Nemours, voor een product dat uitgevonden<br />
werd (het komt niet in de natuur voor) door de Belg (en Gentenaar) Schwarz in 1893.<br />
Het was een algemeen gebruikt woord om de chloorfluorkoolwaterstoffen van de<br />
koudemiddelfamilie aan te duiden.<br />
Door de milieuproblematiek is deze naam "<strong>be</strong>smet geraakt", en door de meeste fabrikanten<br />
op de markt gebracht onder andere namen, zoals Klea, Solkane, Isceon, Suva, Forane,<br />
Genetron, ...<br />
Men gebruikt tevens afkortingen.<br />
Zo zijn : CFK's de verbindingen die Chloor, Fluor en Koolstof <strong>be</strong>vatten (in het Frans en het<br />
Engels CFC's), HCFK's de verbindingen die tevens waterstof <strong>be</strong>vatten (in het Frans en het<br />
Engels HCFC's) en HFK's de stoffen die waterstof, fluor en koolstof <strong>be</strong>vatten (in het Frans<br />
en het Engels HFC's).<br />
De CFK's worden wel eens de "harde" CFK's genoemd, de HCFK's de "zachte" CFK's.<br />
Volgens de ANSI/ASHRAE Standaard 3478 is de <strong>be</strong>naming van de fluor en chloor<br />
houdende koudemiddelen:
eerste letter een R van "refrigerant"<br />
laatste letter verwijzing naar een niet symmetrische molecule<br />
laatste cijfer : het aantal fluoratomen<br />
voorlaatste cijfer het aantal waterstofatomen +1<br />
eerste cijfer : het aantal koolstofatomen -1<br />
Uitzonderingen de azeotropen volgens lijst.<br />
R500, R502, R503, R507 enz..<br />
De niet organische koudemiddelen krijgen als eerste cijfer een 7, gevolgd door het<br />
moleculair gewicht. Voor<strong>be</strong>eld, Ammoniak = R717, CO2 = R744.<br />
Voor de blends (mengsels) zijn er alleen commerciële <strong>be</strong>namingen, zonder enige verwijzing<br />
naar de aard van de samenstellende producten. Het codecijfer ervan <strong>be</strong>gint met een 4.<br />
1.7 Onderdelen van een koelinstallatie<br />
Ozonafbrekende stoffen en gefluoreerde broeikasgassen worden in de praktijk enkel<br />
gebruikt in koelsystemen op basis van dampcompressie. Een dampcompressiekoelmachine<br />
<strong>be</strong>staat in zijn eenvoudigste vorm uit een verdamper, een compressor, een condensor en een<br />
expansieorgaan, die door middel van leidingen met elkaar gekoppeld zijn.<br />
In afwijking tot de klassieke Rankine cyclus 4 , levert het expansieorgaan bij de traditionele<br />
koelcyclus geen ar<strong>be</strong>id terug aan het systeem. Hierdoor is het rendement van de traditionele<br />
cyclus aanzienlijk lager. Dit rendement <strong>be</strong>draagt typisch slechts 60% van het theoretisch<br />
haalbaar rendement van een Carnotcyclus. Meertrapssystemen <strong>be</strong>naderen het theoretisch<br />
haalbare maximumrendement iets <strong>be</strong>ter (tot zowat 80%).<br />
Vermits het concept van een koelinstallatie in wezen niet verschillend is voor een<br />
commerciële en industriële koelinstallatie, voor gekoeld transport en voor stationaire en<br />
mobiele airco, worden alle onderdelen <strong>be</strong>sproken die kunnen worden aangewend bij het<br />
ontwerpen van eender welk type van koelinstallatie.<br />
1.7.1 Verdampers<br />
De verdamper onttrekt warmte aan de te koelen ruimte (of object, kan bijvoor<strong>be</strong>eld ook een<br />
reactor zijn) door het <strong>be</strong>nutten van de verdampingswarmte van het gebruikte koudemiddel.<br />
De verdamper is op te vatten als een warmtewisselaar met als kenmerk dat het koudemiddel<br />
hierin (inwendig) een faseverandering ondergaat van vloeibaar naar gasvormig. Uitwendig<br />
kan door dit proces zowel een gas ( bv. lucht) als een vloeistof (bv. water) worden gekoeld.<br />
4 De Rankine cyclus is gebaseerd op verdampende en condenserende vloeistoffen en laat toe het maximale<br />
rendement zoals voorspeld door Carnot (gebaseerd op ideale gassen) te halen.<br />
29
30<br />
Verdampers kunnen enerzijds worden ingedeeld naar hun koudemiddelvulling en anderzijds<br />
naar het te koelen medium.<br />
Met <strong>be</strong>trekking tot de koudemiddelvulling <strong>be</strong>staan er natte en droge verdampers.<br />
Bij natte verdamping is een mengsel van vloeistof en damp aanwezig na het verlaten van de<br />
verdamper. De verhouding vloeistof/damp kan varia<strong>be</strong>l zijn en wordt <strong>be</strong>paald door de<br />
ontwerper. Meestal <strong>be</strong>vindt deze verhouding zich tussen 2 en 6. Het percentage van de<br />
koudemiddelinhoud in vloeistofvorm <strong>be</strong>draagt typisch tussen de 50 en de 80%.<br />
Bij droge verdamping wordt zoveel vloeibaar koudemiddel aan de verdamper toegevoerd,<br />
dat het koudemiddel na het passeren van de verdamper volledig in dampvorm is overgegaan<br />
en zelfs een kleine hoeveelheid exceswarmte <strong>be</strong>vat. Het koudemiddel is “oververhit”. Dit<br />
houdt in dat het warmer is dan de “verzadigde” damp. De verzadigde damp is de damp die<br />
ontstaat wanneer de damp<strong>be</strong>l de vloeistof verlaat. De typische oververhitting<br />
(temperatuursverschil) <strong>be</strong>draagt 6 tot 8 K. De koudemiddelinhoud is typisch tussen de 25 en<br />
de 40 % vloeistofvorm, met een in ontwerp aangenomen gemiddelde van 33 %.<br />
Indien de verdampers worden onderverdeeld naar het te koelen medium kunnen<br />
vloeistofkoelers en luchtkoelers worden onderscheiden.<br />
Vloeistofkoelers koelen o.a. water, pekel, water-glycol, en worden toegepast in airco-<br />
installaties met meerdere koelers, in warmtepompen, meer en meer bij commerciële koeling,<br />
in industriële koudewatermakers (“chillers”) en in procesinstallaties.<br />
Luchtkoelers <strong>be</strong>staan zowel in een statische uitvoering als met geforceerde luchtcirculatie,<br />
en worden toegepast in winkelkoeling, transportkoeling, airco en in grote en kleine<br />
industriële installaties.<br />
De diverse uitvoeringen van verdampers zijn:<br />
- lamellenwarmtewisselaars;<br />
- pijpenwarmtewisselaars (shell and tu<strong>be</strong>);<br />
- platenwarmtewisselaars;<br />
- coaxiale warmtewisselaars (opgerold of gestrekt).<br />
1.7.2 Compressoren<br />
De compressor heeft een dub<strong>be</strong>lfunctie. Hij verplaatst gas vanuit de verdamper naar de<br />
condensor zodat het koudemiddel kan circuleren en hij zorgt voor een lage druk in de<br />
verdamper die noodzakelijk is voor het handhaven van een verdampingstemperatuur (moet<br />
lager moet zijn dan het te koelen medium). Daarnaast levert de compressor ook de persdruk<br />
die afhankelijk is van de condensatietemperatuur van het koudemiddel.<br />
Compressoren kunnen ingedeeld worden naar uitvoering van aandrijving:<br />
- hermetisch gesloten: 65 W - 100 kW koudevermogen;<br />
- semi-hermetisch: 0,33 – 250 kW koudevermogen;<br />
- open compressoren: 0,25 kW tot zeer grote koelcapaciteiten.
Open compressoren komen voor in koel- en vriesinstallaties, bij transportkoeling en in<br />
grotere airco’s. Grotere compressoren (meestal schroefcompressoren) en veel ammoniakcompressoren<br />
worden nog steeds uitgevoerd als “open” compressor.<br />
Figuur 1: Schets van een open compressor<br />
De overbrenging van de elektromotor kan via directe aandrijving op de krukas of via een Vsnaaraandrijving<br />
plaatsvinden.<br />
De asafdichting, het meest gevoelige onderdeel van de open compressor, kan bij niet goed<br />
functioneren aanleiding geven tot lekkage. De soorten asafdichtingen zijn drukring-,<br />
stationaire balg-, membraan-, roterende en labyrint asafdichting.<br />
Een labyrint asafdichting wordt praktisch niet meer toegepast (lekkage bij stilstaande<br />
compressor). Deze asafdichting werd vooral gebruikt bij compressoren die werken met<br />
koudemiddelen met een verdampingstemperatuur boven de omgevingstemperatuur zoals<br />
o.m. CFK 113. Hierbij komt dat deze koudemiddelen, waarbij zowel de verdamping- als de<br />
condensatietemperatuur met drukken correspondeerden die <strong>be</strong>neden de normale luchtdruk<br />
lagen, niet eenvoudig vervangbaar zijn.<br />
In Figuur 2 is een asafdichting, een zogenaamde mechanical seal, weergegeven. Bij dat type<br />
vindt de afdichting plaats op het oliegesmeerde glijvlak tussen bijvoor<strong>be</strong>eld een<br />
koolstofsleepring en een stalen sleepring.<br />
31
32<br />
Figuur 2: Asafdichting<br />
Semi-hermetische compressoren zijn demonta<strong>be</strong>l (Frans: accessible of toegankelijk) en<br />
worden meestal gebruikt voor grotere installaties in o.m. grote winkelinstallaties, grote<br />
airco’s en industriële koel- en vriesinstallaties. Ze kunnen zuiggasgekoeld, luchtgekoeld, en<br />
watergekoeld worden uitgevoerd.
Figuur 3: Schets van een semi-hermetische compressor<br />
De luchtgekoelde uitvoering is, om reden van de oppervlakte/volume verhouding van het<br />
motorcompartiment, <strong>be</strong>perkt tot ca. 4 kW aandrijfvermogen. Bij geforceerde koeling (Bock,<br />
Bitzer) kan dit vermogen tot 5 kW <strong>be</strong>dragen. Het rendement van deze uitvoering ligt even<br />
hoog als bij open compressoren en ongeveer 20% hoger als bij zuiggasgekoelde modellen.<br />
Voor de watergekoelde versie gelden dezelfde limieten als voor de luchtgekoelde<br />
compressor. De zuiggasgekoelde versie gaat tot ongeveer 250 kW koelvermogen.<br />
Hermetische compressoren worden toegepast in het lage capaciteitsgebruik in o.m.<br />
winkeltoonbanken, airco’s en koel-en diepvriescellen, of in installaties waarbij het jaarlijks<br />
aantal <strong>be</strong>drijfsuren zeer gering is (airco en punctuele koeling). Door het zeer grote<br />
prijsverschil is de markt gestadig aan het verschuiven van open en semi-hermetische naar<br />
hermetische compressoren, waarbij de <strong>be</strong>trouwbaarheid en het maximumvermogen steeds<br />
toeneemt.<br />
33
34<br />
Figuur 4: Schets van een hermetische compressor<br />
De soorten compressoren die <strong>be</strong>staan zijn:<br />
- Verdringercompressoren:<br />
- zuigercompressoren;<br />
- roterende compressoren gebaseerd op wrijving: schroefcompressoren van het type<br />
monoscrew, schottencompressoren, roterende zuiger en rolzuigercompressoren met<br />
één schot;<br />
- roterende compressoren van het type rollen zonder wrijven: schroefcompressoren,<br />
onder andere zowel het sigma als het SRM1 en 2 profiel, scroll- of spiraal-<br />
compressoren.<br />
- Centrifugaalcompressoren (turbocompressoren).<br />
Zuigercompressoren kunnen open, semi-hermetisch en hermetisch gesloten worden<br />
uitgevoerd. Ze heb<strong>be</strong>n een gunstig deellastgedrag bij een toerentalregeling en vergen in<br />
industriële uitvoering vrij veel onderhoud door de vele <strong>be</strong>wegende delen en de hogere<br />
slijtage. In commerciële versie worden ze gewoon vervangen.
Figuur 5: Zuigercompressor<br />
Schroefcompressoren komen in grotere koel- en vriesinstallaties en in zeer grote airco’s<br />
naast in open uitvoering, ook meer en meer voor in semi-hermetische uitvoering. Een<br />
schroefcompressor faalt minder en is minder gevoelig voor vloeistofslag dan een<br />
zuigercompressor. De meeste schroefcompressoren zijn glijdend in capaciteit regelbaar en<br />
heb<strong>be</strong>n een <strong>be</strong>hoorlijk rendement.<br />
35
36<br />
Figuur 6: Schroefcompressor<br />
Scroll-compressoren veroveren meer en meer de markt. Ze zijn nu <strong>be</strong>schikbaar voor<br />
capaciteiten tussen 3 en 100 kW en <strong>be</strong>staan uitsluitend in hermetische versie. Ze worden in<br />
alle gebieden van de koeling toegepast. Net als de schroefcompressor is de scrollcompressor<br />
(vergelijkbaar principe) in hoge mate ongevoelig voor vloeistofslag.
Figuur 7: Werking scrollcompressor<br />
Centrifugaalcompressoren worden toegepast bij grotere koelcapaciteiten waarbij de<br />
verhouding tussen de condensor- en de verdamperdruk niet al te groot is<br />
(lucht<strong>be</strong>handelinginstallaties).<br />
1.7.3 Condensors<br />
De condensor is net als de verdamper op te vatten als een warmtewisselaar. De condensor<br />
koelt het door de compressor samengeperste gasvormige koudemiddel af waardoor het<br />
37
38<br />
koudemiddel condenseert en vloeibaar wordt. Er treden in feite drie verschijnselen op in een<br />
condensor namelijk afkoeling van de oververhitte gassen, condensatie en onderkoeling van<br />
de ontstane vloeistof.<br />
De warmteafvoer naar de omgeving kan direct of indirect plaatsvinden. De directe<br />
warmteafvoer kan ge<strong>be</strong>uren door een luchtgekoelde condensor, de indirecte warmteafgifte<br />
via een watergekoelde condensor.<br />
Indeling van condensors volgens de manier van afkoeling:<br />
- Watergekoelde condensors:<br />
- platenwarmtewisselaars: <strong>be</strong>staat uit aan elkaar hardgesoldeerde, geprofileerde,<br />
vlakke platen;<br />
- dub<strong>be</strong>lpijpcondensors of coaxiale condensor: <strong>be</strong>staat uit een samenstel van in elkaar<br />
geschoven pijpen;<br />
- horizontale ketelcondensors (<strong>be</strong>staan uit een pijpenbundel waardoorheen koelwater<br />
stroomt en die opgesteld is in een ketel die dikwijls tevens dienst doet als<br />
vloeistofvat).<br />
- Luchtgekoelde condensors.<br />
Bij watergekoelde condensors worden twee types onderscheiden.<br />
Het eerste type <strong>be</strong>staat uit een watergekoelde condensor, opgenomen in een open<br />
koelwaternet. Hierbij wordt het water (doorgaans) naar een open koeltoren gebracht waar<br />
het intens met lucht in contact komt door over een pakket platen te stromen. Hierdoor koelt<br />
het water af en verdampt een deel dat wordt bijgevuld. Dit afgekoelde water wordt<br />
vervolgens terug naar de watercondensor gestuurd. In de (petrochemische) industrie ge<strong>be</strong>urt<br />
de koeling ook door warmtewisseling met koud oppervlaktewater.<br />
Het tweede type is een verdampingscondensor. Hierbij wordt het koudemiddel naar een<br />
pijpenbundel in een soort constructie als de koeltoren gevoerd. Deze pijpenbundel wordt<br />
met water <strong>be</strong>sproeid en intens met lucht in contact gebracht. De pijpen <strong>be</strong>vatten meestal<br />
lamellen; er is echter geen pakket. Het koudemiddel condenseert in de pijpen en wordt naar<br />
de installatie teruggevoerd. Een deel van het water verdampt en wordt bijgevuld.<br />
Watergekoelde condensors worden toegepast in zowel kleine als grote koelinstallaties.<br />
Verdampingscondensors worden gebruikt voor grotere condensorcapaciteiten die ten<br />
opzichte van watergekoelde condensors water<strong>be</strong>sparend zijn.<br />
Er is een stijgende tendens naar het gebruik van de platencondensor. De nadelen van deze<br />
condensor (vervuiling) laten echter nog ruimte voor de ketelcondensor (shell and tu<strong>be</strong>).<br />
Doordat bij een platencondensor het mechanisch dichten na demontage en hermontage zeer<br />
moeilijk is aan de zijde van het koudemiddel, zijn slechts enkele types uitgerust met<br />
demonteerbare platen. De meeste types zijn dan ook volledig gelast en niet demonteerbaar.<br />
Reinigen is enkel chemisch mogelijk. Na enkele reinigingen is het echter niet meer mogelijk<br />
het toestel zijn oorspronkelijke karakteristieken te geven. Een ketelcondensor is daarentegen<br />
vij goed mechanisch reinigbaar.<br />
Van de luchtgekoelde condensors worden de lamellenblokcondensors het meest toegepast.
Luchtgekoelde condensors met gedwongen luchtstroom (ventilator) worden toegepast in<br />
zowel kleine als in grote industriële koelinstallaties. Een bijzondere toepassing is deze die<br />
gebruikt wordt bij transportkoeling.<br />
Net als bij de verdampers kunnen we ook bij de condensors volgende typen<br />
warmtewisselaars onderscheiden:<br />
- lamellenwarmtewisselaars;<br />
- pijpenwarmtewisselaars (shell and tu<strong>be</strong>);<br />
- platenwarmtewisselaars;<br />
- coaxiale warmtewisselaar (opgerold of gestrekt).<br />
1.7.4 Expansieapparaten<br />
De <strong>be</strong>langrijkste taak van de expansievoorziening is het instandhouden van voldoende<br />
drukverschil tussen condensor en verdamper. In het expansieorgaan wordt de vloeistof die<br />
de condensor verlaat geëxpandeerd naar de verdamperdruk. Om de verdamper optimaal te<br />
laten functioneren moet het expansieorgaan zoveel koudemiddel toevoegen als de<br />
compressor in dampvorm kan afzuigen. De uiteindelijke <strong>be</strong>doeling van het expansieorgaan<br />
is het verzorgen van de inspuiting van het koudemiddel in de verdamper.<br />
De soorten expansieapparaten die <strong>be</strong>staan zijn:<br />
- capillaire buis;<br />
- automatisch, thermostatisch of elektronisch gestuurd expansieventiel;<br />
- hoge- en lagedrukvloeistofniveauregeling (bij natte verdampers).<br />
In theorie <strong>be</strong>staat er ook nog een expansieturbine maar deze is door de hoge technische<br />
eisen niet bouwbaar.<br />
Afhankelijk van de uitvoering wordt de inspuiting van het koudemiddel in de verdamper<br />
door druk of temperatuur geregeld. Een automatisch expansieklep houdt de druk in de<br />
verdamper constant terwijl een thermostatische expansieklep zorgt voor een constante<br />
oververhitting van de gassen aan het eind van de verdamper.<br />
De capillaire buis wordt enkel toegepast in relatief kleine prefab-installaties, met<br />
hermetische compressoren en aangepaste vulling, die in grotere series worden vervaardigd<br />
(zoals bij koelkasten, koelmeu<strong>be</strong>ls en airconditioninginstallaties). Uitzonderlijk gaan deze<br />
installaties tot vermogens van 50 kW (omkeerbare warmtepompen).<br />
De automatische regelklep is een drukregelaar die alleen als er geen grote <strong>be</strong>lastingvariaties<br />
optreden, de druk in de verdamper (en daarmee de temperatuur) constant houdt. Ze worden<br />
bij voorkeur toegepast in combinatie met een vloeistofafscheider. Het toepassingsgebied<br />
van deze regelklep <strong>be</strong>perkt zich vandaag tot ijs- en schepijs<strong>be</strong>reiders waar het een<br />
eenvoudige en <strong>be</strong>trouwbare regelaar vormt voor het instellen van de hardheid van<br />
geproduceerde ijs.<br />
Het thermostatisch expansieventiel (TEV) is het <strong>be</strong>kendste en meest toegepaste<br />
vloeistofregelorgaan. De vloeistofinspuiting in de verdamper geschiedt door regeling van de<br />
oververhitting van de gassen (constant houden) aan het eind van de verdamper. Een voeler<br />
39
40<br />
op het einde van de verdamper (geklemd op de uitlaat van de zuiggassen) neemt de<br />
oververhitting waar.<br />
Het elektronisch gestuurd expansieventiel <strong>be</strong>staat uit een inspuitventiel met<br />
motoraandrijving, een elektronische regelaar en verscheidene temperatuurvoelers. Er zijn<br />
minstens twee voelers aanwezig. Eén voeler <strong>be</strong>vindt zich aan de ingang en één aan de<br />
uitgang van de verdamper. Soms zijn er twee bijkomende voelers noodzakelijk,<br />
respectievelijk in de intredende en in de uittredende lucht. Dit is het geval bij<br />
ontdooisturing.<br />
Een hoge- of lagedrukvloeistofniveauregeling is nodig bij de natte verdampers vermits hier,<br />
door de aanwezigheid van vloeistof, niet op oververhitting kan worden geregeld.<br />
Een turbine kan ook toegepast worden als expansieorgaan waarbij de expansiear<strong>be</strong>id<br />
<strong>be</strong>schikbaar komt voor het mee-aandrijven van de compressor. De investering hiervan wint<br />
zich alleen terug als het energieverbruik hoog is. Een expansieturbine wordt uiterst zelden<br />
toegepast.<br />
1.7.5 Regelingen, regelapparaten en regelsystemen<br />
Iedere koelinstallatie zal zonder ingrijpen van buitenaf een <strong>be</strong>paalde evenwichtstoestand<br />
<strong>be</strong>reiken en handhaven. Dikwijls wijkt die temperatuur en druk af van hetgeen gewenst is.<br />
Om de gewenste condities in de hand te houden moet het koelproces worden geregeld.<br />
Om de werking van een koelinstallatie binnen het aanvaardbare te houden, is ook<br />
<strong>be</strong>veiligingsapparatuur nodig. Deze apparatuur <strong>be</strong>veiligt tegen abnormaal hoge en lage<br />
drukken en temperaturen.<br />
De meest courante regelapparatuur bij een koelinstallatie zijn de pressostaat en de<br />
thermostaat. Een pressostaat is een drukafhankelijke elektrische schakelaar voor een<br />
compressor. Een thermostaat is een temperatuursafhankelijke elektrische schakelaar.<br />
In goedkopere installaties wordt deze regelapparatuur gecombineerd met de<br />
<strong>be</strong>veiligingsapparatuur. Bij de <strong>be</strong>tere apparatuur zijn deze onderdelen meer specifiek.<br />
Verder zijn er nog o.m. de verdamperdruk-, de startdruk-, en de condensordrukregelaar.<br />
Een pressostaat kan o.a. worden toegepast als:<br />
- hogedruk- of lagedruk<strong>be</strong>veiliging;<br />
- oliedruk<strong>be</strong>veiliging;<br />
- condensordrukregeling;<br />
- vermogenregeling van de compressor (capaciteitsregelklep regelt het koelvermogen van<br />
de compressor door de persgassen om te leiden naar de zuigzijde van de installatie).<br />
Een thermostaat kan o.a. worden toegepast voor:<br />
- schakeling van compressor of magneetklep;<br />
- <strong>be</strong>ëindigen van de ontdooiing;<br />
- condensorventilatorregeling.
1.7.6 Koelleidingen<br />
Met uitzondering van de kleine, tot één geheel samengebouwde koelinstallatie, moeten voor<br />
bijna elke installatie de leidingen ter plaatse worden gereedgemaakt en gemonteerd.<br />
Een leidingsysteem kan worden opgesplitst in volgende delen:<br />
- persleiding van compressor naar condensor<br />
- vloeistofleiding van condensor naar vloeistofvat en van vloeistofvat over<br />
expansieventiel naar verdamper (vloeistof tot aan expansieventiel en hierna vloeistof en<br />
gas)<br />
- zuigleiding van verdamper naar compressor<br />
Een drukvereffeningsleiding kan ook deel uitmaken van het leidingsysteem. Deze leiding<br />
heeft als doel ongewenste drukverschillen op verschillende plaatsen te voorkomen. De<br />
toepassing ervan vindt vooral plaats bij thermostatische expansiekleppen en bij<br />
oliedruknivellering tussen compressoren (wordt aangebracht tussen parallel aangesloten<br />
compressoren om er o.a. voor te zorgen dat het oliepeil bij elke compressor gelijk blijft).<br />
Het monteren van leidingen onderling en van leidingen met componenten, of het herstellen<br />
ervan kan door lassen (staal) of solderen (koper). De leidingen van een dampcompressiekoelmachine,<br />
die normaal uit koper <strong>be</strong>staan, worden hoofdzakelijk verbonden door het<br />
braseren ervan (hardsolderen). Koelinstallaties op basis van ammoniak maken gebruik van<br />
stalen leidingen omdat ammoniak koper en koperlegeringen aantast.<br />
Koeltechnische koperen leidingen verschillen van koperen leidingen voor sanitaire<br />
doeleinden (waterleidingen) doordat de eerste ook inwendig gepolijst zijn. Dat is visueel<br />
duidelijk merkbaar aan de glans van koeltechnische koperen buizen aan de binnenzijde.<br />
Sanitaire koperen buizen zijn mat aan de binnenzijde.<br />
Koeltechnische leidingen <strong>be</strong>staan in twee maatsystemen, met name de duimse maten en de<br />
metrische maten. Bij het koppelen van <strong>be</strong>ide maatsystemen aan elkaar dient gebruik<br />
gemaakt te worden van koppelstukken. Het eenvoudig braseren ervan zonder geëigende<br />
koppelstukken kan problemen opleveren van goede doorvloei en bijgevolg gaan lekken.<br />
1.7.7 Koppelingen en verbindingen<br />
Naast soldeer- en lasverbindingen <strong>be</strong>staan er ook mechanisch demonteerbare verbindingen.<br />
De meest voorkomende verbindingen van deze soort zijn:<br />
- flensverbinding: leidingverbinding waarbij de uiteinden van de leidingen met elkaar<br />
verbonden zijn door middel van een schijfvormige rand of velg die voorzien is van<br />
bouten en een pakking<br />
- knelkoppeling: losdraaibare leidingverbinding waarbij de afdichting wordt verkregen<br />
door het vervormen van een over de leiding geschoven knelring<br />
- schroefverbinding: leidingverbinding waarbij het aandrukken van het afdichtingsmateriaal<br />
in de verbinding tot stand gebracht wordt door middel van het aandraaien van<br />
een schroefdraad<br />
- flareverbinding: klemverbinding waarbij het trompetvormig uiteinde van een leiding de<br />
afdichting vormt tussen de conische vlakken van de leidingverbinding<br />
41
42<br />
Figuur 8: Flareverbinding<br />
Flareverbindingen heb<strong>be</strong>n een slechte reputatie en zijn in Nederland wettelijk verboden bij<br />
(koel)installaties die na 1 januari 1993 in gebruik zijn genomen of worden gebouwd. Het<br />
maken van een flareverbinding lijkt eenvoudig, maar in de praktijk levert het frequent<br />
problemen op. Een groot aantal lekkages in koelinstallaties wordt dan ook veroorzaakt door<br />
slecht gemaakte of gescheurde flares.<br />
Figuur 9: Flare-apparaat voor het maken van een flare
Het is echter niet meer zeker of het verbod op flareverbindingen in Nederland zal blijven<br />
<strong>be</strong>staan. De EN 378 “Refrigerating systems and heat pumps. Safety and environmental<br />
requirements” wordt her<strong>be</strong>keken en wanneer deze nieuwe Europese norm van kracht wordt,<br />
<strong>be</strong>staat de kans dat de <strong>be</strong>staande Nederlandse regelgeving wordt versoepeld.<br />
Het is <strong>be</strong>langrijk te melden dat de <strong>be</strong>ste verbindingen worden <strong>be</strong>reikt door hardsolderen of<br />
lassen.<br />
Een bijzondere soort verbinding die in het kader van de Nederlandse regelgeving toegelaten<br />
is, is de STEK-flare. Deze appendage <strong>be</strong>staat uit 3 delen :<br />
1. een voorgevormd geelkoperen pijpje dat aan de te verbinden leiding moet worden<br />
gehardsoldeerd;<br />
2. een pletringetje, waarvan er zich in de verpakking 3 exemplaren <strong>be</strong>vinden, dat<br />
tussen het koperen pijpje met voorgevormde trompet en de aan het te verbinden<br />
toestel aanwezige conus moet worden geplaatst;<br />
3. een wartelmoer die vóór het hardsolderen eerst over de pijp moet worden<br />
aangebracht.<br />
Het koppelsysteem heeft weinig zin om het hardsolderen van leidingen te vermijden. Het<br />
dient dan ook hoofdzakelijk voor het aansluiten van <strong>be</strong>paalde toestellen (pressostaten,...).<br />
De meeste van die toestellen zijn tegenwoordig echter ook verkrijgbaar in een rechtstreeks<br />
hardsoldeerbare versie.<br />
Voordeel van de STEK-flare tegenover de gewone flare: de trompet heeft veel minder de<br />
neiging mee te draaien en daardoor een lekke verbinding te veroorzaken. Er zijn geen<br />
statistische cijfers <strong>be</strong>kend over het verschil tussen de STEK en de gewone flare, <strong>be</strong>ide met<br />
pletringetje. Er kan redelijkerwijze aangenomen worden dat de lekfrequentie van een<br />
gewone flare met pletringetje groter is dan deze van een STEK-flare met pletringetje. De<br />
STEK-flare vereist echter een aanzienlijk grotere realisatietijd. De vraag is echter relevant<br />
of het gebruik van een STEK-flare de moeite loont als men toch moet hardsolderen, waarom<br />
dan niet ineens alles hardsolderen?<br />
1.7.8 Appendages<br />
De meest courante appendages van een koelinstallatie met toelichting van hun functie zijn<br />
hieronder weergegeven.<br />
Afsluiters:<br />
Zijn voorzien om het onderhoud en de herstellingen te vergemakkelijken. Afsluiters laten<br />
toe <strong>be</strong>paalde delen te demonteren zonder verlies van koudemiddel. Ze maken het ook<br />
mogelijk om op eenvoudige wijze drukken te meten en koudemiddel bij te vullen of af te<br />
tappen.<br />
Er <strong>be</strong>staan vele typen van afsluiters. De uitvoering of constructie is o.a. afhankelijk van het<br />
doel of de plaats in het systeem.<br />
Soorten afsluiters: hand<strong>be</strong>diende (membraan- en klepschotelafsluiters), zuig- en<br />
persafsluiters (aan respectievelijk zuig- en perskant van compressor), speciale vulafsluiters<br />
(om de vloeistof in de vloeistofleiding bij te vullen) en magneetafsluiters.<br />
43
44<br />
Omkeerklep:<br />
Dient om de stromingsrichting in het koelsysteem om te keren om de verdamper te kunnen<br />
ontdooien met de warmte van de persgassen. De functies van condensor en verdamper<br />
worden gewisseld.<br />
Terugslagkleppen:<br />
Heb<strong>be</strong>n als doel het voorkomen van het terugstromen van koudemiddel of<br />
koudemiddeldamp van een warmere naar een koudere plaats of van een plaats met hoge<br />
naar een plaats met lage druk.<br />
Elektromagnetische klep:<br />
Dient voor het openen en sluiten van de toevoerleiding naar het expansieventiel. Deze klep<br />
wordt ook in enkele gevallen gebruikt bij warmterecuperatie, warm-gas- ontdooiing, …<br />
Automatische waterregelventiel:<br />
Regelt de hoeveelheid koelwater door de condensor in functie van de condensordruk (sluit<br />
automatisch bij stilstand van installatie).<br />
Flexi<strong>be</strong>le leidingdelen:<br />
Kunnen worden geplaatst in de zuigleiding en de persleiding van de compressor, om<br />
breuken te voorkomen door trillingen en vibraties.<br />
Vloeistofafscheiders:<br />
Worden geplaatst in de zuigleiding vlak vóór de compressor om het aanzuigen van zuiggas<br />
met vloeistofdeeltjes te voorkomen (vloeistofslag).<br />
Er is een verschil in werking van de vloeistofafscheiders tussen een installatie op basis van<br />
gehalogeneerde koudemiddelen en een ammoniakinstallatie.<br />
Bij een koelinstallatie die werkt met gehalogeneerde koudemiddelen wordt de olie bovenaan<br />
verzameld. De afscheider is meestal leeg. De vloeistof verdampt onder invloed van de<br />
ruimtetemperatuur en de olie wordt teruggevoerd naar het carter.<br />
Bij een ammoniakinstallatie wordt de olie onderaan verzameld. De afscheider is meestal<br />
volledig gevuld en werkt als buffertank in geval van niet stationaire werking van de<br />
installatie. De olie wordt eveneens naar het carter teruggevoerd, eventueel via een<br />
olierectifier.<br />
Bij een ammoniakinstallatie komt het koudemiddel de afscheider binnen via:<br />
- het expansiesysteem (hoge- of lagedrukvlotter) waar vloeistof gemengd is met<br />
expansiegas;<br />
- de retourleiding vanaf de koelers waar het zuiggas gemengd is met restvloeistof ten<br />
gevolge van “overfeed”;<br />
- de pomp-overstort bij pompcirculatie.<br />
Bij een installatie op gehalogeneerde koudemiddelen komt de vloeistof de afscheider binnen<br />
langs de zuigleiding. Dit ge<strong>be</strong>urt enkel in geval van een slecht werkend expansieventiel of<br />
door het omkeren van de cyclus bij warm-gasontdooiing. In principe is de<br />
vloeistofafscheider in normaal ongestoord <strong>be</strong>drijf steeds leeg.<br />
Vloeistofvat:
Het vloeistofvat is een hogedrukzijdig vat waarin het koudemiddel dat niet altijd in de kring<br />
nodig is, tijdelijk wordt opgeslagen. Bij pumpdown en uitgeschakelde warmterecuperatie<br />
<strong>be</strong>vat het vat al het koudemiddel dat in de kring aanwezig is. Een vloeistofvat wordt zowel<br />
horizontaal als verticaal opgesteld. Meestal wordt het uitgerust met kijk- of peilglazen om<br />
het niveau van de aanwezige vloeistof te kunnen vaststellen. Het vloeistofvat moet, vanaf<br />
<strong>be</strong>paalde afmetingen zoals wettelijk <strong>be</strong>schreven, voorzien zijn van een breekplaat of van<br />
veiligheidskleppen. Er staat steeds een afsluiter aan de vloeistofzijde. Om <strong>be</strong>paalde werken<br />
aan de installatie aanzienlijk te vereenvoudigen is een afsluiter aan de ingang aan<strong>be</strong>volen.<br />
Het vat dient steeds iets te groot gedimensioneerd te zijn omdat de vloeistof uitzet bij<br />
stijgende omgevingstemperatuur. Deze uitzetting <strong>be</strong>draagt normaal 15% van het aanwezige<br />
vloeistofvolume. Het vat moet weerstaan aan de hoogste werkdruk van alle onderdelen van<br />
de installatie.<br />
Warmtewisselaar:<br />
Verdampers en condensoren kunnen worden opgevat als warmtewisselaars. Hiernaast kan er<br />
ook een warmtewisselaar worden aangebracht tussen de vloeistof- en zuigleiding. Het doel<br />
hiervan is het nakoelen van de condensorvloeistof met het koude zuiggas waardoor dit<br />
zuiggas opwarmt en een meer oververhit gas naar de compressor wordt gevoerd. Door<br />
onderkoeling van de vloeistof uit de condensor neemt de specifieke koudecapaciteit van<br />
deze vloeistof toe. In de praktijk is de warmtewisselaar een toestel dat toelaat <strong>be</strong>paalde<br />
fouten in de koelinstallatie te ondervangen (aanwezigheid van flashgas in de<br />
vloeistofleiding).<br />
Pulsatiedempers:<br />
Dienen voor het dempen van geluid en trillingen, die uitsluitend het gevolg zijn van<br />
pulsaties. Deze dempers worden o.m. toegepast in persgasleidingen waarbij de gasstroom<br />
door de leiding niet laminair maar pulserend is. Dit is het geval indien compressor en<br />
condensor ver uit elkaar zijn opgesteld.<br />
Olieafscheiders:<br />
Heb<strong>be</strong>n als doel de olie die samen met het koudemiddel de compressor verlaat, te scheiden<br />
van het koudemiddel en terug naar het carter van de compressor te sturen. De olieafscheider<br />
wordt in de persleiding gemonteerd.<br />
Drogers:<br />
Heb<strong>be</strong>n als doel het vochtgehalte in een korte tijd op een laag niveau te brengen waardoor<br />
zuurvorming geen kans krijgt (enkele ppm).<br />
Soorten drogers: hermetisch gesloten drogers en drogers met afneembaar deksel en<br />
hervulbare kernen. De drogers kunnen <strong>be</strong>staan uit o.m. moleculaire zeven, silicagel (dalend<br />
gebruik), geactiveerd aluminiumoxide (absor<strong>be</strong>ert hoofdzakelijk zuren).<br />
Filters:<br />
Worden in de vloeistofleiding gemonteerd. Er <strong>be</strong>staan twee uitvoeringen van filters in<br />
leidingen, namelijk de zuiggasfilter (filtreert losse deeltjes ter voorkoming van schade aan<br />
de compressor) en de vloeistoffilter (filtreert in combinatie met de droger de losse deeltjes<br />
direct uit in de droger = filter/droger).<br />
Breekplaat:<br />
45
46<br />
Het is een dun metalen schijf in een houder die breekt wanneer een voor de breekplaat<br />
<strong>be</strong>paalde specifieke druk wordt overschreden.<br />
Loodnagel:<br />
Eenvoudig soort breekplaat die <strong>be</strong>staat uit een plaatje gemakkelijk smeltbaar materiaal<br />
(geen lood, het smeltpunt daarvan is te hoog). De loodnagel wordt toegepast bij kleinere<br />
installaties.<br />
Kijkglazen:<br />
Kunnen worden aangebracht in de vloeistofleiding na de droger/filter en/of in de<br />
olieterugvoerleiding van een olieafscheider naar het carter van de compressor om<br />
respectievelijk de aanwezigheid van vloeistof of het olieniveau in het carter van de<br />
compressor na te gaan. Eerder zeldzaam wordt een kijkglas ook gebruikt om de<br />
aanwezigheid van flashgas te constateren in de voeding van het expansieventiel (als<br />
diagnose).<br />
Peilglazen:<br />
Heb<strong>be</strong>n als functie te controleren of er voldoende koudemiddel of olie in het systeem<br />
aanwezig is. Peilglazen komen voornamelijk voor in grotere koelinstallaties en kunnen<br />
worden aangesloten op grotere vloeistofvaten.<br />
Manometers:<br />
Worden toegepast om de druk te meten.<br />
Er <strong>be</strong>staan zuigdrukmanometers (zijn d.m.v. een capillaire leiding aangesloten op de<br />
zuigafsluiter), persdrukmanometers en oliedrukmanometers. De manometers die aan felle<br />
trillingen onderhevig zijn, worden speciaal gevuld met glycerine om de trillingen te<br />
dempen.<br />
1.7.9 Hulp(rand)apparatuur<br />
De randapparatuur die deel kan uitmaken van een koelinstallatie met toelichting van zijn<br />
functie is onderstaand weergegeven.<br />
Ventilatoren:<br />
Worden toegepast bij verdampers en bij luchtgekoelde condensors.<br />
Soorten ventilatoren: axiaalventilator vrijwel steeds toegepast bij verdampers (luchtkoelers),<br />
centrifugaalventilatoren.<br />
Koudemiddelcirculatiepomp:<br />
Deze pomp vindt zijn toepassing vaak bij verdampers waarbij meer vloeistof wordt<br />
rondgepompt dan er voor verdamping nodig is (<strong>be</strong>tere warmteoverdracht in de verdamper<br />
maar ook grotere hoeveelheden koudemiddel nodig). Het koudemiddel uit de afscheiders<br />
kan d.m.v. de circulatiepomp naar de luchtkoelers worden gebracht.<br />
De koudemiddelcirculatiepomp wordt enkel toegepast bij grote industriële koelinstallaties<br />
die werken volgens het natte-verdampingsprincipe (geforceerde koudemiddelcirculatie) en<br />
vindt zijn toepassing voornamelijk bij ammoniakinstallaties.<br />
Ontdooisystemen van verdampers:
Ontdooien wordt toegepast bij verdampers die werken bij verdampingstemperaturen onder<br />
0°C. Door de lage verdampingstemperaturen zal zich rijp vormen op de buitenzijde van de<br />
pijpen en lamellen. De warmteoverdracht wordt daardoor verminderd en het lamellenblok<br />
kan zelfs dichtvriezen. Vandaar dat er een ontdooivoorziening aanwezig moet zijn.<br />
Ontdooien kan door:<br />
- Het plaatsen van elektrische weerstanden. Ondanks het feit dat dit zeer vaak wordt<br />
toegepast, is het rendement zeer slecht en komt er aanzienlijk veel warmte in de<br />
koelruimte vrij.<br />
- Persgasontdooiing, waarbij de verdamper als condensor wordt gebruikt.<br />
- De ventilatoren te laten draaien totdat de temperatuur in de verdamper boven de 4°C is<br />
gestegen. Dit werkt alleen goed bij omgevingstemperaturen boven 6°C. De<br />
producttemperatuur stijgt hierbij, en kan in 30 minuten oplopen tot 4 à 5°C. Indien dit<br />
ontoelaatbaar is dan moet een ander systeem worden toegepast.<br />
- Het sproeien van water over de verdamper. Deze waterontdooiing kent een dalend<br />
gebruik.<br />
Warmterecuperatiesystemen:<br />
Het systeem voor warmterecuperatie <strong>be</strong>staat meestal uit een stel omschakelventielen en een<br />
bijkomende condensor. Deze condensor kan een watercondensor, een boiler met een<br />
speciale ingebouwde warmtewisselaar of een luchtcondensor zijn. Tenslotte kan de<br />
warmterecuperatiekring in parallel of in serie staan met de hoofdcondensor.<br />
De hoofdcondensor blijft in de meeste gevallen in <strong>be</strong>drijf omdat de warmterecuperator<br />
ontworpen is voor de gemiddelde in de winter af te voeren warmte, en de hoofdcondensor<br />
voor de gemiddeld in de zomer af te voeren warmte. Het grootste deel van het jaar blijft de<br />
recuperator dus in de kring, en vergroot de koudemiddelinhoud van het systeem. Het<br />
vloeistofvat moet hierdoor groot genoeg zijn om deze bijkomende inhoud te kunnen<br />
<strong>be</strong>vatten.<br />
1.8 Soorten lekken en structurele oorzaken van lekkages<br />
1.8.1 Soorten lekken<br />
Lekverliezen bij koelinstallaties kunnen diverse oorzaken heb<strong>be</strong>n en volgens hun aard<br />
onderverdeeld worden in incidentele en structurele lekken. Incidentele lekken worden<br />
veroorzaakt door o.m. breuken, opengaande kleppen en loskomende verbindingen.<br />
Structurele lekken zijn het gevolg van een o.m. foutieve materiaal- en componentenkeuze,<br />
een niet optimale techniek en disproportie tussen de koudemiddelinhoud en de capaciteit<br />
van de installatie.<br />
a) Incidentele lekken<br />
Incidentele lekken kunnen van technische aard zijn, zoals breuken en scheuren veroorzaakt<br />
door onvoldoende opgevangen trillingen, kunnen het gevolg zijn van onvoldoende of slecht<br />
onderhoud of kunnen veroorzaakt worden door foutieve handelingen door de eigenaar of de<br />
uitbater van de koelinstallatie.<br />
Dit soort lekken gaat meestal gepaard met een plots en massaal koudemiddelverlies.<br />
47
48<br />
Technische oorzaken<br />
Inwendig aan de koelinstallatie<br />
Voor<strong>be</strong>elden:<br />
- Barsten door hoge drukken van leidingen, koppelingen en onderdelen (bv. lekken<br />
en scheuren door optreden van waterhamer of plots optredende verstopping door<br />
vervuiling van water- en/of luchtcondensors, corrosie van luchtcondensors, …).<br />
- Breuken en scheuren door trillingen van de installatie (soms ook bij normale en<br />
goed gemaakte verbindingen, frequenter bij onvoldoende doorlassing, bij<br />
flareverbindingen,…).<br />
- Losvriezen van geschroefde (bijvoor<strong>be</strong>eld flares) en geflenste verbindingen door<br />
te sterke temperatuurschommelingen en ijsvorming (de flareverbinding bij een<br />
expansieventiel aan de kant van de lage druk is een typisch voor<strong>be</strong>eld van<br />
dergelijke lekken).<br />
- Ondeugdelijke verbindingen (flareverbindingen geven aanleiding tot vele lekken).<br />
- Loskomen van meestal geschroefde of geflenste koppelingen en dichtingen door<br />
te hoge temperaturen.<br />
- Beschadiging door te lage temperaturen. Beschadiging van onder meer batterijen<br />
door ijsvorming, van de wartelmoer (barsten) door ijsvorming tussen<br />
schroefdraad of <strong>be</strong>schadiging door het overschrijden van de barstpanning door<br />
krimpen. Er treedt ook <strong>be</strong>schadiging op door het doorprikken van<br />
trillingsdempers door ijskristallen in het lagedrukgedeelte.<br />
Uitwendig aan de koelinstallatie<br />
Voor<strong>be</strong>elden:<br />
- Beschadiging door o.a. werktuigen, voorwerpen, voertuigen; botsing van een<br />
transpallet of van zijn lading met een koelmeu<strong>be</strong>l of met een leiding komt vaak<br />
voor (de componenten en leidingen dienen toegankelijk te zijn).<br />
- Beschadiging van ingemetste en in de grond gelegen leidingen door het boren van<br />
gaten gedurende werkzaamheden, herstellingen aan <strong>be</strong>tegeling en aan riolering,<br />
en door onvoldoende markering en voorzorg.<br />
- Corrosie van de luchtcondensor door omgevingsfactoren leidt in eerste instantie<br />
tot hogere drukken, later eventueel tot aantasting en perforatie van de buizen.<br />
Menselijke fouten<br />
Voor<strong>be</strong>elden:<br />
- Foutief gebruik van het koudemiddel (bv. voor drukproeven en om zaken uit te<br />
blazen, …).<br />
- Foutieve koudemiddelhandelingen (de grootste fout <strong>be</strong>staat uit het doorzagen van<br />
een leiding en laten ontsnappen van het koudemiddel omdat “het anders te lang<br />
duurt”). Andere veel voorkomende fouten zijn:<br />
− kraan openzetten in de plaats van het koudemiddel te recuperen voor<br />
recycling, regeneratie of vernietiging (bv. omdat er geen recuperatiecylinder<br />
aanwezig is);<br />
− te weinig tijd nemen om installatie leeg te zuigen en rest koudemiddel laten<br />
ontsnappen;<br />
− manifold niet leegzuigen.
- Niet optimaal concept van de installatie waardoor situaties ontstaan die resulteren<br />
in het moeten aflaten van al dan niet de volledige koudemiddelinhoud (meestal te<br />
weinig kranen en/of ontbreken van een vloeistofvat).<br />
- Kleine gebreken die te laat opgemerkt of genegeerd worden en resulteren in<br />
incidenten (bv. het doorroesten van stalen onderdelen door gebrek aan onderhoud,<br />
het vaststellen van tegen elkaar schurende onderdelen wat zonder het nemen van<br />
maatregelen op termijn zal leiden tot een lek).<br />
- Onverschilligheid t.o.v. lekken die moeilijk op te sporen zijn, al dan niet door de<br />
hoge kostprijs van het opsporen.<br />
- Onverschilligheid t.o.v. lekken omdat de installatie zogezegd niet kan worden<br />
stilgelegd.<br />
b) Structurele lekken<br />
Structurele lekken zijn vooral van technische aard en kunnen dezelfde oorzaken heb<strong>be</strong>n als<br />
incidentiele technische lekken. Deze kleine of langzame lekken kunnen voorkomen aan<br />
praktisch alle onderdelen van de installatie. Vele van deze lekken worden veroorzaakt door<br />
gebrekkige verbindingen en blijven onopgespoord door het ontbreken van degelijke druk-<br />
en lektesten en van gepaste apparatuur om deze testen uit te voeren.<br />
Continu optredende kleine lekkages als gevolg van de gekozen uitvoering van het<br />
systeem<br />
In de <strong>be</strong>ginfase kunnen ook de hierboven vernoemde lekken als een klein bijna niet<br />
detecteerbaar lek aanvangen. Zij evolueren later meestal tot grote lekken.<br />
Sommige lekken blijven echter klein, zoals :<br />
Voor<strong>be</strong>elden:<br />
- Lekkage aan de asafdichtingen van open compressoren en koudemiddelpompen,<br />
vooral wanneer deze frequent stilstaan.<br />
- Lekkage van expansieventielen door grote temperatuurschommelingen (o.a. bij de<br />
ontdooicyclus) waardoor de wartels gaan lekken<br />
- Lekkage door toepassing van <strong>be</strong>paalde rub<strong>be</strong>r slangen in combinatie met een niet<br />
compati<strong>be</strong>l koudemiddel.<br />
- Lekkage door toepassing van pakkingmateriaal in combinatie met niet compati<strong>be</strong>l<br />
koudemiddel.<br />
- Lekkende afsluiters langs de afdichtingen zoals spindel en zitting. Door een<br />
verkeerd soort pakking, onzorgvuldige montage, veroudering van de pakking en<br />
het niet kunnen afdichten van de afsluiter treden er relatief veel lekkages op bij<br />
afsluiters.<br />
- Een grote koudemiddelinhoud voor een <strong>be</strong>paalde koelcapaciteit kan, door vele<br />
kleine lekken, op termijn aanleiding geven tot significante koudemiddellekken<br />
(het duurt meestal een tijdje voordat een installatie door een lek onaanvaardbaar<br />
slecht <strong>be</strong>gint te werken).<br />
- Lekkende gebraseerde verbindingen omdat ze onvoldoende zijn doorgevloeid. Dit<br />
is het geval indien metrische en duimse maten door mekaar worden gebruikt of<br />
indien een sanitair waterbuis wordt gebruikt (zie paragraaf 1.7.6).<br />
49
50<br />
Het is de taak van de ontwerper van de installatie om een zo lekdicht mogelijke<br />
installatie te ontwerpen en te laten vervaardigen. Hierbij is het van <strong>be</strong>lang om:<br />
- materialen en verbindingsmethoden te gebruiken met een lage permeabiliteit;<br />
- toepassingen te realiseren met hermetische of semi-hermetische compressoren.<br />
Kleine lekkages, direct en indirect, als gevolg van gebrekkige montage en/of<br />
constructie<br />
Voor<strong>be</strong>elden:<br />
- lekkende flareverbindingen en koppelingen;<br />
- scheurtjes in leidingen;<br />
- lekkende capillairen naar pressostaten e.d.;<br />
- scheurtjes in flexi<strong>be</strong>le slangen;<br />
- inwendige vervuiling van de installatie, bv. het niet onder voortdurende<br />
stikstofstroom hardsolderen <strong>be</strong>hoeft achteraf abnormaal veel tussenkomsten met<br />
telkens een minimaal maar onvermijdelijk klein koudemiddelverlies.<br />
Dit kan worden tegengegaan door bij het ontwerp oplossingen te kiezen waarbij de<br />
kans op lekkage klein is, o.a. door:<br />
- toepassen van soldeerverbindingen;<br />
- toepassen van speciale koeltechnische buizen en zo nodig van leidingen met<br />
voldoende wanddikte in functie van de toegepaste druk, vooral voor de ‘nieuwe<br />
koudemiddelen’ ;<br />
- systematisch vervangen van capillairen als verbindingsstuk tussen onderdelen,<br />
door voor het <strong>be</strong>treffende koudemiddel compati<strong>be</strong>le flexi<strong>be</strong>le slangen;<br />
- alle hardsolderingen uitvoeren onder voortdurende stikstofstroom.<br />
1.8.2 Structurele oorzaken van lekkages<br />
In deze paragraaf <strong>be</strong>spreken we de oorzaken van lekkages ten gevolge van de manier van<br />
handelen tijdens montage, het vullen, onderhoud en reparatie van koelinstallaties. De<br />
risico’s van koudemiddelverlies bij gekoeld transport komen ook <strong>be</strong>perkt aan bod.<br />
a) Montage van koelinstallaties<br />
Omdat er grote verschillen zijn in situaties bij de gebruikers, worden slechts een aantal<br />
algemene principes vastgelegd die voor vrijwel elke montage gelden.<br />
Een aantal criteria hierbij zijn:<br />
- goede <strong>be</strong>reikbaarheid van de apparatuur voor mogelijke verdere aansluiting en latere<br />
service;<br />
- <strong>be</strong>scherming apparatuur tegen klimaatinvloeden, zoals bijvoor<strong>be</strong>eld:<br />
− weersinvloed of invloed van vocht die corrosie kan veroorzaken (slechte insolatie)<br />
− invloed van de waren zelf (zuren van fruit en schimmels van kazen)<br />
- goede ventilatie voor luchtgekoelde condensors;<br />
- maatregelen tegen trillingen (trillingsdempers voor leiding);<br />
- voorzien van het juiste aantal kranen en appendages.
De <strong>be</strong>langrijkste handelingen bij montage van een koelinstallatie zijn:<br />
- het opstellen van de hoofdcomponenten;<br />
- montage van de leidingen, solderen, maken van flare- en flensverbindingen<br />
- montage van de appendages, regelsystemen en eventueel randapparatuur<br />
Handelingen die in de praktijk worden uitgevoerd en die aanleiding kunnen geven tot<br />
lekkages:<br />
Montage van verdampers:<br />
Verdampers kunnen, ondanks aan lektesten te zijn onderworpen in de fabriek, door<br />
manipulatie en transport op sommige plaatsen lekken gaan vertonen. Met name de<br />
grotere modellen van luchtkoelers, met de vele horizonale verdampingspijpen die door<br />
middel van soldeerbochten worden verbonden, kennen de nodige lekproblemen.<br />
Andere oorzaken van lekken aan verdampers zijn een niet goed afgestelde of<br />
ontworpen heetgasontdooiing, grote uitzetting en inkrimping van de batterij,<br />
verschillen in uitzettingscoefficient van batterij en ophanging ervan.<br />
Bij toepassing van vooral elektrische en van heetgasontdooiing dient ervoor gezorgd te<br />
worden dat de verdamper niet te veel aanrijpt, en dat voldoende lang wordt ontdooid<br />
om de vorming van een ijsbal 5 te vermijden. Deze ijsbal kan bij uiteindelijke<br />
ontdooiing een zodanige deformatie van de lamellen en van de pijpen veroorzaken dat<br />
uiteindelijk lekkage ontstaan.<br />
Montage van compressoren:<br />
Compressoren moeten gemonteerd worden op dergelijke wijze dat de trillingen die zij<br />
veroorzaken voldoende worden afgesneden van het leidingennet dat vast aan het<br />
gebouw verbonden is. Dit kan door een starre montage op een chassis waarbij de<br />
vertrekkende leidingen via soepele verbindingen met het leidingnet in het gebouw zijn<br />
verbonden, of door een individueel afveren van de compressoren tegenover de<br />
componenten waarmee ze verbonden zijn.<br />
Open compressoren kunnen lekkage vertonen langs de asafdichting. Dit kan<br />
veroorzaakt worden door slechte montage en uitlijning van de aandrijving, door niet<br />
regelmatig corrigeren van de riemspanning en de riemuitlijning of bij lange<br />
stilstandtijden door het leeglopen van de asafdichtingskamer.<br />
Montage van een thermostatisch expansieventiel:<br />
Alle traditionele types thermostatische expansieventielen zijn door flareverbindingen<br />
verbonden met de kring, waardoor na verloop van tijd lekkages optreden door<br />
krimpspanningen. Krimpspanningen kunnen optreden wanneer een expansieklep wordt<br />
gemonteerd terwijl deze een merkelijk hogere temperatuur heeft dan de <strong>be</strong>drijfstemperatuur.<br />
5 Een ijsbal ontstaat wanneer de rijp aan de verdamper maar gedeeltelijk ontdooit, en dan terug <strong>be</strong>vriest. Na<br />
ongeveer 5 cycli ontstaat een harde vaste ijsmassa in de plaats van de eerder zachtere rijp.<br />
51
52<br />
Bij temperaturen onder 0°C worden bovendien door ijsvorming in de wartel,<br />
veroorzaakt door binnendringend condens dat <strong>be</strong>vriest, krachten uitgeoefend die dit<br />
effect nog versterken. De wartel kan zich loswerken of er kan zelfs een breuk ontstaan.<br />
Maatregel: Er zijn ver<strong>be</strong>terde expansieventielen op de markt van verschillende merken<br />
die gebruik maken van hardsoldeerverbindingen aan de lagedrukzijde. Een verdere<br />
ver<strong>be</strong>tering is het type met éénmalige instelling van de oververhittingsinstelspindel –<br />
hierbij wordt nog een bijkomend (klein) lekrisico vermeden aan de klassieke regelbare<br />
schroefspindel met afsluithoedje.<br />
Montage van leidingen:<br />
Onzorgvuldige leidingaanleg is vaak het gevolg van slordigheid of gemakzucht van de<br />
monteur. In de regel moet voor koeltechnische leidingen gebruik gemaakt worden van<br />
speciale koeltechnische koperen buizen of van inox buizen. Deze leidingen moeten<br />
worden aangelegd op zulke wijze dat ze <strong>be</strong>stand zijn tegen mechanische krachten,<br />
tegen uitzetting en inkrimping door temperatuurschommelingen bij heetgasontdooiing.<br />
Daarenboven moeten ze <strong>be</strong>stand zijn tegen oscillaties van het leidingnet veroorzaakt<br />
door de werking van sommige regelorganen (elektronische expansieventielen).<br />
Alle verbindingen moeten op de buitenzijde van de isolatie worden aangebracht. Er<br />
mogen zich geen verbindingen <strong>be</strong>vinden op on<strong>be</strong>reikbare plaatsen of op een<br />
leidinggedeelte dat door een ander lokaal dan dit waarin zich de toestellen van de<br />
koelinstallie <strong>be</strong>vinden, loopt.<br />
Het is absoluut nodig om alle corrosiegevoelige leidingen zeer goed tegen elke vorm<br />
van uitwendige corrosie te <strong>be</strong>schermen. Bij voorkeur dienen roestvrije leidingen<br />
toegepast te worden.<br />
Door een onjuiste leidingaanleg kunnen de zuig- en persleidingen scheuren. Dit komt<br />
voor wanneer bij de compressor geen voorziening is aangebracht om de trillingen van<br />
de compressor te dempen of de <strong>be</strong>weging van de compressor te volgen. Dit is mogelijk<br />
door o.a. het monteren van trillingsdempers.<br />
De leidingen kunnen op diverse manieren geconstrueerd worden.<br />
De <strong>be</strong>ste verbindingen zijn deze die hardgesoldeerd of, in het geval van inox, gelast<br />
zijn. Het hardsolderen of lassen moet ge<strong>be</strong>uren onder een voortdurende stikstofstroom.<br />
Ge<strong>be</strong>urt dit niet dan ontstaat een inwendige vervuiling van de buis, die zich mettertijd<br />
in de installatie afzet. Stalen pijpen moeten indien nodig in lagetemperatuurstaal (ltstaal)<br />
uitgevoerd zijn en moeten daarenboven bij voorkeur gelast worden.<br />
Een tweede mogelijkheid zijn de flareverbindingen. Deze moeten zoveel mogelijk<br />
vermeden worden omdat ze vaak aanleiding geven tot lekkage. Vooral de niet<br />
fabrieksmatig gemaakte flares en deze zonder pletringetje vertonen een onaanvaardbaar<br />
hoog lekpercentage.
Een derde mogelijkheid vormen de flensverbindingen. Deze verbindingen worden<br />
afgeraden voor gefluoreerde koudemiddelen. Een flensverbinding kan gaan lekken<br />
omdat de toegepaste pakking niet tegen het gebruikte koudemiddel of de gebruikte<br />
compressorolie <strong>be</strong>stand is. Het komt ook voor dat de flenzen niet gelijkmatig of niet<br />
goed t.o.v. elkaar zijn vastgezet. Dit komt vooral voor wanneer de flenzen, om de<br />
demonteerbaarheid te ver<strong>be</strong>teren, op moeilijk <strong>be</strong>reikbare plaatsen zijn aangebracht.<br />
Maatregel: Verbind leidingen zoveel mogelijk door te braseren of te lassen. Vermijd<br />
flareverbindingen maximaal. Maak zo weinig mogelijk gebruik van flensverbindingen<br />
en gebruik hierbij enkel deze die geschikt zijn voor de koeltechnische toepassing.<br />
Montage van afsluiters:<br />
Vele afsluiters lekken langs de asafdichtingen, en moeten daardoor altijd van een door<br />
de fabrikant geleverde kraanhoed worden voorzien. Vaak zijn de afsluiters ook met<br />
flareverbindingen aangebracht. Lekkages aan de afsluiters kunnen het gevolg zijn van<br />
een verkeerde soort pakking (dichting voor ammoniak gebruikt voor een gefluoreerd<br />
koudemiddel), onzorgvuldig montage, veroudering van de pakking en het niet kunnen<br />
afdichten van de afsluiter (de kraanhoed ontbreekt).<br />
Maatregel: Gebruik geen afsluiters met flareverbindingen en controleer of de afsluiter<br />
inderdaad geschikt is voor het toe te passen koudemiddel (zoveel mogelijk afsluiters<br />
met spindelkappen gebruiken of de zogenaande “hermetische afsluiters” ).<br />
Plaatsen van kijkglas:<br />
Een kijkglas wordt meestal direct achter de filter geplaatst met flare-aansluitingen of<br />
door een directe verbinding met de filter/droger. Omdat het kijkglas in de<br />
vloeistofleiding, die vaak onvoldoende is ge<strong>be</strong>ugeld, is aangebracht, kunnen lekken<br />
ontstaan op de flare-aansluitingen.<br />
Maatregel: Gebruik geen flare-aansluitingen maar hardsoldeerverbindingen.<br />
Algemene <strong>be</strong>merking:<br />
Met <strong>be</strong>trekking tot de aanleg van leidingen dient meer aandacht te gaan naar permanente<br />
verbindingen. Voor elke type van koelinstallatie gaat de voorkeur uit naar vaste<br />
hardsoldeerverbindingen.<br />
Voornamelijk bij commerciële koelinstallaties dient ook meer aandacht te gaan naar het<br />
<strong>be</strong>ugelen en spanningsvrij monteren van leidingen.<br />
Verder dient bij de aanleg van leidingen ook rekening gehouden te worden met de helling,<br />
aftappunten, ontluchtingspunten, ophanginrichtingen, doorgangen van muren, vloeren en<br />
zolderingen (geen naakte leidingen in de grond want corrosie), en dienen verzonken<br />
leidingen vermeden te worden.<br />
b) Vullen van nieuwe koelinstallaties<br />
Het vullen van een installatie moet voorafgegaan worden door degelijke druk- en<br />
vacuümtesten (zie punten 3 en 4 onder 2.2.1 ‘procedures druktesten lage- en<br />
hogedrukzijde’; bij een nieuwe installatie ge<strong>be</strong>uren de druktesten uitsluitend met stikstof).<br />
53
54<br />
Enkel indien de installatie aan alle eisen van deze procedure voldoet, mag worden<br />
overgegaan tot vullen van de installatie.<br />
Voordat een koelinstallatie met koudemiddel wordt gevuld, moet(en):<br />
- de <strong>be</strong>veiligingen en regelapparatuur worden afgesteld;<br />
- de filterdrogers worden geplaatst;<br />
- de installatie een laatste maal worden gevacumeerd.<br />
Het vullen van de installatie moet ge<strong>be</strong>uren volgens de procedure <strong>be</strong>schreven in punt 10<br />
onder 2.3.2. ‘vullen van een installatie’.<br />
c) Preventief onderhoud van koelinstallaties<br />
Zie punt 2.1.2 ‘onderhoud uit te voeren door de koeltechnieker’.<br />
Het is de <strong>be</strong>doeling dat het onderhoud geen aanleiding geeft tot nieuwe lekken maar in<br />
tegendeel het optreden van lekken gaat ondervangen. In die zin moeten de handelingen aan<br />
de installatie zeer zorgvuldig ge<strong>be</strong>uren.<br />
d) Curatief onderhoud (reparaties aan koelinstallaties)<br />
De koeltechnieker moet trachten voldoende informatie te verkrijgen van de klant nodig om<br />
te <strong>be</strong>oordelen of het al dan niet noodzakelijk is de herstellingen uit te voeren mét het<br />
afpompen van het koudemiddel. Indien het koudemiddel moet worden afgepompt, dan<br />
dienen de nodige serviceflessen, een vacuumpomp en een afpompunit ter plaatse worden<br />
gebracht.<br />
Eventueel kan ook een deel koudemiddel in het vloeistofvat en in de condensor worden<br />
opgeslagen. Deze toestellen zijn echter niet altijd op gepaste wijze inblokbaar tegenover de<br />
uit te voeren herstelling. Heel dikwijls zijn er onvoldoende kranen aanwezig of staan ze op<br />
een plaats waar ze voor het <strong>be</strong>oogde doel geen nut heb<strong>be</strong>n. Een vloeistofvat met twee<br />
afsluiters waarvan er minimaal één een serviceafsluiter is, is aan<strong>be</strong>volen. Dit is echter geen<br />
wettelijke vereiste.<br />
Het leegmaken van de installatie dient te ge<strong>be</strong>uren volgens de <strong>be</strong>schreven procedures (zie<br />
punt 9 onder paragraaf 2.3.1).<br />
Na de herstellingen dient de installatie een volledige druktest te ondergaan. Dit in nodig<br />
omdat de verbindingen gevoelig zijn aan mechanische <strong>be</strong>lasting die tijdens de reparaties kan<br />
optreden. Na de druktest kan de installatie opnieuw gevuld worden.<br />
e) Gekoeld transport<br />
De risico’s van koudemiddelverlies bij onderhoud en service van transportkoelinstallaties<br />
zijn vergelijkbaar met die van de koelinstallaties die vast staan opgesteld. In voertuigen is er<br />
echter wel een verhoogd risico van lostrillen van leidingen. Met name door de toepassing<br />
van flexi<strong>be</strong>le leidingen die d.m.v. wartels worden gemonteerd, <strong>be</strong>staat tijdens het trillen een<br />
verhoogd risico van koudemiddelverlies.
Daarnaast kunnen ook lekken optreden tijdens het ontdooisysteem door de grote<br />
temperatuursverschillen bij het omkeren van de cyclus. Hierbij wordt gewerkt met een<br />
omkeerklep die de cyclus van koelen omzet naar ontdooien.<br />
Bij transportkoelinstallaties is het gebruikelijk dat de chauffeur van de wagen zelf<br />
regelmatig de controles uitvoert van de totale installatie en van de motor.<br />
1.8.3 Risico voor lekverliezen in een koelinstallatie<br />
Door Parasense Ltd werd een onderzoek gehouden omtrent de lekverliezen en hun oorzaken<br />
bij enkele duizenden kleine installaties opgesteld in enkele honderden supermarkten.<br />
De verliezen zijn daarbij als volgt gecatalogeerd:<br />
Onderdelen<br />
% van weggelekt<br />
koudemiddel<br />
Gebraseerde verbindingen 3,1<br />
Compressoren 3,7<br />
Filters 1,4<br />
Regelapparatuur 1,0<br />
Leidingen naar regelapparatuur 4,8<br />
Aansluitingen expansieventielen 5,8<br />
Aansluitingen verdamperdrukregelaars 8,1<br />
Aansluitingen servicekranen 15,2<br />
Aansluitingen handkranen 17,7<br />
Leidingen met mechanische verbindingen 32,7<br />
Warmtewisselaars (condensors en verdampers) 6,5<br />
100,0<br />
De aansluitingen van de expansieventielen en de verdamperdrukregelaars zijn van het type<br />
"mechanische verbinding". Mechanische verbindingen zijn flares, geschroefde en geflenste<br />
verbindingen, ...<br />
De lijst geeft geen <strong>be</strong>eld van de complexiteit van de installatie en van hoeveel maal de<br />
elementen die lekken veroorzaken in de installatie voorkomen.<br />
Het risico dat een installatie gaat lekken wordt volgens een andere bron [Colbourne, 2004]<br />
ingeschat als functie van het aantal fittings. Deze gegevens komen uit een risico<strong>be</strong>rekening<br />
voor koelinstallaties die werken met brandbare koudemiddelen. De <strong>be</strong>doeling is de kans op<br />
een groot lek en een eventuele explosie te <strong>be</strong>palen.<br />
Er wordt onder het aantal fittings verstaan zowel de eigenlijke koppelingen als de plaatsen<br />
waar onderdelen in elkaar zijn geschroefd. Bij deze bron wordt ook een gebraseerde fitting<br />
als een fitting aanzien. Dit is vermoedelijk ten onrechte: in vergelijking met mechanische<br />
fittings is zeker een correctie 1/10 toe te passen op het aantal gebraseerde verbindingen voor<br />
wat <strong>be</strong>treft de lekfrequentie.<br />
Colbourne schat ook het koudemiddelverlies in als functie van het al dan niet in werking<br />
zijn van de installatie. Bij een langdurig stilstaande installatie vereffenen zich de drukken en<br />
is aan de lage drukzijde een hogere druk dan bij een werkende installatie.<br />
55
56<br />
Een tweede factor die het lekverlies van een installatie <strong>be</strong>paalt is de koudemiddelinhoud van<br />
een installatie: hoe groter de inhoud, hoe groter de lekverliezen. Inderdaad is het zelfs bij<br />
kleine lekken zo dat lekkende installaties reeds een groot deel van hun koudemiddel<br />
verloren zijn alvorens hun slechte werking alarmerend wordt. Ook is het zo dat wanneer<br />
een installatie op deellast draait en de niet in <strong>be</strong>drijf zijnde verdampers in pumpdown<br />
gestuurd zijn (het koudemiddel is naar het vat terug geroepen) dat de volle<br />
koudemiddelinhoud ter <strong>be</strong>schikking staat voor de enkele secties die koude vragen. Ook dit<br />
maskeert koudemiddelgebrek in een installatie.<br />
Bron: Short Course on the safety prescriptions of Flamable Refrigerants. Glasgow 30-8-<br />
2004. Colbourne D. Calor Gas Ltd.<br />
Waarden : catastrofale lekken in aantal keren voorkomen per jaar.<br />
(catastrofale lekken zijn hier lekken die in korte tijd de volledige inhoud van de installatie<br />
laten vrijkomen) De gepubliceerde cijfers laten toe de invloed van het aantal verbindingen<br />
op de lekfrequentie in te schatten.<br />
Aantal verbindingen 10 20 30<br />
lekfrequentie aan cyclus 1,0E-07 1,0E-07 1,0E-07<br />
lekfrequentie uit cyclus 1,0E-05 1,0E-04 1,0E-03<br />
x 10 x 100<br />
Uit bovenstaande ta<strong>be</strong>l kan afgeleid worden dat wanneer het aantal verbindingen met tien<br />
toeneemt, de lekfrequentie (bij stilstand) vertienvoudigt.<br />
Besluit :<br />
De koudemiddelverliezen van een installatie hangen samen met het aantal verbindingen,<br />
hun aard, het aantal kritische componenten die zich in een installatie <strong>be</strong>vinden en met de<br />
koudemiddelinhoud. Koudemiddelverliezen variëren van installatie tot installatie van 150 %<br />
van de koudemiddelinhoud per jaar tot 33 % per jaar (gemiddelde voor commerciële<br />
koeling) zonder speciale maatregelen, en van 20 % tot 5 % per jaar mits het nauwgezet<br />
toezien op de lekdichtheid van de installatie.<br />
Het vereenvoudigen van de installatie, het <strong>be</strong>perken van de koudemiddelinhoud en het<br />
toepassen van gebraseerde verbindingen laat toe zowel de lekfrequentie als de daarbij<br />
weggelekte hoeveelheid zeer sterk te <strong>be</strong>perken.<br />
1.8.4 Algemene <strong>be</strong>schouwingen over onderhoud<br />
Binnen de industrie worden grosso modo drie verschillende onderhoudsstrategieën<br />
onderscheiden:<br />
reactief onderhoud (enkel reageren bij storing)<br />
preventief onderhoud (reageren op vaste tijdstippen of na een aantal loopuren)<br />
predictief onderhoud (reageren aan de hand van een meting die relevante informatie<br />
geeft over de toestand van het apparaat).<br />
In de praktijk wordt in het algemeen een combinatie van de drie soorten toegepast.<br />
Storingen zijn immers niet 100% uit te sluiten (bv. omwille van menselijke fout), en voor
predictief onderhoud moet er een fysisch meetbare grootheid zijn die relevante informatie<br />
over de toestand van het apparaat geeft.<br />
De mogelijkheden breiden echter stelselmatig uit. Waar vroeger enkel trillingsmetingen en<br />
olieanalyses gebruikt werdenen, zijn daar geluidsmetingen, warmtemetingen, axiale<br />
verschuivingsmetingen, corrosiemeting... bijgekomen, zodat de mogelijkheden tot predictief<br />
onderhoud/ingrijpen gestegen zijn. De meting kan off- of online ge<strong>be</strong>uren. Essentiëel hierbij<br />
is natuurlijk de evaluatie van de metingen (hoe en in welke gevallen kunnen we aan de hand<br />
van de huidge toestand iets zinvol vertellen over de te verwachten levensloop). Het komt er<br />
dus op aan voor elk concreet geval vast te leggen welke van de twee strategieën het <strong>be</strong>st<br />
bruikbaar is.<br />
Een goed overzicht van de drie strategieën kan teruggevonden worden op:<br />
www.eere.energy.gov/femp/operations_maintenance/om_<strong>be</strong>st_practices_guidebook.cfm<br />
chapter 5 types of maintenance programs (met voor- en nadelen van elke strategie)<br />
chapter 6 predictive maintenance Technologies (meer uitleg over de tools).<br />
De industrie ziet dezelfde <strong>be</strong>weging (weg van vaste termijnen, naar flexi<strong>be</strong>le termijnen die<br />
gebaseerd zijn op de huidige toestand van het apparaat) waar het gaat over inspectie van<br />
opslagtanks. Dit is gekend als RBI (risk based inspection, gebaseerd op de API 580/ 581) of<br />
soms CBI (condition based inspection). Ook daar zal aan de hand van alternatieve<br />
onderzoekstechnieken (akoestische emissie, Long range ultrasonic scan, wanddiktemetingen,<br />
time of light diffraction) getracht worden een <strong>be</strong>eld te vormen van de toestand<br />
van de tank, zonder deze te moeten openen, reinigen en inwendig inspecteren. De termijn<br />
van de volgende actie wordt <strong>be</strong>paald door de huidige toestand, maar is over 't algemeen<br />
korter dan de officiële.<br />
1.9 Casuïstiek: Verslagen van incidenten aan koelinstallaties met<br />
koudemiddelverlies tot gevolg<br />
1.9.1 Algemeen<br />
Van de 62 incidenten die in Bijlage 1 zijn <strong>be</strong>schreven, was medeauteur Wilfried De Smet<br />
zelf getuige of werd zijn tussenkomst verzocht in de periode 1979 - 2004. Slechts enkele<br />
van de incidenten zijn afkomstig van andere getuigen.<br />
Deze lijst is zeker niet volledig. Vele incidenten worden door<br />
<strong>be</strong>trokkenen/verantwoordelijken vergeten, hetzij opzettelijk, hetzij gewoon door de loop der<br />
jaren. Andere incidenten komen zo weinig met de “fierheid van de vakman” overeen dat ze<br />
maar al te graag worden verzwegen.<br />
Hierbij dient ook wel vermeld te worden dat de prijsstijging van de koudemiddelen maakt<br />
dat de eindklant meer gevoelig wordt voor koudemiddelverliezen en hierdoor een lager<br />
‘koudemiddelverbruik’ als normaal <strong>be</strong>schouwd wordt.<br />
57
58<br />
Toch valt op te merken dat vele koelinstallaties met gehalogeneerde of andere<br />
koudemiddelen defecten vertonen.<br />
Oorzaken van koudemiddellekkages die zodanig veel voorkomen dat ze bijna als “normaal<br />
zijnde” worden <strong>be</strong>schouwd, zijn de volgende:<br />
een slechte lastechniek, waarbij de lasnaad gedurende lange tijd dichtblijft door<br />
het gestolde vloeimiddel, maar uiteindelijk vele jaren later langzaam en<br />
uiteindelijk meer <strong>be</strong>gint te lekken;<br />
een onvoldoende doorgesmolten en door vermoeidheid lekkende lasnaad (ronde<br />
barst op de lasnaad rond de ingevoegde pijp die meestal aanvangt als een zeer<br />
klein lek);<br />
een door de tijd losgetrilde wartelverbinding;<br />
barsten in wartelverbindingen (verbinding ooit te hard aangespannen en door<br />
vermoeidheid gebarsten of kapotgevroren);<br />
het scheuren van trillende leidingen wat vooral voorkomt bij lange condensorleidingen;<br />
het toepassen van open compressoren met hun specifieke asafdichtingen.<br />
Al de lekken veroorzaakt door hogervernoemde oorzaken, zijn te vermijden. In<br />
onderstaande rapportering van merkwaardige incidenten wordt <strong>be</strong>schreven op welke manier<br />
dit kan.<br />
Er <strong>be</strong>staan geen “normale” koudemiddelverliezen noch “normale” koudemiddelverbruiken.<br />
Alle koudemiddelverliezen worden veroorzaakt door een fout in het ontwerp of door een<br />
fabricagefout welke <strong>be</strong>ide vermeden hadden kunnen worden, ofwel door een incident dat in<br />
vele gevallen vermeden had kunnen worden.<br />
Daar waar het opsporen van zeer kleine lekken in grote toestellen (> 500 kW<br />
koelvermogen) uiterst moeilijk en duur kan zijn (maar dit is zeker niet bij alle lekken het<br />
geval), is het vermijden (door preventieve maatregelen zoals met stikstof solderen) van<br />
lekken in kleine toestellen (
Incident<br />
Oorzaak<br />
nummer concept montage onderhoud gebruiker<br />
3 X<br />
4 X<br />
5 X<br />
6 X X X<br />
7 X<br />
8 X<br />
9 X X<br />
10 X<br />
11 X (10%) X (90%)<br />
12 X<br />
13 X<br />
14 X (10%) X (80%) X (10%)<br />
15 X<br />
16 X<br />
17 X<br />
18 X<br />
19 X<br />
20 X<br />
21 X<br />
22 X<br />
23 X<br />
24 X<br />
25 X<br />
26 X<br />
27 X<br />
28 X (10%) X (90%)<br />
29 X<br />
30 X<br />
31 X<br />
32 X<br />
33 X<br />
34 X<br />
35 X X<br />
36 X X<br />
37 X<br />
38 X<br />
39 X<br />
40 X X X<br />
41 X X<br />
42 X<br />
43 X (10%) X (90%)<br />
44 X<br />
45 X<br />
46 X<br />
47 X X<br />
48 X X<br />
49 X X<br />
50 X X<br />
51 X<br />
52 X X<br />
53 X X<br />
54 X<br />
55 X<br />
56 X<br />
59
60<br />
Incident<br />
Oorzaak<br />
nummer concept montage onderhoud gebruiker<br />
57 X X X<br />
58 X<br />
59 X<br />
60 X<br />
61 X<br />
62 X<br />
TOTAAL 26,4 15,8 32,8 3<br />
in % 34% 20% 42% 4%<br />
Op basis van deze incidenten kan geconcludeerd worden dat het lekpercentage van<br />
koelinstallaties voor 34% kan toegeschreven worden aan het concept, voor 20% aan de<br />
montage en voor meer dan 40% aan het onderhoud. Slechts 4% van de incidenten worden<br />
verooraakt door de uitbater/gebruiker.<br />
1.10 Overleg met experten uit binnen- en buitenland<br />
1.10.1 Overleg met TNO (Nederland)<br />
De <strong>be</strong>spreking met mevrouw Miep Verwoerd, hoofd van de Afdeling Koudetechniek en<br />
Warmtepompen van TNO-MEP (Milieu, Energie en Procesinnovatie), vond plaats op<br />
08/06/2004.<br />
Het doel van het <strong>be</strong>zoek <strong>be</strong>stond erin na te gaan in welke mate de Stichting<br />
Erkenningsregeling voor de uitoefening van het Koeltechnisch installatie<strong>be</strong>drijf (STEK) en<br />
de Regeling Lekdichtheidsvoorschriften (RLK) tot op heden heb<strong>be</strong>n bijgedragen tot de<br />
emissiereductie van koudemiddelen. Verder werd ook gevraagd naar het standpunt en de<br />
ervaring van TNO met <strong>be</strong>trekking tot het gebruik van natuurlijke koudemiddelen in zowel<br />
directe als indirectie systemen.<br />
De <strong>be</strong>langrijkste conclusies van het overleg zijn:<br />
De Nederlandse erkenningsregeling, uitgewerkt voor <strong>be</strong>drijven die handelingen aan<br />
koelinstallaties mogen uitvoeren (STEK), wordt als een effectieve maatregel ervaren<br />
om lekverliezen uit koelinstallaties te reduceren. De globale lekverliezen zijn door het<br />
reductieprogramma in Nederland gereduceerd van 30 naar 5 % 6 .<br />
6 Voor de implementatie van het Kyoto Protocol heeft het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke<br />
Ordening en Milieu<strong>be</strong>heer (VROM) het Reductieplan Overige Broeikasgassen (ROB) gestart. Specifiek<br />
voor de koeltechniek werd in het kader van ROB de Maatregelgroep Koudetechniek gevormd. Deze<br />
maatregelgroep heeft onder meer als taak voor de koudetechniek in Nederland doelstellingen voor<br />
emissiereductie te <strong>be</strong>palen.<br />
Om realistische emissiereductiedoelstellingen voor de koudetechniek te kunnen vaststellen, werd door het<br />
Nationaal Onderzoek Koudemiddelstromen (NOKS) voor het jaar 1999 de koudemiddelstromen in<br />
Nederland in kaart gebracht. De voornaamste conclusie van dit onderzoek was dat de koudemiddelemissie<br />
in 1999 zo’n 5% <strong>be</strong>droeg (van alle koudemiddelen).
Het is niet waarschijnlijk dat dit percentage met de huidige maatregelen zonder meer<br />
verder daalt. Vandaar dat de aandacht verlegd moet worden. Hierbij wordt gedacht aan<br />
het ontwerpen van nieuwe installaties met minder emissierisico’s, toepassen van<br />
indirecte systemen en van natuurlijke koudemiddelen 7 .<br />
.<br />
Op het punt van minder risico-installaties zou STEK, die als overlegorgaan weet waar<br />
de deskundigheid zich <strong>be</strong>vindt, en waar juist niet, zich het <strong>be</strong>st kunnen inlaten met de<br />
ontwerpfase. Maar dan dient deze opdracht wel <strong>be</strong>leidmatig ondersteund te zijn<br />
Met <strong>be</strong>trekking tot de milieuvriendelijke installaties worden momenteel door de<br />
Nederlandse overheid zogenaamde Good Practice Guidances (GPG’s) opgesteld voor<br />
een aantal koudetechnische applicatiesectoren. Deze GPG’s zijn <strong>be</strong>doeld als<br />
gereedschap voor de eigenaars/opdrachtgevers voor nieuwe koelinstallaties. De GPG's<br />
geven op globaal niveau voor een aantal installatieconcepten en koudemiddelen de<br />
jaarlijkse kosten en de jaarlijkse emissies in CO2-equivalenten weer. Op basis hiervan<br />
kan de toekomstige eigenaar een keuze maken voor een milieuvriendelijk concept.<br />
Het is momenteel niet echt duidelijk in welke mate de Nederlandse regelgeving (RLK)<br />
zal worden “overruled” door Europese wetgeving. EN 378 “Refrigerating systems and<br />
heat pumps – Safety and environmental requirements” vervangt alle <strong>be</strong>staande<br />
nationale wetgevingen en wordt momenteel herzien om in overeenstemming te zijn met<br />
PED (Pressure Equipment Directive), welke <strong>be</strong>palend is. Flareverbindingen zijn<br />
verboden in Nederland maar zouden volgens de aangepaste EN 378 onder <strong>be</strong>paalde<br />
voorwaarden terug mogen worden toegepast. Het monteren van airco-apparatuur kan<br />
dan ook weer door <strong>be</strong>drijven zonder STEK erkenning worden uitgevoerd.<br />
Het toekennen van subsidies als stimulerende maatregel voor het reduceren van de<br />
koudemiddeluitstoot wordt eveneens als zeer <strong>be</strong>langrijk ervaren. De diverse<br />
stimulerende regelingen zijn: milieu-investeringsaftrek (MIA), willekeurige<br />
afschrijving milieu-investeringen (VAMIL) en energie-investeringsaftrek (EIA).<br />
Een differentiatie van de emissiefactor voor industriële, commerciële koeling en<br />
stationaire airco is niet éénduidig te <strong>be</strong>palen. TNO heeft in het kader van het Nationaal<br />
onderzoek koudemiddelstromen 1999, naar de oorzaken van emissies (NOKSonderzoek),<br />
voor sommige applicatiesectoren lekpercentages vermeld die met de<br />
nodige voorzichtigheid moeten worden <strong>be</strong>schouwd.<br />
7 TNO is voorstander van het gebruik van natuurlijke koudemiddelen. Met <strong>be</strong>trekking tot het broeikaseffekt<br />
moet steeds gekeken worden naar de TEWI (Total Equivalent Warming Impact). Hierbij wordt, naast het<br />
directe effect dat afhankelijk is van de keuze van het koudemiddel en dat bij synthetische koudemiddelen<br />
goed is voor ca 10 % van het totale effect, ook rekening gehouden met het indirecte effect. Dit indirecte<br />
effect heeft <strong>be</strong>trekking op het energieverbruik van de koelinstallatie en op de wijze waarop deze energie<br />
wordt opgewekt (met of zonder massale CO2-uitstoot). Het indirecte effect kan verantwoordelijk zijn voor<br />
90 % van het totale effekt.<br />
Toch lijkt het momenteel nog niet mogelijk globale uitspraken te doen over het gebruik van een zeer goed<br />
natuurlijk koudemiddel zoals NH3 in een systeem met secundair fluïdum, waarbij uiteindelijk een dub<strong>be</strong>le<br />
temperatuursprong optreedt. Ook het gebruik van zowel CO2 als koudemiddel in gecombineerde cycli met<br />
NH3 (cascade-systeem), als van CO2 als secundair fluïdum <strong>be</strong>horen tot de mogelijkheden.<br />
61
62<br />
Het resultaat van deze studie dient eerder kwalitatief <strong>be</strong>keken te worden. Algemeen kan<br />
worden gesteld dat, voor het <strong>be</strong>komen van <strong>be</strong>trouwbare en volledige statistieken van<br />
koudemiddelstromen gebaseerd op meldingen door de diverse gebruikers aan hun<br />
Nationale overheden, de open grenzen in Europa eerder een storende factor zijn.<br />
1.10.2 Informatie van STEK<br />
STEK staat voor de Stichting Erkenningsregeling voor de Uitoefening van het<br />
Koeltechnisch Installatie<strong>be</strong>drijf en is de weerspiegeling van het Nederlandse <strong>be</strong>leid voor het<br />
realiseren van de gewenste koudemiddelen milieuregelgeving.<br />
STEK realiseert het <strong>be</strong>leid door middel van een STEK-erkenningsregeling. Alleen een<br />
onderneming die een STEK-erkenning heeft mag afgesproken koeltechnische handelingen<br />
verrichten. De STEK-erkenning staat voor het gegeven dat ondernemingen zorgvuldig en<br />
vak<strong>be</strong>kwaam omgaan met taken en werkzaamheden waarbij er een risico <strong>be</strong>staat op<br />
milieu<strong>be</strong>lastende emissies. Het is een <strong>be</strong>langrijke rol van STEK om die zorgvuldigheid en<br />
die vak<strong>be</strong>kwaamheid te stimuleren.<br />
Een STEK-erkenning krijgt én <strong>be</strong>houdt een onderneming niet zomaar. Voor het verkrijgen<br />
én <strong>be</strong>houden van een STEK-erkenning moet een onderneming aan een aantal voorwaarden<br />
voldoen. Deze voorwaarden zijn gespecificeerd in een Reglement. Eén van de <strong>be</strong>langrijkste<br />
voorwaarden is dat de onderneming <strong>be</strong>schikt over STEK-gediplomeerde technici. Voor het<br />
<strong>be</strong>halen van de daarvoor <strong>be</strong>nodigde diploma’s kunnen opleidingen gevolgd worden. Eén<br />
van de doelen die STEK nastreeft is dat zowel de ondernemingen als hun technici exact<br />
weten waar zij op koudemiddelen-gebied mee <strong>be</strong>zig zijn.<br />
Er zijn twee typen STEK-erkenningen: de Reguliere STEK-erkenning en de Auto-Airco<br />
STEK-erkenning. In het verlengde daarvan zijn er voor de monteurs van de STEK-erkende<br />
ondernemingen twee verschillende diploma’s. Een technicus met een Regulier STEKdiploma<br />
mag werken aan alle installaties die koudemiddelen <strong>be</strong>vatten. Een monteur met een<br />
Auto-Airco STEK-diploma mag alleen aan auto-airco’s werken. Een Reguliere STEKerkenning<br />
kan niet aan een onderneming verleend worden die alleen over een monteur<br />
<strong>be</strong>schikt met een Auto-Airco STEK-diploma.<br />
De STEK-eisen liggen op het gebied van het omgaan met koudemiddelen in koel- en<br />
airconditioninginstallaties en -apparatuur. De eisen op het gebied van administratieve<br />
handelingen, de technische hulpmiddelen en de vakkennis van monteurs moeten door de<br />
onderneming permanent worden nagekomen. Het geheel van eisen waaraan de onderneming<br />
voldoet komt neer op het zorgvuldig en vak<strong>be</strong>kwaam uitvoeren van taken en<br />
werkzaamheden waarbij risico op emissie van koudemiddel uit koelinstallaties <strong>be</strong>staat.<br />
In de volgende paragrafen worden de voornaamste eisen opgesomd:<br />
STEK-gediplomeerde monteur<br />
Aan koelinstallaties mogen alleen werkzaamheden worden verricht door STEK-erkende<br />
<strong>be</strong>drijven die STEK-gediplomeerde monteurs in dienst heb<strong>be</strong>n.<br />
Controle<br />
Het <strong>be</strong>heer van installaties is door de wet aan nadere regels gebonden om verlies van
koudemiddel te voorkomen. Zo is <strong>be</strong>paald dat installaties regelmatig moeten worden<br />
gecontroleerd en onderhouden door daartoe <strong>be</strong>voegde personen. In ieder geval moet aan<br />
installaties tenminste éénmaal per jaar preventief onderhoud worden verricht. Dit moet<br />
vaker indien de koelinstallatie groter is.<br />
Het logboek en andere documenten<br />
Bovendien is <strong>be</strong>paald dat alle werkzaamheden aan installaties moeten worden geregistreerd.<br />
Registratie van het gebruik van koudemiddel in uw installatie moet in een bij de installatie<br />
<strong>be</strong>horend logboek plaatsvinden. Dit geldt uitsluitend voor installaties met een<br />
koudemiddelinhoud van meer dan 3 kg. Controle<strong>be</strong>wijzen van verrichte handelingen<br />
moeten bij alle installaties worden afgegeven en <strong>be</strong>waard.<br />
Het logboek maakt sinds 1 januari 1993 integraal deel uit van de installatie, zodat de<br />
verantwoordelijkheid hiervoor bij de eigenaar/gebruiker ligt. STEK-erkende <strong>be</strong>drijven<br />
heb<strong>be</strong>n de verplichting hun werkzaamheden in het logboek te vermelden. Zij kunnen ook<br />
een logboek verstrekken voor een <strong>be</strong>staande installatie. De eigenaar/gebruiker blijft echter<br />
zelf voor het logboek verantwoordelijk.<br />
In het logboek wordt de hoeveelheid koudemiddel vermeld, die geacht wordt in de<br />
installatie aanwezig te zijn. Daarnaast wordt vermeld wanneer en welke werkzaamheden<br />
aan de installatie zijn verricht en hoeveel koudemiddel is afgetapt en/of toegevoegd. Ook<br />
wordt genoteerd welk <strong>be</strong>drijf en welke monteur aan de installatie heeft gewerkt.<br />
De STEK-erkende onderneming moet zelf eveneens een eigen koudemiddelenadministratie<br />
voeren. Op deze wijze is de controle op het gebruik van CFK's, HCFK's en HFK's<br />
gewaarborgd.<br />
In 2004 waren er al ruim 3.000 ondernemingen STEK-erkend. Een deel van die<br />
ondernemingen, ruim 1.400, heeft een Reguliere STEK-erkenning. Een ander deel, ruim<br />
1.500, heeft een Auto-Airco STEK-erkenning. Samen heb<strong>be</strong>n deze ondernemingen ruim<br />
9.200 STEK-gediplomeerde technici in dienst.<br />
Het is niet zo dat slechts één of enkele elementen van de STEK-regeling essentieel zijn en<br />
bijgevolg verantwoordelijk zouden zijn voor de emissiereductie. Alle elementen samen<br />
spelen een even <strong>be</strong>langrijke rol en het voornaamste feit is dat er een voortdurende sterke<br />
aandacht geweest is voor de correcte uitvoering van vaktechnische procedures aan<br />
koelinstallaties en dat er een handhaving op de naleving van de erkenningsregeling <strong>be</strong>staat.<br />
Het systeem is uitgewerkt in samenspraak met de sector en wordt aldus gedragen door<br />
dezelfde sector. Daardoor onstaat een verantwoordelijkheidsgevoel vanwege de sector dat<br />
bijdraagt tot het welslagen van de doelstellingen.<br />
STEK zegt zelf dat de emissie van broeikasgassen uit koelinstallaties daardoor meer dan<br />
fors gedaald is. Het gemiddelde lekpercentage is in 12 jaar tijd van 35% zeker teruggebracht<br />
naar 5 %.<br />
1.10.3 De Regeling Lekdichheidsvoorschriften Koelinstallaties (RLK)<br />
In Nederland zijn de internationale afspraken over de <strong>be</strong>ëindiging van de productie en het<br />
terugdringen van het gebruik van CFK's, HCFK's en HFK's opgenomen in de wetgeving. De<br />
regelgeving waaraan moet worden voldaan is vastgesteld in de "Regeling Lekdichtheidsvoorschriften<br />
Koelinstallaties". De RLK <strong>be</strong>staat sedert 1993 en er is een continue<br />
63
64<br />
aanpassing geweest van de regelgeving sedertdien. Een <strong>be</strong>langrijke herziening heeft plaatsgevonden<br />
in 1999.<br />
Aan koeltechnische installaties worden technische eisen gesteld. Deze eisen staan vermeld<br />
in de RLK en heb<strong>be</strong>n <strong>be</strong>trekking op onder meer verbindingen, pijpwanddiktes, afsluiters<br />
e.d., alsmede aan het onderhoud van installaties.<br />
De technische eisen kunnen nagegaan worden via de hieronder vermelde link:<br />
http://wetten.overheid.nl/cgibin/deeplink/law1/title=Regeling%20lekdichtheidsvoorschriften%20koelinstallaties%20199<br />
7<br />
1.10.4 Bedrijfs<strong>be</strong>zoek BASF<br />
Het <strong>be</strong>zoek aan BASF vond plaats op 25/08/2004.<br />
Het doel van het <strong>be</strong>zoek aan BASF <strong>be</strong>stond erin na te gaan wat de ervaringen zijn van de<br />
specialisten/koeltechniekers van het <strong>be</strong>drijf zelf met <strong>be</strong>trekking tot onderhoud, lekkages en<br />
energiegebruik van koelsystemen. Binnen BASF wordt duidelijk onderscheid gemaakt<br />
tussen enerzijds industriële koelinstallaties en anderzijds comfortkoeling. Voor <strong>be</strong>ide<br />
<strong>be</strong>staat een aparte afdeling die zich <strong>be</strong>zig houdt met het organiseren en (deels zelf)<br />
uitvoeren van onderhoud en het registreren van de lekverliezen.<br />
Het volledige verslag is bijgevoegd als bijlage 2.<br />
De <strong>be</strong>langrijkste conclusies van het overleg zijn:<br />
Er is een <strong>be</strong>duidend verschil in de aanpak van service en onderhoud in de industriële<br />
koelomgeving versus comfortkoeling.<br />
Voor de industriële installaties is <strong>be</strong>drijfszekerheid het <strong>be</strong>langrijkst. Om deze zekerheid<br />
te garanderen worden frequent controles uitgevoerd (o.a. lektesten).<br />
Bij comfortkoeling ge<strong>be</strong>uren de controles minder frequent en wordt een lektest vaak<br />
pas uitgevoerd als er een panne is of een vermoeden van lekkage (sinds 2004 worden<br />
extra lektesten uitgevoerd bij installaties met meer dan 30 kg koudemiddelinhoud).<br />
Bij comfortkoeling wordt het uitvoeren van een druktest, vóór indienstname van een<br />
nieuwe installatie, ervaren als de meest <strong>be</strong>langrijke maatregel om het lekpercentage te<br />
reduceren.<br />
Materiaalmoeheid in combinatie met trillingen vormen in <strong>be</strong>ide omgevingen de<br />
voornaamste oorzaak van koudemiddellekkages.<br />
Flareverbindingen worden weinig toegepast; de voorkeur gaat uit naar<br />
hardsolderen/lassen.
De koeltechniekers “industriële koeling” achten het niet mogelijk om het verschil in<br />
energieverbruik tussen een direct en een indirect systeem te kwantificeren (afhankelijk<br />
van verschillende factoren).<br />
De koeltechniekers “comfortkoeling” vermoeden dat het energieverbruik van een aircoinstallatie<br />
met ijswater niet <strong>be</strong>duidend hoger is dan wanneer directe expansie wordt<br />
toegepast.<br />
1.10.5 Bezoek aan koelinstallaties van grootwarenhuizen<br />
Het <strong>be</strong>zoek aan de drie grootwarenhuizen in Anderlecht en omgeving vonden plaats op<br />
27/08/2004.<br />
Het doel van het <strong>be</strong>zoek aan deze supermarkten <strong>be</strong>stond erin na te gaan wat de ervaringen<br />
zijn met <strong>be</strong>trekking tot lekkages en energiegebruik van directe versus indirecte systemen in<br />
commerciële koelinstallaties.<br />
Het volledige verslag is bijgevoegd als bijlage 3.<br />
De <strong>be</strong>langrijkste conclusies van het overleg zijn:<br />
Welk type van koelinstallatie een supermarkt aanwendt hangt af van diverse factoren<br />
zoals:<br />
- het <strong>be</strong>leid van het <strong>be</strong>drijf,<br />
- de <strong>be</strong>schikbare ruimte om de installatie te construeren (d.a. leidingnet),<br />
- de te koelen producten.<br />
De grootste lekkages worden veroorzaakt door de koppelingen van verdampers met<br />
expansieventielen en door trillingen. De leidingen zelf worden alle gelast of gebraseerd<br />
waardoor in het leidingennet praktisch geen lekken optreden.<br />
Het is zeer <strong>be</strong>langrijk dat een degelijke druktest wordt uitgevoerd bij ingebruikname van<br />
een nieuwe installatie. Erop toezien dat dit ook daadwerkelijk ge<strong>be</strong>urt is meer effectief<br />
dan het verhogen van het aantal lekdetectiecontroles. Na ingebruikname van de<br />
installatie ge<strong>be</strong>urt lekdetectie enkel als er (vermoedelijk) een lek is. Eén keer per jaar<br />
worden er lektesten uitgevoerd in de supermarkt zelf.<br />
Indirect systeem versus directe expansie:<br />
Indirect systeem met gehalogeneerde koudemiddelen: ongeveer 5 keer minder<br />
koudemiddel nodig (<strong>be</strong>perkter circuit waardoor <strong>be</strong>ter controleerbaar en minder kans op<br />
emissie, lagere kost van productaankoop).<br />
Indirect systeem met NH3 als koudemiddel: lek snel detecteerbaar (geur) en de COP van<br />
NH3 is <strong>be</strong>ter dan dat van een gehalogeneerd koudemiddel.<br />
Met <strong>be</strong>trekking tot het energieverbruik van een indirect versus direct systeem waren de<br />
meningen uiteenlopend.<br />
65
66<br />
1.10.6 Deelname aan conferentie over natuurlijke koudemiddelen te Glasgow<br />
De 6de IIR Gustav Lorentzen conferentie over natuurlijke koudemiddelen vond plaats van<br />
29/08-01/09/2004 te Glasgow en werd bijgewoond door Wilfried De Smet (Coolconsult).<br />
De meest recente ontwikkelingen over het gebruik van natuurlijke koudemiddelen, met in<br />
het bijzonder CO2 en koolwaterstoffen, komen hier aan bod. Vele lezingen handelden over<br />
eigenschappen van natuurlijke koudemiddelen in specifieke toepassingsgebieden.<br />
Enkele artikels die interessant zijn in het kader van deze studie worden hierna kort<br />
samengevat:<br />
The world’s first McDonald’s restaurant using natural refrigerants. Christensen K.,<br />
Chun Sang.<br />
In Vejle (DK) werd in januari 2003 een McDonald’s restaurant geopend waarvan de<br />
koel- en vriesinstallaties uitsluitend op natuurlijke koudemiddelen werken. Het<br />
project is een demonstratieproject met als doel de doeltreffendheid van de nieuwe<br />
koeltechnologieën aan te tonen en een evaluatie te kunnen maken van het<br />
energieverbruik en de milieu- en economische aspecten. De gebruikte<br />
koudemiddelen zijn koolwaterstoffen en CO2. In het artikel wordt een evaluatie<br />
gemaakt van een cascade-installatie met CO2 en propaan. Het energieverbruik<br />
daarvan werd gemeten gedurende één jaar en vergeleken met deze van een installatie<br />
in een gelijkaardig referentie restaurant (dezelfde leeftijd, layout en omzet) waarin<br />
klassieke koudemiddelen gebruikt worden.<br />
In het HFC-vrije restaurant werd een energie<strong>be</strong>sparing gerealiseerd van ca. 15 % op<br />
jaarbasis ten opzichte van het referentie restaurant. Daarenboven werd een <strong>be</strong>lading<br />
van 33,4 kg HFK’s vermeden met een jaarlijkse lekpercentage van 7 % waardoor<br />
een <strong>be</strong>tere performantie van 27 % <strong>be</strong>reikt werd inzake CO2-emissies (TEWI).<br />
De investeringskost is evenwel nog steeds hoger ten opzichte van klassieke<br />
systemen, voornamelijk ten gevolge van het complexere ontwerp (20 à 30 % hoger)<br />
maar daar moet toch rekening gehouden worden met een vrij korte pay-back door<br />
het lagere energieverbruik.<br />
Green solutions for freezing applications. Rivert P., Johnson Controls.<br />
Vier alternatieve oplossingen werden vergeleken in een packaged unit systeem voor<br />
een spiraalvriezer met een capaciteit van 2 ton diepgevroren product per uur en een<br />
vermogen van 230 kW. De oplossingen zijn:<br />
1. ammoniak pompcirculatie<br />
2. ammoniak/water mengsel als secundair fluïdum gekoeld tegen ammoniak<br />
3. CO2 als secundair fluïdum gecondenseerd door ammoniak<br />
4. CO2 als koudemiddel met een ammoniakcascade<br />
Oplossing 1 is om veiligheidsredenen niet aan te raden wegens de grote lading<br />
ammoniak in de installatie (ca. 450 kg).<br />
Oplossing 2 komt als te duur en te weinig energie-efficiënt naar boven. Bovendien<br />
moeten alle leidingen en kleppen in roestvrij staal uitgevoerd worden hetgeen de<br />
kostprijs negatief <strong>be</strong>ïnvloedt.
Oplossing 3 is vandaag reeds vrij goed gekend en is een waardig alternatief. De<br />
energiekost is echter nog hoger dan oplossing 4.<br />
Oplossing 4 komt energetisch als <strong>be</strong>ste uit de vergelijking en heeft verschillende<br />
voordelen:<br />
lage druk ratio’s waardoor weinig <strong>be</strong>lasting en slijtage op compressoren<br />
goedkope zuigercompressoren mogelijk<br />
de compressorkost is competitief vergeleken met de compressoren voor<br />
oplossing 1, 2 en 3<br />
CO2 desuperheating ver<strong>be</strong>tert de efficiëntie<br />
Experiences with CO2 as refrigerant in supermarkets. Pachai A.C.. York<br />
International.<br />
Sedert het <strong>be</strong>leid in de Scandinavische landen stuurt naar natuurlijke koudemiddelen<br />
ten nadele van HFK’s zijn er heel wat supermarkten in Denemarken en Noorwegen<br />
uitgerust met CO2-cascadesystemen. De ervaringen van de laatste jaren zijn zeer<br />
positief, zowel van de zijde van de gebruikers van de koelinstallaties omwille van<br />
minder problemen dan met klassieke koudemiddelen, als van de zijde van de<br />
techniekers. Deze waren aanvankelijk sceptisch over het werken met CO2, maar dat<br />
is omgeslagen naar enthousiasme omwille van de nieuwe technologie.<br />
NH3/CO2 Supermarket refrigeration system with CO2 in the cooling and freezing<br />
section. van Riessen G.J. TNO-MEP<br />
In Nederland waren alle supermarkten tot <strong>be</strong>gin 2004 uitgerust met koelinstallaties<br />
op HCFK’s en HFK’s. De voordelen van CO2-koelsystemen werden overschaduwd<br />
door de vrees van supermarkteigenaars voor nieuwe en on<strong>be</strong>kende systemen met een<br />
hogere installatiekost. In Bunschoten werd in maart 2004 echter de eerste<br />
supermarkt geopend waarin enkel de natuurlijke koudemiddelen NH3 en CO2<br />
gebruikt worden.<br />
NH3 wordt gebruikt in de primaire koelsectie en twee parallele NH3/CO2cascadesystemen<br />
zorgen voor enerzijds koeling en anderzijds vriezen. Het gebruik<br />
van CO2 voor commerciële koeling is innovatief. De algemene conclusie is dat het<br />
systeem geen significante emissies heeft van broeikasgassen en dat de indirecte<br />
emissies lager zijn dan bij klassieke systemen door een lager energieverbruik. Dit<br />
resulteert in een jaarlijkse energie<strong>be</strong>sparing van 13 à 18 % vergeleken met een<br />
R404A systeem. Zonder rekening te houden met overheidssubsidies is de kostprijs<br />
van het systeem echter ca. 28 % hoger waardoor de payback ongeveer 8 jaar<br />
<strong>be</strong>draagt door de <strong>be</strong>perkte operationele kosten.<br />
1.10.7 Bezoek aan een grootwarenhuis in het Groot Hertogdom Luxemburg<br />
Dit warenhuis, geopend in maart 2004, is uitgerust met een positieve koelinstallatie met een<br />
capaciteit van 430 kW werkend op het koudemiddel ammoniak en met als secundair<br />
koudemiddel een glycoloplossing, en een negatieve koelinstallatie met een capaciteit van<br />
64 kW werkend op CO2 in directe expansie met de condensor gekoeld door de positieve<br />
koelinstallatie.<br />
67
68<br />
De <strong>be</strong>ide koelinstallaties staan in een machinezaal die zich boven de winkelruimte <strong>be</strong>vindt.<br />
De positieve koelinstallatie staat opgesteld in een gasdicht compartiment van de<br />
machinekamer, samengesteld uit koelcellenpanelen.<br />
De ammoniakinstallatie is uitgerust met 3 open schroefcompressoren en een verdamper met<br />
platenwisselaar, gevoed door de afscheider in graviteitscirculatie van het koudemiddel. De<br />
condensor is een shell and tu<strong>be</strong> type. Het gaat over een klassiek type compressoren, dat al<br />
geruime tijd gefabriceerd wordt voor toepassing met ammoniak.<br />
De CO2 installatie omvat drie kleine compressoren van het semihermetische zuigertype,<br />
hetzelfde model en type dat ook gebruikt wordt voor R 404a. De olie is minerale olie. De<br />
condensor van de CO2 installatie is een platenwisselaar.<br />
De warmte van de NH3 condensor, die de warmtelast van <strong>be</strong>ide centrales omvat, wordt<br />
afgevoerd naar een speciaal soort “dry cooler”, eerder een “wet” cooler. Inderdaad is het<br />
toestel uitgerust met een <strong>be</strong>regeningsunit die de capaciteit van het toestel in de zomer meer<br />
dan verdrievoudigt. Dit zal toelaten ook bij hoge zomertemperaturen een aanvaardbare<br />
condensatiedruk voor de ammoniak te <strong>be</strong>komen.<br />
De glycol wordt verdeeld via een aantal pompen die op een rack staan opgesteld. De<br />
installatie is opgebouwd in afsluitbare kringen.<br />
Er is een warmterecuperatie aanwezig voor het <strong>be</strong>reiden van sanitair warm water.<br />
De koelinstallatie werkt eventuele overcapaciteit weg enerzijds door regeling, anderzijds<br />
door het voorkoelen van de sprinklerbuffer, die op zijn <strong>be</strong>urt zal dienen als buffer voor de<br />
klima.<br />
Zowel in de grote machineruimte als in het gasdicht compartiment staat een gaswasser<br />
(scrub<strong>be</strong>r) opgesteld die de eventueel vrijkomende ammoniakdampen laat absor<strong>be</strong>ren door<br />
een watergordijn. Deze toestellen zijn uitgerust met een ventilator, om snel de<br />
omgevingslucht door het watergordijn te laten circuleren.<br />
In de ruimte staat ook een installatie die toelaat het koudemiddelmengsel te <strong>be</strong>reiden.<br />
Tenslotte is een vrij grote afzuiginstallatie voorzien.<br />
De leidingen zijn meestal in gelaste inox, ook die van het secundair koudemiddel. Dit<br />
waarborgt een storingsvrij gedrag met ammoniak.<br />
In de onmiddellijke nabijheid van de machinezaal staat een nooddouche opgesteld die<br />
<strong>be</strong>doeld is om personeelsleden desgevallend met massale waterstroom te <strong>be</strong>schermen tegen<br />
een ammoniaklek. Er is een compartiment met <strong>be</strong>schermkledij en er zijn grote stickers op de<br />
deuren aangebracht die waarschuwen voor de gebruikte koudemiddelen.
2 HOOFDSTUK 2: UITVOERING METINGEN AAN KOEL-<br />
INSTALLATIES<br />
2.1 Doelstelling<br />
De doelstelling van dit hoofdstuk <strong>be</strong>staat erin de resultaten van het literatuuronderzoek uit<br />
hoofdstuk 1 te <strong>be</strong>vestigen, te staven of te heroriënteren door diverse koeltechniekers een<br />
aantal praktische testen te laten uitvoeren.<br />
2.2 Onderhoudsvoorschrift voor koelinstallaties<br />
In deze paragraaf geven we algemene voorschriften en regels op die in acht dienen genomen<br />
te worden voor een goed onderhoud en een goede werking van koelinstallaties. Deze regels<br />
zijn gebaseerd op de Code van Goede Praktijk die in 2003 opgesteld is door de Unie voor<br />
Belgische Frigoristen (UBF).<br />
2.2.1 Regels in acht te nemen door de gebruiker<br />
Dagelijks<br />
Nazien van de normale werking van de installatie door het checken van de temperaturen die<br />
moeten gehaald worden. Er voor zorgen dat de deuren van de koelcellen goed gesloten zijn,<br />
de lucht innames en de lucht uitblaas van de koelers vrij zijn.<br />
Nagaan of er abnormale olievlekken aanwezig zijn op de onderdelen. Deze vormen een<br />
eerste indicatie voor de aanwezigheid van koudemiddellekken. Signaleren van alle lekken,<br />
bij vaststelling de koeltechnieker verwittigen.<br />
Alle abnormale waterlekken, ijsvorming, condensatie, geluiden en trillingen, rook en reuk<br />
signaleren aan de koeltechnieker.<br />
Men dient zich van het volgende <strong>be</strong>wust te zijn:<br />
Het aanraken van de installatie, zelfs bij stilstand, kan ernstige ongevallen veroorzaken. De<br />
installatie kan opstarten op volledig automatische wijze op alle mogelijke ogenblikken, dus<br />
ook wanneer dit niet wordt verwacht.<br />
De onderhoudswerkzaamheden, anders dan hierboven vermeld, hoe eenvoudig deze ook<br />
zijn, moeten worden overgelaten aan een daartoe opgeleid persoon.<br />
69
70<br />
2.2.2 Onderhoud uit te voeren door de koeltechnieker<br />
a) Onderhoud koeltechnisch gedeelte<br />
Onderstaande richtlijnen houden geen wettelijke verplichtingen in, maar zijn raadgevingen<br />
die overeenkomen met een code van goede praktijk. Uiteraard <strong>be</strong>staan er wel wettelijke<br />
verplichtingen die vermeld zijn in de Vlarem wetgeving, artikel 5.16.3.3. (Koelinstallaties).<br />
Onder meer de frequentie van de lekdichtheidscontroles ligt vast volgens deze wetgeving<br />
(art. 5.16.3.3. §7).<br />
In functie van de afmetingen van de installatie en van haar complexiteit zal het<br />
koeltechnisch onderhoud maandelijks, driemaandelijks, zesmaandelijks of jaarlijks<br />
ge<strong>be</strong>uren. Bepaalde taken hieronder <strong>be</strong>schreven zijn, afhankelijk van de afmetingen van de<br />
installatie, optioneel of om de 5 jaar uit te voeren.<br />
Het onderhoud omvat enerzijds een normaal onderhoud, en anderzijds een aantal leveringen<br />
en eventuele meerprestaties.<br />
Het onderhoud van het koeltechnisch gedeelte door de koeltechnieker <strong>be</strong>staat uit:<br />
Nota nemen van de opmerkingen van de klant.<br />
Vaststellen van de goede werking van de installatie:<br />
In- en uitschakelen van thermostaten, pressostaten (bij aangesloten manometers),<br />
ventielen, …, <strong>be</strong>reiken van de gewenste temperatuur, nazien van de ontdooicyclus.<br />
Opzoeken van de oorzaken van de eventueel vastgestelde anomalieën en opstellen van<br />
een <strong>be</strong>stek om ze eventueel te verhelpen.<br />
Uitvoeren van hogedruktesten:<br />
De installatie wordt kunstmatig tot haar maximale werkingsdruk gebracht. Dit ge<strong>be</strong>urt,<br />
na aansluiten van de manometers, door het afdekken van een deel van de condensor,<br />
door het uitschakelen van ventilatoren, …<br />
Daarbij wordt de werking van de hogedruk (hd) <strong>be</strong>veiligingspressosta(a)t(en) getest en<br />
wordt de lektest uitgevoerd. De druk moet in elk geval <strong>be</strong>neden de openingsdruk van<br />
overdrukklep en breekplaat blijven. Bij de druktesten wordt de installatie op lekken<br />
getest.<br />
Na de hd test wordt ook een druktest max ld uitgevoerd, met uitgeschakelde installatie<br />
en de verdamper in warme ruimte ongeveer minimum 20°C, eventueel ruimte<br />
verwarmen.<br />
Vervolgens ondergaat ook het ld gedeelte een lektest.<br />
De druk- en lektesten mogen ook met stikstof worden uitgevoerd, indien het niet<br />
mogelijk zou zijn de temperatuur van de gekoelde ruimte te laten oplopen tot voldoende<br />
druk voor de test (zie procedures).
Uitvoeren van lagedruktesten:<br />
De installatie wordt op de uitschakeldruk van de pressostaat gebracht. De druk mag<br />
niet tot in het vacuüm komen.<br />
Controleren van olie- en koudemiddelniveau via de kijkglazen:<br />
Indien nodig koudemiddel en olie bijvullen, te noteren in het logboek.<br />
Vervangen van filterdroger tijdens het bijvullen van koudemiddel.<br />
Indien de lekken groter zijn dan 5 % van de in het logboek genoteerde hoeveelheid,<br />
dienen uitgebreide lektesten uitgevoerd te worden tot wanneer de oorzaak gevonden is.<br />
Uitwendig reinigen van de installatie:<br />
Dit houdt onder meer het zorgvuldig verwijderen van oliesporen en andere sporen in,<br />
zodat foutieve interpretatie aangaande de lekken onmogelijk is. Bij eventuele<br />
oliesporen op de grond op deze plaats een karton met plastic onderzijde leggen, zodat<br />
een onderscheid gemaakt kan worden tussen oude en nieuwe lekken.<br />
Controle van condensoren:<br />
Luchtcondensor: Reinigen van de condensor en kammen van de lamellen, nazicht na<br />
reiniging van de ΔT van de luchtcondensor.<br />
Watercondensor: Nazicht van de spui en van de waterkwaliteit (hardheid en pH),<br />
nazicht van de injectie van biocide en de corrosie inhibitor, nameten van de ΔT van de<br />
watercondensor, nazicht van de werking van het automatisch waterventiel. Nazicht op<br />
lekken.<br />
Indien nodig: Chemisch reinigen van de condensor.<br />
Indien nodig bij shell and tu<strong>be</strong>: mechanisch reinigen en daarbij vervangen van de<br />
pakkingen.<br />
Controle van verdampers<br />
Luchtkoeler: Reinigen van de verdamper, de verdamperbak en nazien van de<br />
waterafloop.<br />
Waterkoeler: Nazicht van de flow door werking van flowcheck, van de waterzijdige<br />
filters en reinigen ervan, van de pomp, van de werking van de afsluiters (lekken en<br />
afsluitbaarheid), van de waterzijdige drukval, van de ΔT en vergelijken met de<br />
gegevens genoteerd in het logboek, van de instellingen van de vries-<strong>be</strong>veiliging en van<br />
de verzegeling ervan.<br />
Indien nodig: Chemisch reinigen van de condensor.<br />
Indien nodig bij shell and tu<strong>be</strong>: mechanisch reinigen en daarbij vervangen van de<br />
pakkingen.<br />
Opmeten van de opgenomen stromen van alle motoren, vergelijken met de waarden op<br />
de technische fiches, signaleren van abnormaliteiten, opstellen van een <strong>be</strong>stek om ze te<br />
verhelpen.<br />
71
72<br />
Nemen van een oliestaal, zuurtest uitvoeren van de olie en indien zuur, passende<br />
maatregelen nemen, opstellen van een <strong>be</strong>stek voor het vervangen van de filters door<br />
zuurwegnemende filters. Test voor metaalpartikels en copperplating (bij compressoren<br />
> 10 kW aandrijfvermogen om de 2 jaar, bij compressoren zonder problemen om de 6<br />
maanden en bij compressoren waarbij ooit zuur werd vastgesteld, of waarvan<br />
wijzigingen in de kring werden gemaakt).<br />
Wisselen van olie (bij compressoren > dan 5 kW aandrijfvermogen, om de 5 jaar).<br />
Nazien van de <strong>be</strong>vestiging van alle trillende onderdelen, het verhelpen van wrijving<br />
van alle onderdelen die een lek kunnen veroorzaken binnen korte termijn, het eventueel<br />
opstellen van een <strong>be</strong>stek voor het verhelpen van alle toestanden die in de nabije<br />
toekomst tot een lek zouden kunnen leiden.<br />
Nazien van de installatie op aanwezigheid van roest en oxidevorming, het verwijderen<br />
hiervan indien aanwezig en bijschilderen van de installatie.<br />
Indien van toepassing: Controleren van de riemspanning van de compressor (alleen bij<br />
open compressoren).<br />
b) Onderhoud elektrisch gedeelte<br />
Naast het onderhoud aan het koeltechnische gedeelte vergt ook het elektrische gedeelte van<br />
de koelinstallatie de nodige aandacht.<br />
Het is aan<strong>be</strong>volen regelmatig, minstens jaarlijks de staat van de contactoren en automaten<br />
na te zien, en ze om de 10 jaar <strong>be</strong>drijf te vervangen. Dit ‘<strong>be</strong>drijf’ komt overeen met 500 000<br />
schakelingen van de compressor bij een <strong>be</strong>drijfsduur van ca 3000 vollasturen per jaar voor<br />
een installatie voor positieve temperaturen en van 5000 vollasturen voor een installatie voor<br />
negatieve temperaturen bij een correct <strong>be</strong>paald koelbilan.<br />
Jaarlijks moet een routinecheck van de borden ge<strong>be</strong>uren: uitstoffen (SiO2 of zand is zeer<br />
nefast voor de contacten en veroorzaakt inbranden), nazien van de deugdelijke sluiting,<br />
bijvullen van de vervangstukken: zekeringen en signaallampen, aanwezigheid van het<br />
schema, isolatietest, aardingstest, nazien van alle elektrische toestellen in de installatie<br />
(verdamperventilatoren, condensorventilatoren,…)<br />
Tenslotte keuring door een erkend organisme. Nazien dat de opmerkingen door dit<br />
organisme inderdaad worden verholpen.<br />
Eventueel opstellen van een <strong>be</strong>stek van uit te voeren herstellingen die niet horen tot het in<br />
het contract voorziene onderhoud.
c) Overig onderhoud<br />
In derde instantie moeten <strong>be</strong>paalde delen van de installatie worden nagezien op reinheid en<br />
functionaliteit, bv. de condensaflopen, de luchtkanalen in de koelmeu<strong>be</strong>len, de ventilatie<br />
van de machinekamer…<br />
2.3 Procedures voor handelingen uit te voeren door koeltechnici<br />
Vele koeltechniekers respecteren bij de uitvoering van hun dagelijks werk slechts weinig<br />
regels. Er wordt veelal nog gehandeld zoals het vroeger werd aangeleerd in de tijd dat de<br />
koudemiddelen goedkoop waren en de algemene notie <strong>be</strong>staond dat ze onschadelijk waren<br />
voor het milieu. Er wordt nog steeds al teveel gedacht dat gehalogeneerde koudemiddelen<br />
niet giftig, niet brandbaar, in geur niet storend zijn en bijgevolg dat ze geen milieuschade<br />
veroorzaken.<br />
Eén enkele uitzondering was <strong>be</strong>kend als zijnde gevaarlijk, namelijk het hardsolderen<br />
waarbij door het aanwezige chloor in het koudemiddel o.a. fosgeen wordt gevormd, dat bij<br />
het inademen gevaarlijk is voor de gezondheid.<br />
Het gegeven dat de koudemiddelen, in plaats van ze te emitteren, ook konden worden<br />
opgevangen, werd veelal als te moeilijk, te tijdrovend en te duur <strong>be</strong>schouwd.<br />
De huidige kennis omtrent de koudemiddelen leert ons dat het onaanvaardbaar is<br />
koudemiddelen te laten emitteren zonder dat het echt onvermijdelijk is.<br />
In het kader van de middenstandsopleiding werden door dhr. Wilfried De Smet in de<br />
periode 1986 tot 1999 de eenvoudige handelingen <strong>be</strong>schreven in een reeks procedures. Die<br />
procedures, aangevuld en uitgebreid met de meeste tussenkomsten die koeltechnici moeten<br />
uitvoeren aan koelinstallaties, zijn hieronder <strong>be</strong>schreven.<br />
2.3.1 Lijst van de uit te voeren handelingen<br />
1 Aansluiten en afkoppelen van manometers<br />
2 Hardsolderen aan een nieuwe installatie<br />
3 Testen van een installatie aan de hogedrukzijde (hd)<br />
4 Testen van een installatie aan de lagedrukzijde (ld)<br />
5 Reinigen van een buitencondensor<br />
6 Opnemen van de ΔT van een buitencondensor<br />
7 Opnemen van de COP van een koelinstallatie<br />
8 Reinigen van een watercondensor<br />
9 Leegmaken van een installatie<br />
10 Vullen van een installatie<br />
11 Vaststellen van de koudemiddelinhoud van een cylinder<br />
12 Vullen van een koudemiddelcylinder<br />
13 Uitvoeren van een olietest, nemen van een oliestaal.<br />
14 Vervangen van een vloeistoffilter en/of kijkglas<br />
73
74<br />
15 Vervangen van een condensor of van een onderdeel in de kring<br />
16 Vervangen van een verdamper of van een onderdeel in de kring<br />
17 Aanbrengen van een wijziging aan een installatie<br />
18 Vervangen van pressostaten<br />
19 Vacumeren en vacuüm breken.<br />
20 Ontluchten van een installatie<br />
2.3.2 Procedure per handeling<br />
1 Aansluiten en afkoppelen van manometers<br />
Aansluiten<br />
a Losmaken van de kraanhoeden van de servicekranen aan de compressor<br />
b Losmaken van de stoppen aan de servicekranen<br />
c Verbinden van de manifold<br />
d De manifold is aan de middenleiding aangesloten aan een leiding met aan het uiteinde<br />
een afsluiter<br />
e Vacuüm zuigen van de manifold tot 270 Pa met alle drie manifoldkranen open en met<br />
servicekranen dicht.<br />
f Afsluiten van de kraan op de leiding verbonden met de middenleiding<br />
g Sluiten van de kranen hd en ld op de manifold<br />
h Openen van de servicekranen van de compressor: de manometer ld indiceert nu de ld<br />
van de werkende compressor, de manometer hd indiceert de hd van de werkende<br />
compressor.<br />
Bij deze procedure treedt geen koudemiddelverlies op. 270 Pa werd gekozen omdat deze<br />
druk goed haalbaar is voor een kleine groep onderdelen en ook in de buurlanden wordt<br />
geaccepteerd. Bij deze druk verdampt ook bij de meeste omgevingstemperaturen alle<br />
eventueel als water aanwezige verontreiniging.<br />
Voor het aankoppelen aan schraederventielen <strong>be</strong>staan speciale snelkoppelingen die het<br />
koudemiddelverlies tot een minimum <strong>be</strong>perken.<br />
Afkoppelen<br />
a Afsluiten van de servicekraan hd zijde<br />
b Openen van de manifoldkranen<br />
c Dwingen van de compressor te werken tot ld ≤ 0,9 bar (0,1 bar vacuüm) door<br />
overbruggen ld pressostaat. De manifold, de leidingen en het ld gedeelte zijn nu leeg en<br />
licht in vacuüm.<br />
d Aflsluiten van de servicekraan ld zijde<br />
e Afkoppelen manifold: er wordt een klein <strong>be</strong>etje lucht in de manifold gezogen dat in de<br />
plaats komt van het ontsnapte koudemiddel<br />
d Afkoppelen van de manifold en de vacuümpomp<br />
f Herplaatsen van de stoppen en de kraanhoeden.
Het koudemiddelverlies is tijdens het uitvoeren van deze handelingen tot een absoluut<br />
minimum <strong>be</strong>perkt gebleven (ca 0,3 gram).<br />
Bij het afkoppelen van een snelkoppeling op een schraederventiel kan nog steeds een <strong>be</strong>etje<br />
koudemiddel (enkele grammen) ontsnappen. Met voordeel kan gebruik gemaakt worden<br />
van slangen die op het einde een kleine afsluiter heb<strong>be</strong>n. Op deze wijze blijft het<br />
koudemiddelverlies <strong>be</strong>perkt tot een minimum (ca 2 gram).<br />
Deze procedure wijkt af van de STEK-procedure, die niet realistisch wordt <strong>be</strong>vonden omdat<br />
de manifold gevuld met koudemiddel wordt opgeborgen. Meestal heeft een koeltechnieker<br />
meerdere soorten koudemiddelen te <strong>be</strong>handelen, en het is onrealischtisch dat hij voor elk<br />
koudemiddel een afzonderlijke manifold zou heb<strong>be</strong>n. Wel kan er een onderscheid gemaakt<br />
worden tussen een manifold verontreinigd met esterolie versus minerale olie.<br />
2 Hardsolderen aan een nieuwe installatie<br />
Principe: De plaats die verhit wordt, moet inwendig volledig onder stikstofatmosfeer staan<br />
om oxidatie en derhalve vervuiling en aantasting van de inwendige wand van de<br />
koeltechnische buis (die fabrieksmatig inwendig gepolijst is) te vermijden.<br />
De buis wordt doorspoeld met stikstof. Indien de buis geen verbindingen heeft, dan kan er<br />
een stop op geplaatst worden zoals door de fabrikant toegepast om de buis in een afgesloten<br />
toestand te houden (meestal rode of blauwe pvc stop). Deze stop wordt geperforeerd door<br />
een buis van ¼ duim die op zijn <strong>be</strong>urt wordt aangesloten op een stikstofvoeding.<br />
Is de buis wel met een verbinding voorzien, dan kan met <strong>be</strong>hulp van een manometerslang op<br />
de verbinding worden aangesloten.<br />
De voeding is afkomstig van een stikstofdebietmeter (een stopje zwevend in een glazen<br />
buisje, of een U-vormige buismanometer overlopend op een ingesteld niveau) die op zijn<br />
<strong>be</strong>urt aangesloten is op een ontspanner en een stikstoffles. Het debiet wordt ingesteld tussen<br />
1 l/min tot 20 l/min in functie van de diameter van de buis (respectievelijk tussen ¼ ” en<br />
1 1/8 ”.<br />
Het andere einde van de buis wordt eveneens voorzien van een stop, voorzien van een<br />
kleine perforatie. Men laat het hele systeem enige tijd (minuten) stromen om alle lucht te<br />
verwijderen, en realiseert dan de klaargemaakte hardsoldering.<br />
Nota: Hardsolderen aan een <strong>be</strong>staande installatie is door de mogelijke oliefilm aan de<br />
binnenzijde van de leidingen riskant (verkoling van de olie door het solderen) en wordt<br />
bijgevolg niet aangeraden.<br />
3 Testen van een installatie aan de hogedrukzijde<br />
Er zijn verschillende methodes mogelijk, afhankelijk van de bouw van de installatie.<br />
Normaal wordt de installatie tot vlak bij het uitschakelniveau van de pressotaten hd gebracht<br />
door, indien mogelijk, het verhogen van de koellast aan de ld zijde (door bv. de deur van de<br />
koelkamer te openen) en de luchtcondensor gelijktijdig af te dekken met een geschikt<br />
materiaal (bv. stuk karton), en/of door het afzetten van één of meer ventilatoren van de<br />
condensor. Het is de <strong>be</strong>doeling kunstmatig de zomersituatie te simuleren.<br />
75
76<br />
Vervolgens kan de hele hd zijde van de installatie bij de ingestelde maximumdruk worden<br />
getest. De ld zijde blijft onder normale werkingsdruk doordat de installatie draait.<br />
Optioneel kan ook stikstof gebruik worden. Deze methode is nuttig om lekken op te sporen<br />
in zeer grote condensors. Dit gaat alleen als er een afsluiter staat op de uitgang van de<br />
condensor (of aan de ingang van het vat).<br />
De installatie wordt in pumpdown gebracht, waardoor alle vloeistof in het vat terecht komt.<br />
Vervolgens worden het vaten de vloeistofleiding tot aan de uitgang van het vloeistoffilter<br />
ingeblokt. De tak hd, deel van de compressor, condensor en leidingen worden met de<br />
aftapunit leeggezogen tot 0,8 bar.<br />
Hierna wordt via de persservicekraan stikstof ingebracht tot de testdruk. Er dient<br />
zorgvuldig worden nagezien dat er geen lek optreedt aan de ld zijde van de kring, want de<br />
testdruk aan de hd zijde kan aanzienlijk hoger zijn dan de maximaal toegaten druk aan de ld<br />
zijde.<br />
Na de proef wordt de installatie zeer degelijk gevacumeerd (tot 270 Pa). Daarna (er is alleen<br />
het marginale koudemiddelverlies geweest van gas op 0,8 bar) worden de servicekranen in<br />
de gepaste standen gebracht, de stoppen en kraanhoeden herplaatst en alles gesloten.<br />
Indien er een afsluiter is tussen de ingang van de condensor en de compressor(en) dan<br />
volstaat het enkel de condensor tot de test te <strong>be</strong>trekken en de compressor ongemoeid te<br />
laten.<br />
Is er geen afsluiter aanwezig tussen de compressor en het vat, dan moet de installatie voor<br />
de proef worden leeggemaakt.<br />
4 Testen van een installatie aan de lagedrukzijde<br />
Meer dan bij de hogedrukzijde komt het bij de lagedrukzijde voor dat de installatie niet<br />
terdege kan worden getest. De reden hiervoor is dat de cel niet leeg is op de dag dat de klant<br />
het onderhoud toestaat en dat bijgevolg de zomersituatie bij leegstaande cel niet kan worden<br />
gesimuleerd.<br />
Voor deze simulatie moet het koudste punt van de installatie op een druk worden gebracht<br />
die overeenkomt met een stilstaande installatie buiten dienst op een warme dag. Er kan<br />
echter meestal slechts worden getest op een druk die overeenkomt met de celtemperatuur.<br />
Vandaar onderstaande methode, die het mogelijk maakt de installatie te testen aan de<br />
lagedrukzijde ondanks het feit dat de cel gevuld blijft.<br />
Testen indien de klant alle faciliteiten geeft<br />
a Vaststellen welke temperatuur de cel kan heb<strong>be</strong>n in de zomer. Indien de cel stilstaat<br />
gedurende meerder weken en onder een niet geisoleerd dak staat opgesteld, dan is de<br />
piektempertuur in de cel aan te nemen op ca 35°C. In alle geval moet voor een cel die<br />
maar af en toe kan stilstaan 25°C worden aangenomen.
Bepalen uit het log p h diagram welke de overeenkomstige koudemiddeldruk is. Nazien<br />
of de compressor theoretisch tegen die druk <strong>be</strong>stand is (fabrikant), idem voor de<br />
leidingen want <strong>be</strong>paalde leidingen met grote diameter (meer dan 2 1/8 duim) zijn niet<br />
tegen 20 bar of meer <strong>be</strong>stand (soms zelfs niet eens tegen minder dan 20 bar).<br />
c Opwarmen van de cel, die leeg hoort te zijn, tot deze temperatuur, hetzij door<br />
omgevingslucht, hetzij eventueel elektrisch (opgelet : temperatuur en druk in het oog<br />
houden !)<br />
d Nazien dat alle installatieonderdelen, de compressor, de leidingen,.. op minstens dezelfde<br />
temperatuur staan (eventueel iets hoger)<br />
e Vaststellen van de druk in de installatie met de manifold ; deze moet dezelfde zijn als de<br />
<strong>be</strong>rekende druk<br />
f Uitvoeren van lektesten op de installatie, en de nodige maatregelen voorstellen indien<br />
een lek gevonden wordt.<br />
g Afkoppelen van de meettoestellen, de cel laten afkoelen, en zo nodig door de zuigkraan<br />
te smoren, de aanvangsdruk van de compressor binnen de perken houdend, de installatie<br />
terug opstarten.<br />
De klant op de hoogt brengen indien de cel niet volledig vanzelf kan opstarten ;<br />
eventueel zuigdrukventiel of mopventiel voorstellen.<br />
Testen indien het opwarmen van de celinhoud niet mogelijk is<br />
a In pumpdown laten gaan van de installatie, tot ca 0.2 bar onder de atmosfeerdruk<br />
b Afsluiten van het lagedrukgedeelte door de servicekranen<br />
c Steken van stikstofdruk op het ld gedeelte via de toegang. Opgelet: De nodige<br />
veiligheidsmaatregelen nemen tegen een eventuele fabricagefout in de compressor<br />
(druktesten met gas zijn veel gevaarlijker dan die met water zoals in c.v. installaties) en<br />
niet boven de <strong>be</strong>rekende maximumdruk gaan (zie hierboven)<br />
d Uitvoeren van de druktest en de lektesten<br />
e Vacumeren van de installatie tot 270 Pa<br />
f Afkoppelen van de meettoestellen en de stikstoffles, het ld gedeelte terug onder druk<br />
zetten.<br />
5 Reinigen van een buitencondensor<br />
Bij buitencondensors treedt sterke vervuiling op van de lamellen. De condensor wordt het<br />
<strong>be</strong>st gereinigd met <strong>be</strong>hulp van een zachte spuit of een borstel, na het aanbrengen van een<br />
daarvoor speciaal in de handel <strong>be</strong>schikbare reinigingsvloeistof.<br />
Hierbij dient steeds in de richting van de lamellen te worden gespoten of geborsteld. Er mag<br />
zeker geen hogedrukspuit worden gebruikt en er mag ook niet dwars op de lamellen worden<br />
gespoten, want dit doet de lamellen vervormen en verstoort het thermisch contact tussen de<br />
lamel en de pijp. Na het reinigen moeten de lamellen worden ‘gekamd’.<br />
Tenslotte dient aan de hand van een doorlichting met een lamp nazien te worden of alle<br />
doorgangen daadwerkelijk vrij zijn.<br />
77
78<br />
6 Opnemen van de ΔT van een buitencondensor<br />
Voor het opnemen van de ΔT van een buitencondensor moet de installatie werken op<br />
continue met normale <strong>be</strong>lasting. De <strong>be</strong>lasting van de koelinstallatie kan eventueel wat<br />
verhoogd worden zodat continue werking kan optreden (bv. deur openzetten van een<br />
koelcel,…).<br />
Na ongeveer 5 minuten, de tijd nodig voor de installatie om in evenwicht te komen, worden<br />
volgende parameters gemeten:<br />
- de verdampingstemperatuur aan de uitgang van de verdamper met <strong>be</strong>hulp van een<br />
manometer, om na te gaan of de installatie werkelijk normaal <strong>be</strong>last is;<br />
- de condensatietemperatuur aan de ingang van de condensor met <strong>be</strong>hulp van een<br />
manometer;<br />
- de luchttemperatuur in de schaduw op voldoende afstand van de condensor, zodat de<br />
temperatuur niet <strong>be</strong>ïnvloed wordt door de warme lucht die uit de condensor komt.<br />
De ΔT is het verschil tussen deze temperaturen (verdampings- en werkingstemperatuur).<br />
Normale waarden <strong>be</strong>vinden zich tussen 9 en 16°C. Temperaturen boven 16°C zijn te hoog<br />
en zullen in de zomer aanleiding geven tot problemen.<br />
Bij het verslechteren van het thermisch contact tussen de lamellen en de pijpen of bij het<br />
degraderen van de lamellen zal de ΔT toenemen.<br />
7 Opnemen van de COP van een koelinstallatie<br />
De COP (Coefficient of Performance) is de verhouding van de ingebrachte elektrische<br />
energie tegenover de afgevoerde warmte aan de condensorzijde. De COP-1 is de<br />
koudefactor; dit is de hoeveelheid warmte die de koelinstallatie netto opneemt uit de<br />
verdamper gedeeld door de hoeveelheid opgenomen elektrische energie. Beide gegevens<br />
vormen een globale maatstaf voor de toestand en de kwaliteit van een koelinstallatie of een<br />
warmtepomp.<br />
De COP wordt gemeten als volgt :<br />
a In continu<strong>be</strong>drijf brengen van de installatie bij normale <strong>be</strong>lasting, en de temperaturen<br />
laten stabiliseren<br />
b Meten en noteren van de verdampingstemperatuur en de condensatietemperaturen voor<br />
latere referentie<br />
c Meten van het totaal opgenomen elektrisch vermogen (koelmachine + verdamper +<br />
condensor) met <strong>be</strong>hulp van een kWh-meter gedurende een <strong>be</strong>paalde tijd (bv. 15<br />
minuten), hetzij meten van de opgenomen stroom van de diverse toestellen en<br />
omrekenen naar het opgenomen vermogen, rekening houdend met een geschatte<br />
ar<strong>be</strong>idsfactor (bv. 0,8). De eerste methode is uiteraard veel nauwkeuriger en geniet de<br />
prioriteit<br />
d Meten van het luchtdebiet door de condensor (met een luchtsnelheidsmeter, gelijkmatig<br />
<strong>be</strong>wegend over de ganse aanzuigzijde van de batterij, meting enkele keren herhalen en<br />
gemiddelde nemen, daarna resultaat in m/sec vermenigvuldigen met de frontale sectie<br />
van de batterij in m 2 )
e Meten van de luchttemperatuur aan de aanzuigzijde van de luchtcondensor (deze kan om<br />
reden van recirculatie hoger zijn dan de temperatuur van de vrije lucht)<br />
f Meten van de temperatuur van de lucht aan de uitlaat van de condensor<br />
g Meten van de temperatuur van de vrije lucht, meten van de luchtvochtigheid, afleiden<br />
van de soortelijke massa van de aangezogen lucht van de batterij uit het Mollierdiagram<br />
h Het afgegeven vermogen is : debiet (in m 3 /sec) x soortelijke massa (in kg/m 3 ) x 1 (kJ/kg)<br />
x Δt (K) kW ; het opgenomen vermogen wordt uit de gemeten waarde en de tijd<br />
omgerekend in kW, de verhouding tussen <strong>be</strong>iden is de COP (coëfficiënt of<br />
performance). De COP-1 is de warmte opgenomen aan de verdamper (voelbare +<br />
latente) per kW ingevoerd totaal elektrisch vermogen.<br />
De COP is een globale maat voor de prestatie van de koelinstallatie. De reden waarom aan<br />
de condensor wordt gemeten en niet aan de verdamper, is dat de meting aan de condensor<br />
veel eenvoudiger is en met minder foutkansen kan worden uitgevoerd. Hierbij komt dat bij<br />
meting aan de verdamper ook de luchtvochtigheid zou moeten worden gemeten.<br />
Voor installaties met een watercondensor wordt het waterdebiet gemeten en wordt rekening<br />
gehouden met de soortelijke warmte van 4,18 kJ/kg.<br />
Het is <strong>be</strong>langrijk om alle verbruikers die moeten werken bij het normale <strong>be</strong>drijf van de<br />
koelinstallatie, bij de COP-meting te <strong>be</strong>trekken. Dit om reden dat anders geen rekening<br />
wordt gehouden met het energieverbruik door ongunstig gedimensionneerde<br />
verdamperventilatoren en ontdooiïnstallaties.<br />
8 Reinigen van een watercondensor<br />
Het reinigen van een coaxiale opgerolde watercondensor of van een platenwisselaar kan<br />
enkel op chemische wijze. Er dient op de waterzijdige kring een toegang voozien te worden<br />
zodanig dat een circulatiepomp en een vat met reinigingsvloeistof kunnenn worden<br />
aangesloten. Uitsluitend reinigingsvloeistoffen die de materialen van de condensor<br />
ongemoeid laten, mogen worden gebruikt. Bij shell and tu<strong>be</strong> condensors en bij coaxiale<br />
condensors met afneembare eindstukken kan ook mechanische reiniging worden toegepast.<br />
Het is aan<strong>be</strong>volen de borstels en de staven te trekken in de plaats van te duwen (bij duwen<br />
<strong>be</strong>staat risico op perforeren). Na een chemische reiniging of een mechanische reiniging<br />
moet een condensor een druktest ondergaan, om er zeker van te zijn dat de reiniging de<br />
installatie niet heeft doorgecorrodeerd.<br />
9 Leegmaken van een installatie<br />
Leegmaken van een installatie teneinde ze tijdelijk buiten <strong>be</strong>drijf te stellen, te verplaatsen of<br />
ze een andere <strong>be</strong>stemming te geven<br />
a Opslaan van het koudemiddel in de installatie in het vat van de installatie zelf.<br />
b Afkoppelen van de leidingen<br />
c Aansluiten van manometers<br />
d Afsluiten van de kraan op de uitgang van het vat<br />
e De installatie met verhoogde koellast (eventueel opwarmen van de verdamper).<br />
79
80<br />
f Uitschakelen van de installatie<br />
g Opwarmen van alle punten waar zich koudemiddel, al dan niet opgelost in olie zou<br />
kunnen <strong>be</strong>vinden, tot ca. 40°C (met <strong>be</strong>hulp van een regelbare warme luchtblazer,<br />
eventueel een haardroger of, voorzichtig met een brander) ; speciale aandacht voor het<br />
carter, de olieafscheider, de filters…<br />
h Opnieuw opstarten van de installatie, het deksel van de lage drukpressostaat<br />
verwijderen, en de installatie laten afpompen tot ca. 0,2 bar onder vacuüm<br />
i Sluiten van de installatie, afgekoppelde leidingen dichtknijpen en dichtlassen en een<br />
stuk leiding overlaten dat kan worden afgesneden, kraanhoeden, stoppen etc.<br />
terugplaatsen<br />
j Vullen van de installatie met stikstof, druk ca 2,5 bar<br />
k Het hogedruk gedeelte, het vat, de condensor en de hogedrukleiding tot de compressor,<br />
<strong>be</strong>vatten nog steeds koudemiddel. De hogedrukservicekraan op de compressor dient te<br />
worden gesloten.<br />
l Markeren van de installatie: “ vloeistofvat <strong>be</strong>vat koudemiddel x en y olie – installatie<br />
gevuld met stikstof – hoge druk kraan op compressor gesloten”.<br />
Leegmaken van een installatie zodat deze geen koudemiddel meer <strong>be</strong>vat<br />
a Aansluiten van manometers en recuperatievat; het vat indien mogelijk eerst vacuüm<br />
zuigen en zo diep mogelijk afkoelen<br />
b Aansluiten van de hogedrukmanometer op de vloeistofuitgang van het vat van de<br />
installatie en van de middenleiding op het recuperatievat. Indien mogelijk slangen van<br />
3/8 duim gebruiken. De kranen dicht laten.<br />
c In <strong>be</strong>drijf stellen van de installatie en de condensatiedruk zo hoog mogelijk verhogen,<br />
maar wel onder de cutout van de hogedrukpressostaat blijven.<br />
d Openen van het pad vloeistofvat > manifold > recuperatievat, zodat de laatst geopende<br />
kraan een plots openen toelaat<br />
e Laten uitvallen van de installatie op lage druk<br />
f Uitschakelen na deze uitval, en de laatst geopende kraan terug dichtmaken<br />
g Verwarmen van alle plaatsen waar zich koudemiddel zou kunnen ophopen, speciaal het<br />
carter.<br />
h Voltooien van het leegpompen met een afpompunit tot de gehele installatie <strong>be</strong>neden de<br />
0,2 bar onder omgevingsdruk is (ook de hoge druk zijde)<br />
i Eventueel vacumeren en onder stikstof zetten.<br />
j Markeren van de installatie : “Installatie onder stikstof, <strong>be</strong>vat geen koudemiddel, …..<br />
olie ”.<br />
Leegmaken van een defecte installatie<br />
Bij het leegmaken van een defecte installatie kan meestal geen gebruik gemaakt worden van<br />
de compressor als pomp. De ganse installatie moet worden leeggemaakt met <strong>be</strong>hulp van de<br />
afpompunit.<br />
Het is daarbij aan<strong>be</strong>volen de installatie zover als mogelijk op te warmen, met extra aandacht<br />
voor de koude punten. Deze opwarming versnelt het afpompen aanzienlijk. Deze manier<br />
van afpompen duurt <strong>be</strong>duidend langer dan wanneer van de compressor kan gebruik gemaakt<br />
worden en de vloeistof in de hoge druk zijde van de compressor kan worden opgeslaan. Het<br />
verdient aan<strong>be</strong>veling <strong>be</strong>ide zijden van de installatie gelijktijdig af te zuigen.
Deze procedure geldt ook voor installaties zonder gepaste toegangsfaciliteiten (een kraan<br />
vloeistofzijdig die kan open staan daar waar de doorgang naar de installatie is afgesloten, en<br />
die daardoor toelaat het koudemiddel naar een vat te zenden).<br />
Leegmaken van een installatie zonder toegangsfaciliteiten (bv. hermetische installatie)<br />
De installaties zonder toegang kunnen worden afgepompt via de afpompunit door één of<br />
enkele prikkranen op de gepaste plaatsen aan te brengen en via deze prikkranen af te zuigen.<br />
Deze kranen worden op een <strong>be</strong>staande leiding <strong>be</strong>vestigd, waarna een stalen holle naald<br />
doorheen de leiding wordt geperst.<br />
De kraan is uitgerust met een spindel, die toelaat deze tijdens de handelingen open en dicht<br />
te zetten. Na gebruik kan de kraan worden verwijderd en de installatie, na het aftappen van<br />
de olie worden verschroot, of kan de opening worden dichtgesoldeerd en de installatie<br />
verder worden gebruikt. Dit laatste wordt afgeraden omdat de installatie vanaf het<br />
dichtsolderen verkoolde olie en andere ontbindingsproducten kan <strong>be</strong>vatten. De filter moet<br />
minstens preventief worden verwijderd.<br />
Doordat installaties zonder toegang meestal een <strong>be</strong>perkte koudemiddelinhoud <strong>be</strong>vatten,<br />
duurt het afpompen relatief kort.<br />
10 Vullen van een installatie<br />
a. Vullen van een nieuwe installatie<br />
Alvorens tot het vullen van een nieuwe installatie over te gaan moeten een aantal punten<br />
worden nagezien en een aantal testen worden uitgevoerd.<br />
Stemt de olie in de compressor overeen met het koudemiddel waarmee we de<br />
installatie wensen te vullen?<br />
Wat is de nodige hoeveelheid koudemiddel waarmee de installatie moet gevuld<br />
worden?<br />
Onderzoek de installatie op servicevriendelijkheid, voer zo nodig correctie uit, die<br />
kunnen vele uren <strong>be</strong>sparen. Zijn alle onderdelen van de installatie voldoende<br />
<strong>be</strong>reikbaar? Laat een schriftelijk spoor achter, eventueel in het logboek.<br />
De installatie ondergaat een eerste druktest. Hierbij wordt zo goed mogelijk de werkelijke<br />
<strong>be</strong>drijfsdruk nagebootst. Deze is aan de hoge drukzijde meestal tot 25 bar in de zomer (na<br />
te zien in functie van het koudemiddel en de <strong>be</strong>drijfsvoorwaarden, kan wel lager zijn,<br />
meestal niet hoger). Aan de lage drukzijde dient de druk afgestemd te worden op de<br />
temperatuur van het gebruikte verzadigde koudemiddel bij 25°C (stilstaande installatie met<br />
binnenopstelling). Zorvuldig bij deze testen de hoge druk van de lage druk scheiden,<br />
eventueel een kraan aan de lage druk zijde open laten. Aan de lage druk zijde zitten<br />
dikwijls een aantal onderdelen die geen 25 bar verdragen. Lekken opsporen en verhelpen.<br />
De testen zo dikwijls herhalen als nodig om geen lekken meer te vinden. De testen kunnen<br />
ge<strong>be</strong>uren met droge stikstof en eigenlijk ook met droge lucht (dauwpunt minstens -10°C).<br />
Echter niet met lucht uit een gewone compressor, omdat deze te veel vocht <strong>be</strong>vat.<br />
Uiteindelijk de druk gedurende 24 uur op de installatie laten staan, deze mag niet meer<br />
schommelen dan door de schommeling van de omgevingstemperatuur kan verklaard<br />
81
82<br />
worden. Blijkt de installatie dicht, dan wordt de installatie gesloten en wordt overgegaan tot<br />
het vacumeren.<br />
De installatie wordt een eerste maal grondig gevacumeerd. Nazien dat alle wegen open<br />
staan: magneetventielen (er <strong>be</strong>staan speciale servicemagneten), handkranen, expansieventielen<br />
(staan in het vacuum theoretisch open). Er rekening mee houden dat een aantal<br />
onderdelen stikstof onder druk <strong>be</strong>vatten, wat de vacuumpomp kan <strong>be</strong>schadigen. Deze eerste<br />
vacumering dient om niet condenseerbare gassen en waterdamp te verwijderen. Deze<br />
waterdamp is onder andere afkomstig van vocht uit de lucht dat zich bij temperatuurschommelingen<br />
in de leidingen en onderdelen kan afzetten. Het is daarom aan<strong>be</strong>volen dat<br />
alle onderdelen bij dit vacumeren in een warme omgeving staan. Een vacumering tot 270 Pa<br />
wordt aan<strong>be</strong>volen. Eventueel kunnen verschillende vacuumpompen op verschillende<br />
punten van de kring worden aangesloten.<br />
Nadat deze eerste vacumering voltooid is wordt het vacuum gebroken met droge stikstof.<br />
Dit <strong>be</strong>tekent dat de druk in de installatie oploopt tot atmosfeerdruk. De voor<strong>be</strong>reidingen<br />
worden getroffen om de vacuumproef te kunnen uitvoeren. Vervolgens wordt een tweede<br />
keer gevacumeerd. Eens de installatie vacuum wordt de vacuumproef uitgevoerd. Deze<br />
<strong>be</strong>staat erin de installatie meerdere uren te laten vacuum staan, waarbij dit vacuum niet mag<br />
veranderen. Het gebruik van een elektronische vacuümmeter is hier aangewezen. Deze<br />
proef is aanzienlijk gevoeliger dan de drukproef voor het opsporen van lekken. Is de<br />
vacuümproef geslaagd, dan kan overgegaan worden tot het vullen van de installatie.<br />
Indien de installatie servicevriendelijk is opgebouwd, kan het vat gevuld worden met de<br />
<strong>be</strong>rekende hoeveelheid koudemiddel via de op het vat voorziene vloeistofkraan. Eens het<br />
vat de nodige hoeveelheid heeft <strong>be</strong>komen, het koudemiddel voorzichtig in de installatie<br />
toelaten (maken dat de compressor zich niet vult met een grote hoeveelheid vloeibaar<br />
koudemiddel), de installatie opstarten en eventueel de vulling voltooien door voorzichtig<br />
bijvullen aan de vloeistof of gaszijde.<br />
In het andere geval kan de installatie met vloeistof gevuld worden door deze toe te laten via<br />
de vulkraan (indien aanwezig, kraan aangesloten op de vloeistofleiding) of eventueel via de<br />
afsluiter op het vat. Meestal lukt het voldoende vloeistof in het vat te laten stromen om bij<br />
het opstarten de compressor niet te veel te laten pendelen. Bijvullen via vloeistofzijde door<br />
het smoren van de gepaste kranen.<br />
Is de installatie niet voorzien van een vloeistofingang, dan kan met vloeistof via de<br />
zuigaansluiting worden gevuld, daarbij een vloeistofslag vermijdend (er <strong>be</strong>staan speciale<br />
smorende hulpstukken daarvoor). Dit is echter geen goede techniek (wegwassen van de<br />
oliefilm, eventueel kleine vloeistofslagen die de kleppen reeds <strong>be</strong>schadigen).
. Vullen van een oude installatie<br />
Voordat een oude installatie wordt gevuld, moet eerst nagekeken worden of de installatie<br />
nog koudemiddel of olie <strong>be</strong>vat en zo ja, welke soort. Verder moet gevraagd worden of dit<br />
gewenst is. Normaal zou het koudemiddel en de olie op elke installatie en in elk logboek<br />
moeten vermeld staan.<br />
Na het verwijderen van een eventueel ongewenst koudemiddel en in de veronderstelling dat<br />
de olie herbruikbaar is, wordt bij voorkeur eerst een oliewissel uitgevoerd. Er wordt dan<br />
verder gehandeld volgens de procedure zoals <strong>be</strong>schreven onder “nieuwe installatie”.<br />
Het verdient aan<strong>be</strong>veling om van elke installatie eerst de servicevriendelijkheid te<br />
onderzoeken en de te voorziene problemen (afwezigheid van afsluiters op de goede plaats)<br />
te corrigeren.<br />
a Vacuüm trekken van de installatie tot 270 Pa gebruik makende van een elektronische<br />
vacuümmeter<br />
b Aanhouden van dit vacuüm gedurende minstens 1/2 uur; is het vacuüm gebleven, dan<br />
wordt naar de volgende stap overgegaan, anders zie punt d “ lekzoeken ”.<br />
c Afpersen van de installatie met stikstof, ervoor zorgend dat alle delen van de installatie<br />
gevuld zijn (eventueel expansieventiel eerst overbruggen), als testdruk kan 10 bar<br />
gekozen worden voor het gemeenschappelijk testen van ld en hd<br />
d Vervolgens zorgvuldig zoeken naar lekken, eerst met een schuimmiddel, vervolgens met<br />
een ultrasoon toestel. Een ionisch toestel kan slechts gebruikt worden als er een spoor<br />
van het koudemiddel in de stikstof aanwezig zou zijn.<br />
e Indien de installatie lekvrij is, deze opnieuw vacumeren tot 270 Pa of minder<br />
f Voeden van de vloeistofkring met koudemiddel uit de koudemiddelcylinder die<br />
opgesteld staat op een weegschaal, via de manifold en het geopende vulventiel, met<br />
gesloten kraan op het vloeistofvat. Dit ge<strong>be</strong>urt eerst langzaam tot de ld pressostaat<br />
hoorbaar aanslaat en de installatie start, vervolgens kan met vol debiet worden gevuld.<br />
Indien de aansluitslang te klein is, dan kan de installatie enkele keer afslaan op ld. De<br />
pressostaat kan eventueel lager worden gezet. Ca 85 % van het verondersteld nodige<br />
gewicht wordt gevuld. De installatie wordt in regime gebracht, en het proces wordt<br />
gecorrigeert als er nog <strong>be</strong>llen in het kijkglas aanwezig zijn. De installatie mag niet<br />
worden <strong>be</strong>oordeeld alvorens ze in regime is.<br />
g Afkoppelen van de meetinstrumenten en het vulgewicht noteren in het logboek.<br />
11 Vaststellen van de koudemiddelinhoud van een cylinder<br />
Het is niet meer mogelijk om, gelet op de veelheid van koudemiddelen die allemaal sterk op<br />
elkaar gelijken, alleen op basis van de druk en de temperatuur af te leiden welk<br />
koudemiddel zich in een cylinder <strong>be</strong>vindt. Daar de temperatuur in een koudemiddelcylinder<br />
slechts op 2 K kan worden gemeten en de druk slechts op 10% , kan alleen maar <strong>be</strong>paald<br />
worden tot welke familie een koudemiddel <strong>be</strong>hoort. En dan nog is het niet altijd zeker.<br />
Door eigenaardige nevenverschijnselen (toename van druk en volume) bij sommige<br />
koudemiddelen is het gevaarlijk verschillende on<strong>be</strong>kende koudemiddelen te mengen, ook al<br />
zijn het mengsels die ongeveer bij dezelfde druk werken.<br />
83
84<br />
12 Vullen van een koudemiddelcylinder<br />
Het is bij koudemiddelcylinders noodzakelijk eerst de aanwezigheid van stoffen vast te<br />
stellen die een deel van het volume innemen (bv. olie). Daartoe moet de “lege” cylinder<br />
gewogen worden en vergeleken worden met de aangegeven tarra op de cylinder. Vervolgens<br />
dient het volume van de cylinder nauwkeurig worden vastgesteld.<br />
De cylinder nooit méér vullen dan voor 75 % van het veronderstelde volume. Vloeibaar<br />
koudemiddel kan enorm uitzetten. Eens de cylinder volledig gevuld is, loopt de druk op<br />
zoals bij uitzettende vloeistof (en niet zoals bij een samengeperst gas) en is de barstdruk<br />
zeer snel <strong>be</strong>reikt.<br />
13 Uitvoeren van een olietest, nemen van een oliestaal<br />
a Aansluiten van de manometers op de compressor<br />
b In pumpdown brengen van de installatie tot 0,2 bar onder omgevingsdruk ; het carter<br />
staat nu in onderdruk<br />
c Afsluiten van de ld en hd servicekranen<br />
d Losmaken van de cartertoegangsstop en met een pipet een oliestaal nemen<br />
e Terug aanbrengen van de carterstop<br />
f Vacumeren van het carter via de servicekranen<br />
g Terug openen van de kranen en de manifold wegnemen (zie aansluiting manifold).<br />
14 Vervangen van een vloeistoffilter en/of kijkglas<br />
a Aansluiten van de manometers op het ld gedeelte zodanig dat de ld sectie van de<br />
manifold kan worden vacuümgezogen (het eveneens aansluiten van de hd manometer<br />
kan zinvol zijn om bij de pumpdown (zie punt c) tijdig een vol vloeistofvat op te merken<br />
indien dit te klein gedimensioneerd werd)<br />
b Sluiten van de kraan tussen het vat en de combinatie filter/kijkglas<br />
c In pumpdown brengen van de installatie (de installatie valt uit op ld pressostaat) en<br />
doorgaan (bv door de pressostaat te overbruggen of door het gebruik van de afpompunit)<br />
tot de druk opeenvolgend overeenkomt met vacuum (kleiner wordt dan atmosfeerdruk)<br />
tot 0,2 bar onder de atmosfeerdruk. Alle koelmiddel in het ld gedeelte, de verdamper, de<br />
vloeistofleiding en de filter kijkglascombinatie zit nu in het vloeistofvat.<br />
d Sluiten van de ld servicekraan op de compressor<br />
e Uitvoeren van de nodige vervangingen<br />
f Vacuüm zuigen van het ld gedeelte<br />
g Openen van de kranen en de manometer afkoppelen.<br />
15 Vervangen van een condensor of van een onderdeel aan de hd zijde van de kring<br />
Bij het vervangen van een condensor moet de condensor ingeblokt en met een afpompunit<br />
leeggemaakt worden. Dit kan alleen als er een afsluiter staat aan de ingang van het<br />
vloeistofvat. Bij vele installaties is dit niet het geval en moet, in dergelijke gevallen, het
koudemiddel uit de ganse installatie, inclusief de condensor, volledig worden verwijderd.<br />
Dit is één van de gevolgen van de service-onvriendelijkheid van de installatie.<br />
16 Vervangen van een verdamper of van een onderdeel aan de ld zijde van de kring<br />
Bij het vervangen van een onderdeel aan de ld zijde van de installatie volstaat het dit deel<br />
koudemiddelvrij te maken (zie procedure hierboven). Dit is mogelijk bij de grote<br />
meerderheid van de installaties, <strong>be</strong>halve bij installaties met capillair en bij hermetische<br />
installaties. In deze gevallen moet de installatie worden leeggemaakt met <strong>be</strong>hulp van een<br />
afpompunit.<br />
17 Aanbrengen van een wijziging aan een installatie<br />
Bij het aanbrengen van wijzigingen aan een installatie wordt hardgesoldeerd op leidingen<br />
die op dat ogenblik reeds in dienst zijn geweest. Dit wil zeggen dat zij <strong>be</strong>dekt zijn met een<br />
oliefilm die koudemiddel heeft opgenomen. Bij het hardsolderen wordt dit deel van de<br />
leiding, ondanks de stikstofstroom, roodgloeiend gestookt. Er ontstaat bijgevolg op elke<br />
soldeerplaats verbrande olie en andere ontbindingsproducten die de installatie op termijn<br />
kunnen <strong>be</strong>schadigen.<br />
Als voorzorg kunnen de installaties bij alle ingrepen ook voorzien worden van overmaatse<br />
vloeistof filter/drogers (voor een <strong>be</strong>paalde afmeting van leiding <strong>be</strong>staan drie maten van<br />
filters: één of twee maten groter dan die oorspronkelijk op de installatie stonden) van het<br />
type dat ook zuren absor<strong>be</strong>ert, en kunnen aan de zuigzijde van de compressoren zuigfilters<br />
worden voorzien.<br />
Tenslotte wordt aan<strong>be</strong>volen om na enkele weken <strong>be</strong>drijf, de olie te vervangen. Verder is het<br />
ook aangewezen om de kleur van de olie na te zien en om eventueel een zuurtest uit te<br />
voeren tijdens het volgende onderhoud.<br />
Bij de ombouw van installaties zal in principe steeds worden overwogen of het verantwoord<br />
is het risico te nemen op een mogelijk defect door recuperatie van de leidingen.<br />
18 Vervangen van pressostaten<br />
Normaal horen pressostaten op de daartoe voorziene plaatsen van de compressor te worden<br />
aangesloten, en is het eenvoudig ze te vervangen door de compressor in te blokken nadat de<br />
body is leeggezogen. Indien pressostaten op serviceventielen zijn aangesloten, is de<br />
vervanging nog eenvoudiger. Maar er werden ook al pressostaten vastgesteld die, zonder<br />
enig middel om ze zonder koudemiddelverlies af te kunnen koppelen, aangeloten waren. Dit<br />
is een zware uitvoeringsfout, die dient hersteld te worden van zodra de mogelijkheid zich<br />
voordoet.<br />
19 Vacumeren en vacuüm breken<br />
85
86<br />
Na volledige montage moet een koelinstallatie onderworpen worden aan druktesten, en<br />
indien deze testen succesvol zijn uitgevoerd, moet de installatie worden gevacumeerd. Bij<br />
het vacumeren wordt ook een vacuümtest uitgevoerd. Deze test <strong>be</strong>staat erin de installatie<br />
onder vacuüm te brengen en voor een <strong>be</strong>paalde tijd onder vacuüm te houden. Er dient<br />
vervolgens nagegaan te worden of dit vacuüm blijft, of met de tijd degradeert. De<br />
vacuümtest is gevoeliger voor lekken dan de druktest.<br />
De vacuümtest dient te gaan tot een vacuüm dat toelaat dat alle water in de kring verdampt<br />
bij de omgevingstemperatuur van de installatie, <strong>be</strong>trokken op haar koudste punt, en dat alle<br />
ijs sublimeert.<br />
In Nederland eist het STEK 270 Pa, dit kan even goed 300 of 250 Pa zijn, maar hoe lager de<br />
druk, hoe moeilijker het vacuüm te <strong>be</strong>reiken is. Elk miniem lek, ook in de vacuümpomp,<br />
speelt nu een rol.<br />
De vacumeersnelheid neemt daarenboven sterk af met de dichtheid van de gassen, die bij<br />
dergelijke drukken meer dan duizend keer ijler zijn dan bij een werkende installatie.<br />
In principe is de installatie (<strong>be</strong>halve het carter van de compressor) olievrij. Indien dit niet<br />
het geval is, dan is het <strong>be</strong>kend dat een kleine waterdruppel onder een oliefilm niet verdampt<br />
in het vacuüm. Er blijft vocht in de installatie, dat eventueel gedeeltelijk of volledig kan<br />
worden verwijderd door de verdachte plaatsen kunstmatig op te warmen. Het<br />
achterge<strong>be</strong>leven vocht komt terug vrij bij het in<strong>be</strong>drijf stellen van de installatie en de<br />
migratie van de olie.<br />
Dit vacuüm is niet af te lezen met een wijzermanometer of met een kwikzuilmanometer.<br />
Alleen een elektronische vacuümmeter die bijvoor<strong>be</strong>eld werkt op de warmteverliezen van<br />
een ntc of ptc weerstand, is gevoelig genoeg om dergelijk vacuüm aan te duiden.<br />
Na de vacuümtest wordt het vacuüm gebroken met koudemiddel, tot ca. 0.2 bar overdruk<br />
(doel: de stikstof uit de installatie verwijderen en alleen gas, geen vloeistof, in het<br />
koelsysteem laten ; bij omgevingstemperaturen van –40°C zouden andere regels gelden !),<br />
en wordt er een nieuwe vacumering uitgevoerd. Vervolgens wordt de installatie gevuld met<br />
koudemiddel.<br />
20 Ontluchten van een installatie<br />
Bij een gebrekkig vacumeren blijven in de installatie niet-condenserende gassen, lucht of<br />
stikstof achter. Deze zorgen voor een stijging van de condensatiedruk, en vooral van de<br />
condensatietemperatuur, voor een fel verhoogd energiegebruik en voor een aantal<br />
ongewenste chemische reacties die de koelinstallatie, het koudemiddel en de olie mettertijd<br />
schade zullen toebrengen. Tussenkomsten zullen noodzakelijk zijn. Vandaar dat deze<br />
gassen door het ontluchten van de installatie moeten verwijderd worden<br />
De niet-condenserende gassen hopen zich bij een stilstaande installatie op op het hoogste<br />
punt van de hogedrukzijde; meestal in de condensor of het vloeistofvat. Wanneer de<br />
stilstaande installatie tot rust wordt gebracht (ca. 10 minuten stilstand), kunnen deze gassen<br />
worden verwijderd door via een restrictie en een (hopelijk) aanwezige kraan op een hoog<br />
punt, eerst het niet-condenserend gas uit de kring te laten ontsnappen, en, zodra wordt
veronderstelt dat er ook een deel koudemiddel <strong>be</strong>gint mee te komen, via de afpompunit.<br />
Deze afpompunit moet echter wel voorzieningen heb<strong>be</strong>n voor niet-condenserende gassen.<br />
Is er een gaszijdige toegang tot het vat, dan kan de installatie worden afgekoeld (dit laat toe<br />
het merendeel van het koudemiddel te condenseren) en en kan vervolgens met de<br />
afpompunit, als die voorzien is voor niet condenseerbare gasen, een deel koudemiddeldamp<br />
uit het vat worden afgezogen. Deze damp zal dan een mengsel van koudemiddel en niet<br />
condenseerbare gassen <strong>be</strong>vatten.<br />
Zijn tenslotte <strong>be</strong>ide operaties niet mogelijk, dan blijft er niets anders over dan de installatie<br />
leeg te maken, en te her<strong>be</strong>ginnen.<br />
Door de hd zijde fel te purgeren ontsnapt een ontoelaatbare hoeveelheid koudemiddel wat<br />
onaanvaardbaar is.<br />
2.4 Keuze van het koudemiddel en gevolgen op het energieverbruik<br />
Het toegepaste koudemiddel <strong>be</strong>ïnvloedt op <strong>be</strong>langrijke wijze het energieverbruik van de<br />
installatie. Hieronder werden enkele installaties, bij hetzelfde werkpunt, maar werkend met<br />
verschillende fluida vergeleken. In alle gevallen ging het om DX installaties, waarbij er<br />
werd van uitgegaan dat de installatie voor het toegepaste koudemiddel was geoptimaliseerd.<br />
De verschillen zijn dan nog uitsluitend aan het koudemiddel zelf te wijten.<br />
Voor volgende werkpunten:<br />
Verdampingstemperatuur -10 °C<br />
Oververhitting zuiggassen aan de compressor 8 K<br />
Condensatietemperatuur 40 °C<br />
Onderkoeling van de vloeistof aan het expansieventiel 6 K<br />
Drukval in de condensor 0,1 bar<br />
Drukval in de verdamper (inclusief verdeling) 0,5 bar<br />
Drukval in de persleiding 0,1 bar<br />
Drukval in de vloeistofleiding 0,01 bar<br />
Drukval in de zuigleiding 0,1 bar<br />
Isentroop rendement 0,7<br />
Volumetrisch rendement 0,85<br />
presteren de verschillende koudemiddelen (per kg koudemiddel) als volgt:<br />
(bron: Coolconsult):<br />
koudemiddel Qo Qc W Qo/W Qc/Pc W (%)<br />
R12 120,1 160,7 40,7 2,95 4,6 99,7<br />
R134a 151,6 203,7 52,2 2,91 5,4 101,4<br />
R404a 117,4 161,3 43,9 2,68 4,3 110,1<br />
R407c 170,5 230,1 59,6 2,86 5,0 103,0<br />
R22 165,6 222,1 56,6 2,93 4,5 100,6<br />
R502 107,7 146,3 38,6 2,79 4,2 105,6<br />
87
88<br />
koudemiddel Qo Qc W Qo/W Qc/Pc W (%)<br />
R507 122,4 166,3 43,9 2,79 4,3 105,6<br />
R290 288,8 388,1 99,3 2,91 4,1 propaan 101,3<br />
R1270 294,6 396,3 101,7 2,90 4,0 propeen 101,7<br />
NH3 1112,4 1490,2 377,7 2,95 5,6 NH3 100<br />
R744 176,0 240,3 64,3 2,74 2,7 CO2 99,7<br />
Qo en Qc in kJ/kg<br />
Qo stelt het vermogen voor dat de koelinstallatie aan de te koelen objecten onttrekt,<br />
W stelt het opgenomen vermogen voor dat de koelmachine nodig heeft om te werken,<br />
Qc is dan de warmte die de koelmachine afvoert aan de condensor.<br />
W van het Tewi is uitgedrukt in % tegenover referentie NH3 = 100 %<br />
Bij werkelijke installaties liggen de verschillen verder uit elkaar. De verschillen zijn<br />
hoofdzakelijk te wijten aan verschillen in warmteoverdracht, viscositeit, soortelijke warmte,<br />
etc. Zo worden voor een vergelijking tussen R134a en NH3 volgende meetwaarden<br />
vastgesteld voor een vloeistofkoeler met schroefcompressor (bron Euramon).<br />
Opgenomen elektrisch vermogen (100% = ammoniak, natte koeler en watercondensor)<br />
Verdampertype Natte verdamper Droge verdamper<br />
Condensorkoeling door water lucht water lucht<br />
R717 (NH3) 100 135 110 149<br />
R134a 118 159 132 179<br />
verhouding NH3-R134a 0,85 0,85 0,83 0,83<br />
COP<br />
Verdampertype Natte verdamper Droge verdamper<br />
Condensorkoeling door water lucht water lucht<br />
R717 (NH3) 100 74 90 67<br />
R134a 85 63 76 56<br />
verhouding NH3-R134a 1,18 1,17 1,18 1,20<br />
Daar waar de verhouding tussen R717 en R134a in de koudemiddelta<strong>be</strong>l 1,01 was.<br />
De zeer geringe viscositeit van ammoniak, zijn zeer grote verdampingswarmte tegenover<br />
die van R134a, en de goede warmtegeleiding spelen een bijkomende rol in het voordeel van<br />
ammoniak.<br />
Dit alles maakt dat uiteindelijk de energetische resultaten van een ammoniak installatie<br />
<strong>be</strong>ter zijn dan de ta<strong>be</strong>l hierboven weergeeft.<br />
Ook CO2 is een uitstekend koudemiddel, doch het moet vergeleken worden in andere<br />
werkingscondities. Het kritisch punt ligt namelijk slechts op 32°C, en in de buurt van het<br />
kritisch punt presteren koudemiddelen zeer zwak.
2.5 Het concept TEWI<br />
Het concept TEWI poogt in één cijfer, de totale equivalente geproduceerde CO2 die<br />
overeenkomt met het realiseren van de installatie, haar koudemiddelverbruik, haar<br />
energieverbruik en onderhoud, en de afbouw van de installatie inclusief de vernietiging van<br />
het niet herbruikbare koudemiddel weer te geven.<br />
Een installatie die werkt in hierboven genoemde omstandigheden heeft een TEWI, een<br />
totale<br />
equivalente broeikaseffect impact. Deze zal afhangen van een aantal parameters.<br />
Hij wordt (voor een koelmachine) internationaal gedefinieerd volgens de regel:<br />
TEWI = [gref x n + (1 - grec)] x M r x GWP + Ea x n x Up + C x Ms<br />
gref: hervullingsquota per jaar<br />
grec: hergebruik na buiten dienst stellen zonder tot CO2 uitstoot te leiden<br />
(hergebruiken)<br />
GWP: GWP waarde van het gebruikte koudemiddel<br />
Up: Conversiefactor kg CO2/kW voor de gebruikte mix voor de productie van<br />
elektriciteit<br />
C: Conversiefactor in kg CO2 voor productie, levering en plaatsing van de<br />
koeleenheid<br />
n: levensduur in jaren<br />
Mr: vulling van koudemiddel in kg<br />
Ea: Jaarlijkse energieconsumptie<br />
Ms: massa van het koelsysteem.<br />
(bron : Euramon)<br />
Voor een koelinstallatie met het in paragraaf 2.4 genoemde werkpunt kan het TEWI<br />
<strong>be</strong>rekend worden:<br />
Voor het buitendienstellen van de installatie nemen we aan dat grec = 0,25<br />
Hier zou dus 25% van het koudemiddel kunnen gerecycleerd worden, waarbij we aannemen<br />
dat deze hoeveelheid koudemiddel geen CO2 uitstoot veroorzaakt.<br />
We nemen verder aan dat de massa van een koelinstallatie per kW capaciteit 5 kg is. Het<br />
gaat hier om de massa staal, koper,… waaruit de installatie is opgebouwd.<br />
We nemen aan dat de installatie een DX installatie is of vergelijkbaar, en dat de vulling aan<br />
koudemiddel (zoals gemiddeld voor DX installaties) 250 gram koudemiddel <strong>be</strong>draagt per kg<br />
koelcapaciteit.<br />
We nemen aan dat het jaarlijks verlies aan koudemiddel (% lekken /100) is gref = 0,05<br />
We nemen voor Up in 473 gram CO2/kWh, rekening houdend met 50 % kernenergie.<br />
Deze factor kan variëren van 0 (100 % zuivere energie, bv hydro, wind + hydro,..) tot het<br />
dub<strong>be</strong>le als bv alle elektriciteit met steenkool zou worden opgewekt.<br />
C wordt ingeschat voor zware compacte toestellen als: 2600+520 x n in gram /kW capaciteit<br />
(bron : Euramon)<br />
De GWP waarden voor de <strong>be</strong>rekeningen werden afgeleid uit Glenn C. Hourahan, Air<br />
Conditioning and Refrigeration Institute Arlington.<br />
89
90<br />
Koudemiddel kg CO2 equivalent per kg<br />
koudemiddel<br />
R12 10600<br />
R134a 1600<br />
R404a 4540<br />
R407c 1960<br />
R22 1900<br />
R502 6200<br />
R507 4600<br />
R290 0<br />
R1270 0<br />
NH3 0,5<br />
R744 1<br />
Voor<strong>be</strong>eld :<br />
Voor deze <strong>be</strong>rekening gekozen koudemiddel R134a<br />
Koelcapaciteit van de installatie 10 kW<br />
Bedrijfsduur in uren per jaar 2.500 (commerciële koeling)<br />
geschatte levensduur 40.000 uren<br />
of in jaren met de geschatte <strong>be</strong>drijfsduur per jaar 16 jaar<br />
Ingeschatte energieconsumptie over levensloop 137 457 kWh<br />
Voor zulk een installatie kan het TEWI <strong>be</strong>naderend ingeschat worden per kW<br />
koelvermogen. De <strong>be</strong>rekening is in gram equivalente CO2 uitstoot.<br />
Deze <strong>be</strong>staat uit 3 luiken :<br />
1. De equivalente uitstoot voor het verloren gegane koudemiddel<br />
2. De uitstoot van de elektrische centrales nodig om de elektriciteit om de machine te<br />
doen werken op te wekken. Deze centrales werken met een mix, die verschilt van<br />
land tot land.<br />
3. De uitstoot die ge<strong>be</strong>urd is om de machine te bouwen, te vervoeren, te installeren, en<br />
te onderhouden: curatief en eventueel preventief, kortom voor de realisatie van het<br />
koelsysteem.<br />
TEWI = equivalente CO2 uitstoot door :<br />
koudemiddel + energie + energie nodig Totaal<br />
verbruik verbruik voor realisatie<br />
Gram CO2 6.200.000 65.017.182 546.000<br />
Ton CO2 6,2 65,0 0,5 71,8<br />
Voor de installatie uit het voor<strong>be</strong>eld geldt dus :<br />
TEWI (in gr CO2) = 656.917.821 gram<br />
in ton CO2 656,9 ton<br />
Diezelfde installatie in Zweden (elektriciteitsproductie op bsis van waterkracht en nucleair)<br />
zou resulteren in:
koudemiddel + energie + energie nodig Totaal<br />
verbruik verbruik voor realisatie<br />
Gram CO2 6.200.000 0 546.000<br />
Ton CO2 6,2 0 0,5 6,2<br />
Waarbij we er van uitgaan dat de machine niet in Zweden is gemaakt.<br />
Nauwkeurigheid van de inschatting en commentaar:<br />
De GWP is bij deze auteur voor sommige koudemiddelen iets hoger dan bij enkele<br />
andere auteurs.<br />
In theorie, zoals de formule is opgebouwd, moet in het GWP ook rekening gehouden<br />
zijn met de energie nodig om de koudemiddelen te maken. Wij vermoeden dat dit<br />
niet het geval is.<br />
Een lekpercentage van 5 % is vrij optimistisch en wordt vandaag in de logboeken<br />
niet teruggevonden, de lekverliezen van de door Coolconsult onderzochte installaties<br />
varieerden van 10% tot meer dan 100 % per jaar.<br />
De koudemiddelinhoud van installaties varieert van nu 80 gram per kW tot meer dan<br />
5 kg/kW. Daarbij is 80 g/kW eerder zelden, 5 kg/kW is bij pompsystemen klassiek.<br />
De energie nodig om een koelinstallatie te bouwen, te transporteren,… is een waarde<br />
die zeer moeilijk te verifiëren valt, en vermoedelijk variëert tussen 1/3 van deze<br />
waarde en meer dan 4 x deze waarde. Dit komt onder andere door de grote<br />
verschillen. Een klima-installatie heeft een capaciteit die voor het zelfde gewicht<br />
meer dan dub<strong>be</strong>l zo groot is als die van een diepvriesinstallatie.<br />
Zoals reeds hoger vermeld zijn de eigenschappen zoals in het log p/h diagram<br />
voorgesteld niet de enige stofwaarden die <strong>be</strong>palend zijn voor de uiteindelijke COP.<br />
Deze kan daarvan afwijken tussen 50 % en 150 % van de uitsluitend op het diagram<br />
<strong>be</strong>paalde waarden. In het algemeen zijn echter de karakteristieken van<br />
koudemiddelen die geen chloor en fluor <strong>be</strong>vatten gunstiger dan deze die deze<br />
elementen wel <strong>be</strong>vatten.<br />
De zuiver energetische analyse geeft geen goed <strong>be</strong>eld van de economische factoren.<br />
Zo weegt energetisch de installatie zeer licht, economisch zal de investering anders<br />
wegen dan bv het energieverbruik van de installatie. Zo verhoudt zich de<br />
opgenomen energie voor fabricage etc tegenover de opgenomen energie gedurende<br />
de levensduur als: 0,84 % in CO2, wat verwaarloosbaar lijkt (energie nodig om de<br />
machine te bouwen .../ totaal energieverbruik gedurende de levensduur). Daar waar<br />
de investering in de aankoop tegenover de energieprijs zich verhouden als: 54,6 % in<br />
€ wat zeker niet verwaarloosbaar is (aanschafprijs van de totale installatie / totaal<br />
energieverbruik gedurende de levensduur). Men houdt geen rekening met<br />
randvoorwaarden : het personeel brengt weliswaar geen CO2 in, in het kader van de<br />
bouw, maar vormt geen verwaarloosde factor. Wij vermoeden dat de<br />
investeringskost en de energiekost <strong>be</strong>tere maatstaven zijn. Zelfs de koudemiddelkost<br />
is een <strong>be</strong>tere economische maatstaf in het <strong>be</strong>oordelen van de geschiktheid van een<br />
koelsysteem. Tenslotte speelt uiteraard ook de onderhoudskost een rol.<br />
In de formule werd geen rekening gehouden met de vermeden uitstoot door het<br />
toepassen van warmterecuperatie. Deze invloed valt echter slechts in een case studie<br />
in te schatten.<br />
De vergelijking met Zweden gaat duidelijk mank. Ook het opeisen van elektrische<br />
energie voor het doen werken van een koelinstallatie brengt globale implicaties. Het<br />
91
92<br />
niet uitvoeren van groene stroom door één land, brengt een meerproductie mee in de<br />
buurlanden.<br />
Het rekenmodel, gebaseerd op de formule, biedt echter ook enkele zekerheden:<br />
Zuiver energetisch gezien is de impact van de vervanging van een koelinstallatie de<br />
minst zwaar wegende factor in de totale CO2 uitstoot over het leven van de<br />
koelinstallatie.<br />
Het energieverbruik van een koelinstallatie weegt ca 10 x of meer zwaarder dan de<br />
aard van het koudemiddel op het CO2 equivalent van de uitstoot van een<br />
koelinstallatie.<br />
Het rechtstreeks broeikaseffect van de koudemiddelen is aanzienlijk kleiner dan de<br />
uitstoot van CO2 op het niveau van de elektrische centrales nodig om deze te laten<br />
werken. Dit argument speelt zeker in het nadeel van die landen die niet <strong>be</strong>schikken<br />
over nucleair, waterkracht of vandaag ook windenergie in voldoende mate.<br />
2.6 Handelingen en metingen aan koelinstallaties<br />
2.6.1 Inleiding<br />
De testen en metingen aan koelinstallaties werden uitgevoerd met de welwillende<br />
medewerking van Dalkia UZA en van Johnson Controls (JCI), waarvoor zowel de<br />
opdrachtnemers als de opdrachtgever hun erkentelijkheid <strong>be</strong>tuigen.<br />
De handelingen aan koelinstallaties, die in de praktijk frequent worden uitgevoerd door<br />
diverse koeltechniekers, werden in eerste instantie uitgevoerd ter verificatie, <strong>be</strong>vestiging of<br />
heroriëntatie van de resultaten van het literatuuronderzoek en de <strong>be</strong>schrijving van de<br />
<strong>be</strong>staande toestand (hoofdstuk 1).<br />
De uitvoering van de testen, waarbij wordt nagegaan in welke mate koeltechniekers<br />
koudemiddel laten lekken tijdens hun handelingen, moet leiden tot een grondige analyse van<br />
lekkage-oorzaken uit koelinstallaties. Mede op basis van deze resultaten moeten onder<br />
meer mogelijke emissiereducerende maatregelen worden voorgesteld om aan de <strong>be</strong>staande<br />
wetgeving (Vlarem) te voldoen.<br />
Grondige lekdichtheidscontroles aan koelinstallaties kunnen ofwel heel complex zijn<br />
(bijvoor<strong>be</strong>eld wanneer installaties moeten afgeschermd worden en gaschromatografische<br />
metingen uitgevoerd worden) of kunnen op een vrij eenvoudige wijze via ultrasoon of<br />
iondetectie metingen aan verschillende onderdelen van installaties worden uitgevoerd. De<br />
vermelde complexe metingen worden vaak niet uitgevoerd, precies omwille van hun<br />
complexiteit en de hieraan gerelateerde hoge kostprijs.<br />
De eenvoudige ultrasoon- en iondetectiemetingen kunnen slechts een idee geven van kleine<br />
lekverliezen tijdens de werking van een installatie, maar geven geen idee van het totaal aan<br />
factoren die lekken kunnen veroorzaken.<br />
De testen en metingen aan koelinstallaties werden uitgevoerd met als doel meer<br />
duidelijkheid te scheppen over de kwaliteit van de handelingen door koeltechnici. De
hoeveelheden koudemiddel die ten gevolge van foutieve handelingen geëmitteerd worden,<br />
vormen hiervoor een goede indicatie. Anderzijds geven de resultaten ook de mogelijkheid<br />
om technieken en materialen te vergelijken.<br />
Tenslotte gaven deze testen aan de <strong>be</strong>trokken koeltechnische <strong>be</strong>drijven en instanties de<br />
gelegenheid om de competentie van hun koeltechniekers te evalueren.<br />
Voor de testen werd een 35-tal koeltechniekers gevraagd om volgende koeltechnische<br />
handelingen uit te voeren:<br />
het koppelen van een klein koeltechnisch proefstuk met <strong>be</strong>hulp van flareverbindingen;<br />
het koppelen van een identiek klein koeltechnisch proefstuk met <strong>be</strong>hulp van lassen;<br />
het aansluiten van meettoestellen (het foutief aansluiten van de meettoestellen kan een<br />
verlies van soms wel 100 gram koudemiddel veroorzaken, dit is meer dan de inhoud<br />
van een huishoudkoelkast);<br />
het vullen en vacuüm trekken van de installatie met koudemiddel zoals nodig bij het<br />
vervangen of het onderhoud van <strong>be</strong>paalde onderdelen (het al dan niet volledig vacuüm<br />
trekken van de installatie hangt af van het concept van de installatie en het aantal<br />
afsluiters dat voorzien werd, foute concepten hierbij zorgen ervoor dat de installaties<br />
niet volledig kunnen worden leeggemaakt zonder grote verliezen, dus het vervangen<br />
van een onderdeel impliceert een <strong>be</strong>langrijk koudemiddelverlies).<br />
Deze twee laatste handelingen werden verwerkt in één proef waarbij de koelinstallatie eerst<br />
werd gevuld, vervolgens kort werd opgestart en nadien werd leeggezogen en gevacumeerd.<br />
De koeltechniekers waarop voor deze metingen <strong>be</strong>roep werd gedaan, werden ingedeeld in<br />
twee groepen. Een eerste groep <strong>be</strong>stond uit ervaren, opgeleide en erkende (STEK of<br />
equivalent) koeltechniekers. Een tweede groep <strong>be</strong>stond uit minder ervaren, niet STEK of<br />
equivalent opgeleide koeltechniekers.<br />
Van zowel het proefstuk met flareverbindingen als het gelaste proefstuk van elke<br />
koeltechnieker werden het aantal kleine, middelmatige en grote lekken geteld. De<br />
koeltechnieker kreeg de gelegenheid om, na het maken van het proefstuk, zijn fouten te<br />
corrigeren indien hierom werd gevraagd.<br />
Zo werd ook bij elke koeltechnieker vóór het vullen en na het vacuüm trekken van de<br />
installatie, de hoeveelheid koudemiddel in de cylinder gewogen door middel van<br />
nauwkeurige weegschalen (op 10 gram nauwkeurig). Hierdoor wordt een idee verkregen<br />
van de hoeveelheid gelekt koudemiddel tijdens deze handelingen.<br />
De metingen werden via statistische weg uitgemiddeld. Voor elke handeling werd het<br />
resultaat <strong>be</strong>naderd door een verdelingscurve. Deze curve geeft een idee van de gemiddelde<br />
efficiëntie van de ganse populatie koeltechniekers in België.<br />
2.6.2 Beschrijving van de testen<br />
Voor de uitvoering van de testen maakte elke koeltechnieker gebruik van zijn eigen<br />
apparatuur (manometers, pompunit, buizensnijder,…) waarmee hij ook in de praktijk werkt.<br />
Niet alle koeltechniekers <strong>be</strong>schikken over dezelfde apparatuur. Zo was het aantal<br />
93
94<br />
koeltechniekers met manometers voorzien van kranen aan het uiteinde van de darmen eerder<br />
uitzondering dan regel.<br />
Testen met flareverbindingen<br />
De flareverbinding wordt gedefinieerd als “een klemverbinding, waarbij het trompetvormig<br />
uiteinde van een leiding de afdichting vormt tussen de conische vlakken van de<br />
leidingverbinding 8 ”.<br />
Figuur 10: Maken van trompetvormig uiteinde aan een leiding bij flareverbinding<br />
Figuur 11: Trompetvormig uiteinde van een leiding bij flareverbinding<br />
8 Regeling lekdichtheidsvoorschriften koelinstallaties 1994, Leergang CFK-monteur, STEK, mei 1995
Figuur 12: Aandraaien van de flareverbinding<br />
Aan de koeltechniekers werd gevraagd een klein koeltechnisch proefstuk te vervaardigen en<br />
voor de verbindingen gebruik te maken van flareverbindingen. Het te maken proefstuk had<br />
volgende vorm:<br />
Figuur 13: Proefstuk met flareverbindingen<br />
95
96<br />
6a<br />
5b<br />
6b 1c<br />
5a<br />
1a 1b<br />
4b<br />
Figuur 14: Aantal en <strong>be</strong>naming flareverbindingen<br />
Aan één zijde van het proefstuk werd een schraederventiel verbonden zodat het afgewerkte<br />
proefstuk achteraf onder stikstofdruk kon gezet worden (ca. 10 bar). Wanneer dit proefstuk<br />
onder druk onder water werd gedompeld, werden de eventuele lekken meteen zichtbaar.<br />
Er werden drie soorten lekken onderscheiden:<br />
- grote lekken: frequentie gelekte stikstof<strong>be</strong>llen > 1 per seconde;<br />
- middelmatige lekken: 1 per seconde > frequentie gelekte stikstof<strong>be</strong>llen > 1 per 30<br />
seconden;<br />
- kleine lekken: 1 per minuut > frequentie gelekte stikstof<strong>be</strong>llen.<br />
Figuur 15: Testen van de flareverbindingen onder stikstofdruk in water (groot lek aan flare<br />
rechts)<br />
4a<br />
7<br />
2a<br />
3b<br />
2b<br />
3a
De opdracht werd zodanig geformuleerd dat de koeltechniekers zelf enige vrijheid van<br />
handelen hadden. Het gebruik van pasta om op de draad van de flareverbinding te smeren,<br />
werd noch aan<strong>be</strong>volen, noch gesuggereerd zodat dit enkel ge<strong>be</strong>urde op initiatief van de<br />
koeltechnieker zelf. Niet alle koeltechniekers gebruiken deze pasta. Zodoende wordt een<br />
getrouw <strong>be</strong>eld van de praktijksituatie verkregen waarin de koeltechnieker ook de nodige<br />
initiatieven dient te nemen.<br />
Enkele koeltechniekers <strong>be</strong>weerden altijd zelf de leiding aan een lektest te onderwerpen,<br />
zoals voorzien volgens de code van goede praktijk, alvorens deze op een koelmachine te<br />
installeren. Dit hield natuurlijk in dat de leidingen waarbij lekken optraden, werden<br />
hermaakt of hersteld. Overeenkomstig de gang van zaken in de praktijk, werd aan de<br />
koeltechniekers die hierom vroegen, de kans gegeven hun werkstuk te herstellen of te<br />
hermaken. Dit geeft echter geen garantie op herstel van alle lekken. Om deze reden wordt in<br />
de statistische analyse naast de eerste pogingen ook rekening gehouden met de tweede<br />
pogingen.<br />
Testen met gebraseerde verbindingen<br />
De gebraseerde verbindingen werden aangebracht volgens het principe van stikstoflassen.<br />
Dit houdt in dat de verschillende stukken leiding onder hoge temperatuur aan elkaar worden<br />
gebraseerd terwijl het proefstuk met stikstof wordt doorspoeld.<br />
Figuur 16: Stikstoflassen<br />
Aan de koeltechniekers werd gevraagd om op die manier een klein koeltechnisch proefstuk<br />
te vervaardigen voorzien van een 10-tal gebraseerde verbindingen. Het te maken proefstuk<br />
had volgende vorm:<br />
97
98<br />
Figuur 17: Proefstuk met gebraseerde verbindingen<br />
Net zoals bij de flareverbindingen werd ook hier aan één zijde van het proefstuk een<br />
schraederventiel verbonden. Hierdoor kon het afgewerkte proefstuk om de drie soorten<br />
lekken te onderscheiden achteraf onder stikstofdruk worden gezet (ca. 10 bar), analoog aan<br />
de vorige proef.<br />
De opdracht werd ook hier gegeven zodanig dat de koeltechniekers zelf enige vrijheid van<br />
handelen werd gelaten. De gebraseerde verbindingen werden achteraf opengesneden zodat<br />
de koeltechnieker een <strong>be</strong>eld kreeg van de kwaliteit van zijn eigen lasverbinding. Speciale<br />
aandacht werd <strong>be</strong>steed aan het doorlassen (goede overlapping van <strong>be</strong>ide delen leiding over<br />
de ganse omtrek), en aan het doorstromen (goed glad zijn van de binnenzijde van de buis).<br />
Dit laatste hangt samen met de hoeveelheid stikstof die gebruikt werd bij het lassen.<br />
Vullen en vacuüm trekken van de koelinstallatie<br />
Voor het vullen en vacuüm trekken werd gebruik gemaakt van drie installaties.<br />
De eerste installatie was onder meer voorzien van een DWM Copeland compressor (type<br />
DKJP_10X_EWL, een luchtcondensor met 1 ventilator op het groepje en een Frigabohn<br />
luchtverdamper (type MRE 270) met 4 ventilatoren. De installatie was gevuld met ca. 4 kg<br />
HCFK 22 en een polyolester.
Figuur 18: Eerste koelinstallatie<br />
De tweede en de derde installatie zijn identiek en <strong>be</strong>ide eigendom van Coolconsult. Ze<br />
werden in 2004 samengesteld uit verschillende gerecupereerde onderdelen. Beide<br />
installaties waren gevuld met ca. 2 kg R409a.<br />
Figuur 19: Koelinstallatie Coolconsult<br />
De koeltechnieker diende het vullen en vacuüm trekken van de installatie uit te voeren<br />
zonder duidelijke richtlijnen. De opdracht werd bijgevolg uitgevoerd op basis van de<br />
ervaring van de koeltechnieker. Hierdoor werd een zo getrouw mogelijk <strong>be</strong>eld van de<br />
realiteit verkregen. De tijdsduur voor het vacuümpompen van de installatie varieerde<br />
naargelang de koeltechnieker.<br />
De volgorde ‘vullen, leeglaten en vacumeren’ werd gekozen om zo nauwkeurig mogelijk de<br />
hoeveelheid gelekt koudemiddel bij de handelingen te kunnen wegen. Indien als laatste<br />
handeling het vullen van de installatie gevraagd zou worden, dan zou het uiteindelijke<br />
gewicht van de cylinder afhankelijk zijn van de mate waarin de installatie gevuld werd met<br />
koudemiddel. Bij deze testen heeft de mate waarin de installatie na het vullen (eerste<br />
handeling) opnieuw werd vacuüm gezogen een kleine invloed op de gelekte hoeveelheid,<br />
99
100<br />
maar dat is in de meeste gevallen verwaarloosbaar ten opzichte van de gelekte hoeveelheid<br />
koudemiddel.<br />
2.6.3 Resultaten van de testen<br />
Testen met flareverbindingen 9<br />
Elk proefstuk <strong>be</strong>stond uit 14 flareverbindingen waarvan 13 op lekken getest werden door<br />
onderdompeling in een waterbad (cfr. foto hierboven). De veertiende verbinding (naar<br />
stikstofdarm) <strong>be</strong>vond zich immers boven water. Gespreid over vier dagen legden 28<br />
koeltechniekers de test af zonder gebruik te maken van ringetjes. 9 koeltechniekers deden<br />
dezelfde test, echter met gebruik van een ringetje.<br />
Sommigen namen hun flareverbindingen een tweede keer onder handen om de lekken te<br />
dichten. Maar zelfs een tweede poging bleek geen garantie te bieden voor een lekvrij<br />
proefstuk, zoals verder verduidelijkt wordt.<br />
De resultaten van de testen zonder ringetje worden eerst <strong>be</strong>handeld, vervolgens worden deze<br />
resultaten vergeleken met de testresultaten mét ringetje.<br />
We brengen alle flareverbindingen (eerste en tweede pogingen) in rekening, omdat het in de<br />
praktijk soms ook voorkomt dat koeltechniekers overgaan tot controle van hun leidingen<br />
(eventueel afhankelijk van de tijdsdruk).<br />
Van de 364 flareverbindingen zonder ringetje die getest werden (2 de poging meegerekend)<br />
lekten er 49. Dit <strong>be</strong>tekent dat 13,4 % van de geteste flareverbindingen zonder ringetje<br />
lekken vertoonden wat overeenkomt met een gemiddelde van 1,75 lekkende<br />
flareverbindingen per proefstuk <strong>be</strong>staande uit 13 geteste verbindingsstukken.<br />
Slechts 7 van de 28 proefpersonen slaagden erin al hun flareverbindingen lekvrij te maken.<br />
Twee personen maakten een werkstuk waarvan ongeveer de helft van de flareverbindingen<br />
lekten (6 lekken respectievelijk 7 lekken op 13 verbindingstukken). Bij statistische analyses<br />
wordt deze spreiding weergegeven aan de hand van de gemiddelde afwijking van het<br />
gemiddelde of de standaarddeviatie (ook spreiding genoemd). In dit geval <strong>be</strong>draagt deze<br />
1,90 lekken op 13 verbindingen.<br />
Met <strong>be</strong>hulp van het gemiddelde en de standaardeviatie kunnen de gegevens worden<br />
<strong>be</strong>naderd met een gausscurve of standaard normaalverdeling. Deze ziet er als volgt uit:<br />
9 In bijlage 5 worden de data van de verschillende testen m.b.t. flareverbindingen weergegeven
Genormaliseerd aantal lekkende<br />
flareverbindingen<br />
0,45<br />
0,4<br />
0,35<br />
0,3<br />
0,25<br />
0,2<br />
0,15<br />
0,1<br />
0,05<br />
0<br />
-0,05<br />
Normaalverdeling lekken Flareverbindingen<br />
ZONDER ringetje<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13<br />
Aantal lekken op één proefstuk<br />
101<br />
Genormaliseerde<br />
meetwaarden<br />
Normaalverdeling<br />
Figuur 20: Normaalverdeling van alle lekken zonder gebruik ringetje (1 e en 2 e pogingen)<br />
Meer dan de helft van deze lekken, namelijk 58%, waren grote lekken.
102<br />
58%<br />
Verdeling volgens grootte van de lek<br />
9%<br />
33%<br />
Kleine lekken<br />
Middelmatige lekken<br />
Grote lekken<br />
Figuur 21: Verdeling volgens de grootte van de lekken<br />
Logischerwijze wordt ervan uitgegaan dat minder ervaren koeltechniekers proefstukken<br />
produceren met het grootst aantal lekken (rechts in gausscurve) en dat de proefstukken van<br />
ervaren koeltechniekers gemiddeld weinig lekken <strong>be</strong>vatten. Maar als de resultaten van de<br />
testen met flareverbindingen worden <strong>be</strong>keken, dan blijkt dit niet het geval. Na correctie met<br />
een wegingfactor die in rekening brengt dat er meer ervaren dan minder ervaren<br />
koeltechniekers deelnamen aan de testen, blijkt dat 58% van de lekken aan proefstukken toe<br />
te schrijven zijn aan de ervaren koeltechniekers.
42%<br />
Verdeling lekken volgens ervaring (na<br />
correctie door weging)<br />
58%<br />
Ervaren<br />
Minder ervaren<br />
Figuur 22: Verdeling flarelekken volgens de ervaring van de koeltechnieker<br />
De techniek van het flaren blijkt dus tamelijk ongevoelig aan de ervaring van de<br />
koeltechnieker. Zowel ervaren als minder ervaren koeltechniekers maken lekkende<br />
flareverbindingen. Toch scoren enkele koeltechniekers merkelijk <strong>be</strong>ter dan het gemiddelde.<br />
De oorzaak is een kritische ingesteldheid en een zeer grote zorg bij de uitvoering van het<br />
werk.<br />
Uit het geheel van de testen blijkt echter dat lekkende flares niet (enkel) te wijten zijn aan<br />
een gebrek aan ervaring of aan overhaast of minder nauwkeurig handelen, maar wel aan de<br />
techniek zelf die zodanig gevoelig is aan allerlei factoren en handelingen, dat het lekvrij<br />
houden van flareverbindingen in de praktijk zelfs voor ervaren koeltechniekers niet<br />
gemakkelijk blijkt.<br />
Vijf personen heb<strong>be</strong>n hun flareverbindingen, na het vaststellen van lekken, opnieuw onder<br />
handen genomen in een poging deze lekvrij te maken. Alle vijf slaagden ze erin sommige<br />
van de lekken dicht te krijgen en in de meeste gevallen de lekken minder groot te maken.<br />
Toch slaagde slechts één persoon erin alle lekken te dichten. Bij flareverbindingen is<br />
bijgevolg één stikstoftest en het herstellen van deze verbindingen geen garantie voor het<br />
lekdicht maken van de leidingen. In sommige gevallen ontstaan zelfs lekken op nieuwe<br />
plaatsen doordat aan deze plaatsen gewrongen werd tijdens het herstellen van de<br />
flareverbindingen.<br />
103
104<br />
Het gebruik van pasta garandeert zeker geen lekdichtheid. De technieker met het grootste<br />
aantal lekken in zijn proefstuk (7 lekken) gebruikte bijvoor<strong>be</strong>eld wel pasta.<br />
De resultaten met ringetjes zijn daarentegen opvallend <strong>be</strong>ter. Van de 117 flareverbindingen<br />
met ringetje die getest werden (2 e poging meegerekend) lekten er vier. Dat <strong>be</strong>tekent dat<br />
3,4 % van de geteste flareverbindingen met ringetjes lekken vertoonden wat<br />
overeenkomt met een gemiddelde van 0,44 lekkende flareverbindingen per proefstuk<br />
<strong>be</strong>staande uit 13 geteste verbindingsstukken.<br />
Zes van de negen proefpersonen slaagden erin al hun flareverbindingen lekvrij te maken. Bij<br />
statistische analyses wordt deze spreiding weergegeven aan de hand van de gemiddelde<br />
afwijking van het gemiddelde of de standaarddeviatie (spreiding). In dit geval <strong>be</strong>draagt deze<br />
0,72 lekken op 13 verbindingen.<br />
Met <strong>be</strong>hulp van het gemiddelde en de standaarddeviatie kunnen de gegevens worden<br />
<strong>be</strong>naderd met een gausscurve of standaard normaalverdeling. Deze ziet er als volgt uit:<br />
Genormaliseerd aantal lekkende<br />
flareverbindingen<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0<br />
-0,1<br />
Normaalverdeling lekken Flareverbindingen<br />
MET ringetje<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13<br />
Aantal lekken op één proefstuk<br />
Genormaliseerde<br />
meetwaarden<br />
Normaalverdeling<br />
Figuur 23: Normaalverdeling van alle lekken bij gebruik ringetje (1 e en 2 e poging)
Testen met gebraseerde verbindingen 10<br />
Elk proefstuk <strong>be</strong>stond uit ca. 11 gebraseerde verbindingen waarvan 10 op lekken getest<br />
werden door onderdompeling in een waterbad. Net als bij de flareverbindingen stond de<br />
elfde verbinding (naar de stikstofdarm) boven water en werd bijgevolg niet getest. Op vier<br />
dagen tijd legden 20 koeltechniekers de test af, waarbij één persoon tot twee keer toe gelast<br />
geeft omdat hij een lasverbinding vergeten was.<br />
Van de 200 gebraseerde verbindingen die getest werden, lekten er 4. Dit <strong>be</strong>tekent dat 2,0 %<br />
van de gebraseerde verbindingen lekken vertoonden wat overeen komt met een<br />
gemiddelde van 0,20 lekkende gebraseerde verbindingen per proefstuk <strong>be</strong>staande uit 10<br />
verbindingsstukken.<br />
16 van de 20 proefpersonen slaagden erin al hun gebraseerde verbindingen lekvrij te maken.<br />
De vier andere personen hadden telkens één groot lek, telkens te wijten aan een vergeten<br />
lasverbinding. De standaarddeviatie (of spreiding) <strong>be</strong>draagt in dit geval 0,41 lekken op 10<br />
verbindingen.<br />
Met <strong>be</strong>hulp van het gemiddelde en de standaardeviatie kunnen de gegevens geëvalueerd<br />
worden met een gausscurve of standaard normaalverdeling. Deze curve is wegens het gering<br />
aantal lekken en de kleine standaardeviatie zeer sterk naar links geörienteerd:<br />
Genormaliseerd aantal lekkende<br />
lasverbindingen<br />
0,9<br />
0,8<br />
0,7<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
0<br />
-0,1<br />
Normaalverdeling lekken Lasverbindingen<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Aantal lekken op één proefstuk<br />
Figuur 24: Normaalverdeling van de lekken aan gebraseerde verbindingen<br />
105<br />
Genormaliseerde<br />
meetwaarden<br />
Normaalverdeling<br />
10 In bijlage 6 worden de data van de verschillende testen m.b.t. gebraseerde verbindingen weergegeven
106<br />
Zoals hierboven reeds vermeld, waren alle lekken grote lekken. Eén koeltechnieker heeft de<br />
lek weggewerkt door herstelling. In tegenstelling tot de flareverbindingen zijn een<br />
stikstoftest en een herstelling bij gebraseerde verbindingen meestal wel efficiënt, tenminste<br />
als deze correct worden uitgevoerd.<br />
Alle lekkende gebraseerde verbindingen traden op bij de proefstukken van de minder<br />
ervaren koeltechniekers. In tegenstelling tot de flareverbinding, blijkt de techniek van het<br />
lassen wel gevoelig aan de ervaring van de koeltechnieker en, indien op de juiste manier<br />
uitgevoerd, een goede zekerheid omtrent lekdichtheid te bieden. Indien de verbinding toch<br />
lekt, is dit meestal te wijten aan het niet correct handelen of de vergetelheid van de minder<br />
ervaren koeltechnieker.<br />
Vullen en vacuüm trekken van de koelinstallatie 11<br />
Twaalf koeltechniekers legden de testen van het vullen en vacuümeren af op de<br />
koelinstallatie van Dalkia werkend op HCFK 22 of op de koelinstallatie van Coolconsult<br />
werkend op R 409a.<br />
De resultaten van deze testen waren zeer uiteenlopend. De gemiddelde koudemiddellekkage<br />
veroorzaakt door de koeltechniekers tijdens deze handelingen <strong>be</strong>draagt 123 gram. Meestal<br />
<strong>be</strong>trof het de hoeveelheid koudemiddel dat zich in de darmen van de manometers <strong>be</strong>vond en<br />
praktisch onmogelijk te recupereren is. Dit is echter relatief want hoe langer de installatie<br />
vacuüm getrokken wordt, hoe minder koudemiddel in vloeibare vorm zich in de darmen van<br />
de manometers zal <strong>be</strong>vinden.<br />
Met uitzondering van één koeltechnieker die erin slaagde koudemiddel te recupereren uit de<br />
machine tengevolge van het overschot aan koudemiddel dat de vorige koeltechnieker bij het<br />
vacuümzuigen niet had weggenomen, verloor iedereen koudemiddel. Dit is eigen aan de<br />
handelingen van het vullen en vacuümeren.<br />
Het grootste koudemiddelverlies <strong>be</strong>droeg 250 gram, het kleinste verlies 40 gram (met<br />
uitzondering van die ene koeltechnieker die 100 gram recupereerde zoals hierboven<br />
uitgelegd). De andere verliezen liggen sterk gespreid tussen deze twee uitersten, hetgeen<br />
aanleiding geeft tot een zeer vlakke gausscurve en een hoge standaardeviatie van 97,34<br />
gram koudemiddel.<br />
Vermits het <strong>be</strong>reik van de resultaten zeer groot is (alle reële cijfers tussen –100 en 250),<br />
werden zones van 25 gram opgemaakt. In onderstaande grafiek komt de balk ter hoogte van<br />
12,5 gram overeen met alle gelekte hoeveelheden tussen 0 en 25 gram. De volgende balk<br />
(ter hoogte van 37,5 gr) met alle lekken tussen 25 en 50 gram, enz...<br />
11 In bijlage 7 worden de data van de verschillende testen m.b.t. het vullen en vacuüm trekken van installaties<br />
weergegeven.
Genormaliseerd aantal lekken per zone van 25 gr<br />
0,18<br />
0,16<br />
0,14<br />
0,12<br />
0,1<br />
0,08<br />
0,06<br />
0,04<br />
0,02<br />
0<br />
Normaalverdeling lekken bij vullen en vacuümeren van installatie<br />
12,5 37,5 62,5 87,5 113 138 163 188 213 238 263 288<br />
Hoeveelheid gelekt koelmiddel (ingedeeld in<br />
zones van 25 gr)<br />
107<br />
Genormaliseerde meetwaarden<br />
Normaalverdeling<br />
Figuur 25: Normaalverdeling van de hoeveelheid gelekt koudemiddel tijdens het vullen en<br />
vacuüm trekken van de installaties<br />
Nog meer dan bij het koppelen van verbindingen (flare- of gebraseerde verbindingen) is het<br />
van groot <strong>be</strong>lang dat de koeltechnieker de nodige tijd krijgt om het vullen en vacuümeren<br />
naar <strong>be</strong>horen uit te kunnen voeren. Meer <strong>be</strong>paald bij het vacuüm trekken van de installatie<br />
wordt hierdoor de hoeveelheid overgebleven koudemiddel in de darmen van de manifold<br />
verkleind.<br />
Elke foutieve handeling vertaalt zich bij deze proeven in een groter verlies aan<br />
koudemiddel, zeker wanneer ten gevolge van deze foute handeling de manifold ontkoppeld<br />
en opnieuw aangekoppeld moet worden.<br />
Op zich kunnen de verliezen nog aanvaardbaar lijken. Het gaat immers maar om enkele<br />
tientallen grammen per installatie van dit type die gevuld en leeggelaten worden. Maar<br />
indien dit verlies wordt vermenigvuldigd met het aantal koelinstallaties die deze<br />
onderhandelingen ondergaan in Vlaanderen en met de gemiddelde frequentie waarop deze<br />
handelingen op een installatie per jaar wordt leeggelaten en gevuld, dan <strong>be</strong>tekent dit een
108<br />
significante hoeveelheid koudemiddel dat in de atmosfeer terecht komt ten gevolge van deze<br />
handelingen aan koelinstallaties in Vlaanderen.<br />
Het verschil tussen 40 en 250 gram koudemiddelverlies is zeer groot. Indien alle<br />
koeltechiekers de nodige tijd zouden krijgen en moeite zouden doen om dit verlies te<br />
<strong>be</strong>perken, dan zou enkel al door de zorgvuldige handelingen het gemiddeld<br />
koudemiddelverlies op deze installaties zonder twijfel kunnen dalen van ca. 120 naar 60<br />
gram per keer dat de installatie wordt gevuld en/of leegelaten. Dit houdt een halvering van<br />
de hoeveelheid verloren koudemiddel in!<br />
2.6.4 Besluit<br />
Flareverbindingen vormen een intrinsieke oorzaak van lekkende koelinstallaties. In<br />
tegenstelling tot wat verwacht kon worden is het maken van een lekdichte flare weinig<br />
afhankelijk van de ervaring van de koeltechnieker. De techniek van het flaren op zich is<br />
verantwoordelijk voor deze hoge lekgevoeligheid.<br />
Er werd echter een <strong>be</strong>duidend <strong>be</strong>tere lekdichtheid <strong>be</strong>reikt op basis van testen verricht met<br />
flareverbindingen waarbij een bijkomend ringetje gebruikt werd.<br />
Gebraseerde verbindingen daarentegen geven weinig tot geen aanleiding tot lekverliezen.<br />
Koudemiddelverlies treedt voornamelijk enkel op door vergetelheid of onhandigheid van<br />
<strong>be</strong>trokken koeltechnieker. Een goede opleiding van de koeltechnieker en een correcte<br />
uitvoering zijn hier van groot <strong>be</strong>lang.<br />
Tijdens het vullen en vacuüm trekken van een koelinstallatie kan, mits een correcte<br />
uitvoering en het gebruik van goed en geschikt materiaal, veel koudemiddelverlies worden<br />
<strong>be</strong>spaard. Kleine fouten kunnen zich vertalen in grote verliezen. Hoewel het gewicht aan<br />
koudemiddelverlies per installatie slechts enkele tientallen of maximaal enkele honderden<br />
grammen <strong>be</strong>draagt, komt dit voor Vlaanderen overeen met een <strong>be</strong>duidende hoeveelheid<br />
koudemiddel dat in de atmosfeer wordt geëmitteerd.<br />
2.7 Inventaris vereist gereedschap<br />
Een inventaris van het gereedschap dat een koeltechnieker nodig heeft om handelingen uit<br />
te voeren aan koelinstallaties is opgenomen als bijlage 4.
3 HOOFDSTUK 3: VERBETERDE EMISSIEFACTOREN<br />
3.1 Doelstelling<br />
Bij de emissie-inventarisatie van ozonafbrekende stoffen en gefluoreerde broeikasgassen die<br />
tot nu jaarlijks door Econotec wordt uitgevoerd, wordt voor de <strong>be</strong>rekening van de emissies<br />
van industriële en commerciële koeling en voor stationaire airconditioning een algemene<br />
emissiefactor gebruikt.<br />
Voor 2002 werden voor de diverse stadia volgende emissiefactoren toegepast:<br />
- assemblage: 3%;<br />
- gebruik (levensduur): 20%;<br />
- ontmanteling: 50%.<br />
Het doel van dit hoofdstuk <strong>be</strong>staat erin uit te maken of een differentiatie en/of een<br />
herdefinitie van de gebruikte emissiefactoren noodzakelijk is. Aangezien onderhavige studie<br />
slechts handelt over het gebruik van koelinstallaties tijdens de levensduur ervan, en niet<br />
handelt over de ontmanteling, zal de evaluatie slechts gaan over de emissiefactor van 20 %<br />
tijdens het gebruik.<br />
3.2 Evaluatie en conclusie<br />
Uit contacten met TNO blijkt volgens hen een differentiatie van de emissiefactor voor<br />
industriële, commerciële koeling en stationaire airco niet éénduidig te <strong>be</strong>palen te zijn.<br />
In paragraaf 1.2.1 wordt reeds uitvoerig ingegaan op het historische en hedendaags <strong>be</strong>grip<br />
van industriële en commerciële koelinstallaties. Terwijl het historisch zin had om er een<br />
onderscheid in te maken is dat vandaag veel minder het geval. In principe zijn de<br />
koelinstallaties in <strong>be</strong>ide omgevingen gelijk van opbouw en is het voorkomen van lekkages<br />
vooral het gevolg van een slecht concept en van onvoldoende of slecht onderhoud. Dit<br />
laatste komt naar alle waarschijnlijkheid wel meer voor in een commerciële omgeving dan<br />
in een industriële omgeving, althans gemiddeld genomen, maar het is in de huidige<br />
omstandigheden niet mogelijk om daar een kwantificatie voor te geven.<br />
Er wordt daarom voorgesteld om de eenvormige emissiefactor voor industriële en<br />
commerciële koelinstallaties te <strong>be</strong>houden.<br />
109
110<br />
4 HOOFDSTUK 4: EVALUATIE EN VOORSTELLEN VAN<br />
EMISSIEREDUCERENDE MAATREGELEN<br />
4.1 Doelstelling<br />
De doelstelling van dit hoofdstuk is te komen tot <strong>be</strong>leidsvoorstellen die kunnen leiden tot<br />
effectieve emissiereducties van koudemiddelen.<br />
4.2 Evaluatie van de huidige situatie<br />
4.2.1 Algemeen<br />
Anders dan hetgeen bij de aanvang van de studie kon verwacht worden, is het niet zo dat<br />
wel<strong>be</strong>paalde onderdelen of materialen van koelinstallaties kunnen aangewezen worden als<br />
oorzaak van lekken. Evenmin zijn het wel<strong>be</strong>paalde handelingen die aanleiding geven tot<br />
lekken.<br />
De studie wijst daarentegen duidelijk uit dat een algemene achteloosheid met <strong>be</strong>trekking tot<br />
lekkages van koudemiddel, en bij vele koeltechnici een zekere onkunde of tenminste<br />
onvoldoende gedegen kennis van het vak heerst, om lekken te voorkomen. De<br />
geconstateerde feiten worden in de volgende paragrafen op een rijtje gezet.<br />
4.2.2 Milieu<strong>be</strong>wustzijn<br />
De algemene vaststelling is dat er nog steeds onvoldoende <strong>be</strong>wustzijn heerst over de<br />
mogelijke milieuschade die gefluoreerde koudemiddelen kunnen teweegbrengen. Deze<br />
middelen heb<strong>be</strong>n de reputatie niet schadelijk te zijn voor de gezondheid van de mens en ze<br />
zijn kleur- en reukloos, en bijgevolg wordt al te dikwijls gedacht dat ze niet<br />
milieuschadelijk zijn. Het emitteren ervan werd en wordt nog steeds door velen op<br />
milieuvlak als aanvaardbaar ervaren. Dit geldt zowel voor de gebruikers van koelinstallaties<br />
als voor vele onderhoudstechnici.<br />
4.2.3 Lekkende installaties<br />
Een tweede vaststelling is dat het veelal als normaal <strong>be</strong>schouwd wordt dat koelinstallaties<br />
lekken vertonen. Het is <strong>be</strong>wezen, onder meer aan de hand van de uitgevoerde testen in deze<br />
studie, dat het perfect mogelijk is dat een koelinstallatie volkomen lekdicht is en ook blijft.<br />
Het lekdicht zijn van een koelinstallatie zou door allen als de standaard moeten <strong>be</strong>schouwd<br />
worden.<br />
Om dit te <strong>be</strong>werkstelligen zijn evenwel een aantal voorwaarden noodzakelijk:<br />
• een degelijke opleiding van koeltechnici<br />
• een gedegen opleiding verplichten voor ontwerpers van koelinstallaties zodat er<br />
geen fouten gemaakt worden bij het concept<br />
• een erkenningssysteem uitwerken en toepassen, zowel voor koeltechnici als voor<br />
ontwerpers van koelinstallaties<br />
• de verplichting tot een degelijke controle van de koelinstallatie bij oplevering en na<br />
onderhoud door het uitvoeren van druktesten
• het gebruik van de <strong>be</strong>ste techniek om lekken te vermijden (bv. eenvoudige flareverbindingen<br />
minimaliseren ten voordele van gebraseerde verbindingen)<br />
4.2.4 Waarom is een ammoniakinstallatie wel lekdicht?<br />
Ammoniak heeft als koudemiddel uitstekende eigenschappen zoals reeds aangetoond werd<br />
in paragraaf 2.4. Ammoniak heeft weliswaar ook nadelen, zoals onder andere zijn toxiciteit.<br />
Deze eigenschap maakt dat ammoniakinstallaties sterk <strong>be</strong>veiligd moeten worden tegen<br />
lekken. In de meeste gevallen (afhankelijk van de hoeveelheid ammoniak en de plaats van<br />
de installatie) zijn er ook curatieve maatregelen, zoals bijvoor<strong>be</strong>eld een watergordijn, om<br />
mensen te <strong>be</strong>schermen tegen de effecten van een eventueel ammoniaklek.<br />
Ammoniak heeft daarnaast nog een eigenschap die maakt dat lekken zeer snel opgespoord<br />
worden, namelijk zijn sterk prikkelende geur. Er is geen meetapparatuur noodzakelijk om<br />
zelfs zeer kleine lekken van ammoniak te detecteren met de menselijke neus. Dit is sterk in<br />
tegenstelling tot de synthetische gehalogeneerde koudemiddelen die reukloos zijn. In zekere<br />
zin <strong>be</strong>staat bij velen de (subjectieve) notie dat een chemisch product dat niet acuut toxisch is<br />
en dat bovendien reukloos is, geen milieuschade veroorzaakt. Dat is zeker het geval bij<br />
gehalogeneerde koudemiddelen en dat dus in grote tegenstelling tot ammoniak.<br />
Automatisch wordt met ammoniak bijgevolg voorzichtiger omgesprongen.<br />
Het werken met ammoniak als koudemiddel in koelinstallaties vergt bovendien ook andere<br />
materialen. Er dient steeds met roestvrij stalen leidingen gewerkt te worden (koper wordt<br />
aangetast door ammoniak) en alle verbindingen worden gelast. Door het feit dat er met<br />
ammoniak gewerkt wordt, worden de maatregelen om lekken op te sporen, zoals het<br />
uitvoeren van druktesten en lektesten, <strong>be</strong>ter opgevolgd. Deze technieken en maatregelen,<br />
samen met de geurhinder zelfs bij de kleinste lekken, maken dat ammoniakinstallaties<br />
steeds <strong>be</strong>ter lekdicht zijn dan installaties op synthetische koudemiddelen.<br />
4.2.5 Technische problemen<br />
4.2.5.1 Flareverbindingen<br />
Voornamelijk bij het uitvoeren van de testen aan koelinstallaties en koelleidingen is<br />
gebleken dat flareverbindingen een intrinsieke oorzaak van lekkende koelinstallaties<br />
vormen. In tegenstelling tot wat men zou kunnen denken, is het maken van een lekdichte<br />
flare minder afhankelijk van de ervaring van de koeltechnieker. De techniek van het flaren<br />
op zich is namelijk vooral verantwoordelijk voor deze hoge lekgevoeligheid.<br />
Er werd bij de uitgevoerde testen echter een <strong>be</strong>duidend <strong>be</strong>tere lekdichtheid <strong>be</strong>reikt op basis<br />
van flareverbindingen waarbij een bijkomend ringetje gebruikt werd. Het gebruik van<br />
<strong>be</strong>paalde tweecomponent afdichtingen (niet de gewone dichtingspasta) bij flareverbindingen<br />
geeft eveneens een <strong>be</strong>ter resultaat, echter met als nadeel dat de verbinding niet meer<br />
demonteerbaar is.<br />
Niettemin kan gesteld worden dat alle vormen van flareverbindingen (ook deze met een<br />
ringetje) lekgevoelig zijn, en dus vermeden moeten worden, wanneer deze mechanisch<br />
111
112<br />
<strong>be</strong>last worden door bijvoor<strong>be</strong>eld trillingen, ijsvorming, uitzetten en inkrimpen, en<br />
dergelijke. In deze omstandigheden dienen zoveel mogelijk gebraseerde verbindingen<br />
gebruikt te worden.<br />
4.2.5.2 Gebraseerde verbindingen<br />
In tegenstelling tot eenvoudige flareverbindingen (zonder ringetje) geven gebraseerde<br />
verbindingen weinig tot geen aanleiding tot lekverliezen. Koudemiddelverlies treedt<br />
nagenoeg enkel op door vergetelheid van de <strong>be</strong>trokken koeltechnieker bij het braseren. Een<br />
goede opleiding van de koeltechnieker en een correcte uitvoering van de handeling zijn hier<br />
van <strong>be</strong>lang.<br />
4.2.5.3 Handelingen aan koelinstallaties<br />
Indien het vullen en vacuüm trekken van een koelinstallatie ge<strong>be</strong>urt via correcte procedures<br />
en met de nodige aandacht voor het voorkomen van lekken, kan dit zonder al teveel<br />
verliezen. Het gebruik van goed geschikt en voldoende materiaal is uiteraard noodzakelijk.<br />
Een lijst van het <strong>be</strong>nodigde materiaal is in bijlage 4 van dit rapport weergegeven.<br />
4.2.6 Prijs van gefluoreerde koudemiddelen<br />
Een bijkomend argument dat het slordige omspringen met koudemiddelen in de hand werkte<br />
was de lage kostprijs. Een 15-tal jaar geleden jaren kostte een kilogram R12 ongeveer<br />
3 Euro (120 Bef).<br />
Een kilogram R134a kost echter in 2004 gemiddeld tussen 20 à 30 Euro en een kilogram<br />
R404a een 30 à 40 Euro. Dit <strong>be</strong>tekent al ruim een vertienvoudiging van de prijs.<br />
Het spreekt vanzelf dat een hoge kostprijs alvast het slordig omspringen met koudemiddelen<br />
en het eenvoudigweg emitteren ervan tegenwerkt. Voor installaties met een grote<br />
koudemiddelinhoud <strong>be</strong>tekent het regelmatig bijvullen van koudemiddel een flinke hap uit<br />
het onderhoudsbudget zodat het vinden van de lekken opweegt tegen het zuivere lakse<br />
bijvullen van de installatie.<br />
4.2.7 Alternatieve koudemiddelen<br />
In de studie werd aan de hand van praktijkvoor<strong>be</strong>elden duidelijk aangetoond dat<br />
koelinstallaties die werken met alternatieve koudemiddelen (de zogenaamde natuurlijke<br />
koudemiddelen in de plaats van de klassieke gefluoreerde koudemiddelen) <strong>be</strong>staan en hun<br />
deugdelijkheid <strong>be</strong>wezen heb<strong>be</strong>n. Dergelijke installaties zijn het experimentele stadium<br />
voorbij en er werd aangetoond dat hun energieverbruik doorgaans lager is dan dat van de<br />
<strong>be</strong>staande installaties op gefluoreerde koudemiddelen.<br />
Het enige nadeel van de alternatieve koelinstallaties is dat de installatiekost hoger is en dat<br />
er een zekere weerstand bij de klanten heerst ten opzichte van de nog minder courante<br />
technologie, mede in de hand gewerkt door de hogere kostprijs. Er werd echter eveneens<br />
aangetoond dat de payback voor dergelijke installaties zelfs zonder subsidies vrij kort is<br />
door het gereduceerde energieverbruik.
4.3 Beleidsvoorstellen<br />
4.3.1 Verhogen van het milieu<strong>be</strong>wustzijn t.o.v. gefluoreerde koudemiddelen<br />
Het <strong>be</strong>wustzijn van de milieuschade van gefluoreerde koudemiddelen kan verhoogd worden<br />
door:<br />
• sensibilizeringscampagnes: bijvoor<strong>be</strong>eld via de federaties, via folders te verspreiden<br />
onder de koelfirma’s en –technici, via vaktijdschriften;<br />
• opleiding: als deel van de opleiding dienen zowel de koelfirma’s die zich o.a. <strong>be</strong>zig<br />
houden met het ontwerp van installaties als de koeltechnici <strong>be</strong>wust gemaakt te<br />
worden van de milieuschade die gefluoreerde koudemiddelen teweegbrengen en de<br />
doelstellingen die terzake <strong>be</strong>staan o.m. in het kader van het Protocol van Kyoto.<br />
4.3.2 Het verkrijgen van lekvrije installaties<br />
Deze doelstelling is niet eenvoudig, d.w.z. om ze te kunnen <strong>be</strong>halen dienen meerdere<br />
factoren in acht genomen te worden:<br />
1. Het <strong>be</strong>wustzijn dat elke koelinstallatie lekvrij moet zijn én moet blijven.<br />
2. Het ontwerp van een koelinstallatie moet zodanig zijn dat er zoveel mogelijk<br />
garantie is voor een blijvende lekvrije situatie (goede materiaalkeuze, voldoende<br />
appendages, goede toegankelijkheid van onderdelen, ...).<br />
3. Controle van de lekdichtheid van installaties bij de oplevering ervan en na elk<br />
<strong>be</strong>langrijk onderhoud.<br />
Hoe kunnen bovenstaande factoren door het <strong>be</strong>leid ver<strong>be</strong>terd worden?<br />
113<br />
1. Opleiding en erkenning van vaktechnici is waarschijnlijk de <strong>be</strong>langrijkste factor.<br />
Daarbij dient in acht genomen te worden dat niet alleen een opleiding en erkenningsregeling<br />
van de koeltechnici, zoals deze in de <strong>be</strong>staande wetgeving reeds uitgewerkt<br />
is, zelf <strong>be</strong>langrijk is maar tevens een opleiding en erkenningsregeling voor<br />
ontwerpers van koelinstallaties.<br />
2. De uitvoering van een druktest verplicht maken bij aanvaarding van een niethermetische<br />
koelinstallatie.<br />
3. Het vermijden van flareverbindingen waar deze niet noodzakelijk zijn en kunnen<br />
vervangen worden door gebraseerde verbindingen. Indien flareverbindingen noodzakelijk<br />
zijn, dient het type met een ringetje of het type STEK-flare gebruikt te<br />
worden. Hierbij kan verwezen worden naar de uitvoering van testen door<br />
koeltechnici in het kader van deze studie (zie paragraaf 2.6 en volgende).<br />
4. Een nieuwe installatie kan vandaag ontworpen worden zonder gebruik te maken van<br />
flareverbindingen. Alle noodzakelijke onderdelen <strong>be</strong>staan op de markt in een<br />
uitvoering om te braseren. Flares zouden in dit geval enkel toegelaten mogen
114<br />
worden voor tijdelijke verbindingen, bijvoor<strong>be</strong>eld om <strong>be</strong>paalde werkzaamheden uit<br />
te voeren.<br />
5. Bij <strong>be</strong>staande installaties moeten flareverbindingen nog toegelaten blijven voor<br />
onderdelen die nog niet uitgerust zijn voor braseerbare koppelingen. Indien deze<br />
onderdelen echter aan vervanging toe zijn dient wel zoveel mogelijk overgeschakeld<br />
te worden op ver<strong>be</strong>terde onderdelen voorzien van braseerbare koppelingen.<br />
6. Een <strong>be</strong>langrijke taak blijft deze van de Afdeling Milieu-inspectie van Aminal.<br />
Slechts door blijvende controle van koelinstallaties zal de motivatie tot het<br />
verkrijgen van lekvrije installaties verhogen. Deze inspecties kunnen volgende<br />
onderdelen omvatten:<br />
• controle van de logboeken op degelijkheid en volledigheid<br />
• controle van de koeltechnici: nagaan of de logboeken bij de klanten degelijk<br />
en volledig ingevuld zijn, controle van de uitrusting op volledigheid, status<br />
van de opleiding nagaan, ...<br />
4.3.3 Andere mogelijke technische aan<strong>be</strong>velingen<br />
4.3.3.1 Grote airco-installaties<br />
Voor nieuwe installaties vanaf 50 kW vermogen en in combinatie met meerdere verdampers<br />
(bijvoor<strong>be</strong>eld vanaf 5 verdampers) kan en zou steeds gewerkt moeten worden met indirecte<br />
koeling.<br />
4.3.3.2 Open compressoren<br />
Bij nieuwe installaties dient het gebruik van open compressoren in combinatie met<br />
gehalogeneerde koudemiddelen vermeden te worden.<br />
4.3.3.3 Gebruik van capillairen<br />
Het toepassen van capillairen dient zoveel mogelijk vermeden te worden. Er kan gebruik<br />
gemaakt worden van geschikte synthetische aansluitslangen van goede kwaliteit.<br />
Zie bijlage 1: lijst van incidenten, incident 6.<br />
4.3.3.4 Pressostaten<br />
Het is noodzakelijk dat op elke compressor een handvergrendelde hogedrukpressostaat wordt<br />
gemonteerd. Deze pressostaat moet aangesloten worden op het door de fabrikant voorziene<br />
aansluitpunt op de kop van de compressor, zodat deze bijgevolg niet door een kraan afsluitbaar<br />
is. De pressostaat moet worden afgesteld op de hoogst mogelijke werkdruk van de compressor.<br />
Zie bijlage 1: lijst van incidenten, incident 2.<br />
4.3.3.5 Expansieventielen<br />
De traditionele types van expansieventielen zijn voorzien van flareverbindingen voor de<br />
aansluiting aan de vloeistofzijde en de zuigzijde. Door de grote temperatuurverschillen die
vooral aan de zuigzijde tijdens het ontdooien optreden komen daar frequent lekken voor. Er<br />
<strong>be</strong>staan ver<strong>be</strong>terde types van expansieventielen waarbij de aansluitingen dienen gebraseerd<br />
of gelast te worden. Het verdient aan<strong>be</strong>veling deze ver<strong>be</strong>terde types te gebruiken.<br />
Zie bijlage 1: lijst van incidenten, incident 28.<br />
4.3.3.6 Vermijden van corrosie<br />
Alle corrodeerbare (stalen) onderdelen van een koelinstallatie, zoals bijvoor<strong>be</strong>eld stalen<br />
vloeistofafscheiders, stalen kranen en dito leidingen, dienen goed onderhouden en zonodig<br />
tegen corrosie <strong>be</strong>schermd te worden. Indien mogelijk zouden gegalvaniseerde onderdelen<br />
gebruikt moeten worden. Indien dit niet mogelijk is, dient de staat van corrosiegevoelige<br />
onderdelen regelmatig onderzocht te worden en dienen deze gereinigd en <strong>be</strong>schermd te<br />
worden, bijvoor<strong>be</strong>eld door verven.<br />
Zie bijlage 1: lijst van incidenten, incident 22.<br />
4.3.4 Prijs van gefluoreerde koudemiddelen<br />
Doordat de prijs van gefluoreerde koudemiddelen een duidelijk gunstig effect heeft op de<br />
manier waarop ermee omgesprongen wordt, kan het <strong>be</strong>leid via het kanaal van economische<br />
instrumenten daar eveneens een invloed op uitoefenen.<br />
Het is <strong>be</strong>leidsmatig immers mogelijk de prijs via fiscale wegen (bijvoor<strong>be</strong>eld door accijnzen<br />
te heffen op gefluoreerde koudemiddelen) nog op te drijven en op die manier het verbruik<br />
verder in te perken.<br />
4.3.5 Alternatieve koudemiddelen<br />
In België/Vlaanderen zijn, in tegenstelling tot enkele andere landen zoals Luxemburg en<br />
Denemarken, koelinstallaties op natuurlijke koudemiddelen zeker nog niet ingeburgerd. Ze<br />
heb<strong>be</strong>n nochtans onmiskenbare voordelen zoals een <strong>be</strong>tere energie-efficiëntie. Het enige<br />
nadeel is de hogere installatiekost door een complexer ontwerp, maar waarschijnlijk ook<br />
doordat ze nog niet in massa ontworpen worden. In deze studie zijn enkele voor<strong>be</strong>elden<br />
<strong>be</strong>schreven van koelinstallaties op natuurlijke koudemiddelen (zie 1.10.5 en 1.10.6).<br />
Het bouwen en installeren van dergelijke installaties wordt reeds gestimuleerd door<br />
allerhande <strong>be</strong>leidsingrepen:<br />
• bij de opleiding wijzen op de haalbaarheid en de voordelen van deze installaties<br />
• het opzetten en ondersteunen van demonstratieprojecten<br />
• installateurs helpen via een tijdelijke vergoeding van studiekosten naar alternatieve<br />
installaties<br />
• een ecologiepremie geven voor koelinstallaties met alternatieve koudemiddelen<br />
4.4 Evaluatie van de Belgische norm NBN EN 378<br />
De Europese Norm EN 378 voor “Koelsystemen en warmtepompen – Veilgheids- en<br />
milieu-eisen” is in 2000 omgezet naar een geregistreerde Belgische norm en <strong>be</strong>staat uit vier<br />
delen, meer <strong>be</strong>paald:<br />
115
116<br />
Deel 1: Basiseisen, definities, classificatie en selectie criteria.<br />
Deel 2: Ontwerp, constructie, <strong>be</strong>proeven, merken en documentatie.<br />
Deel 3: Installatieplaats en persoonlijke <strong>be</strong>scherming.<br />
Deel 4: Bediening, onderhoud, reparatie en herstelling.<br />
Aan de titels is het reeds duidelijk af te leiden dat in het kader van deze studie voornamelijk<br />
de delen 2 en 4 interessante informatie <strong>be</strong>vatten. Een korte evaluatie van de eisen in deze<br />
<strong>be</strong>ide delen ten opzichte van de <strong>be</strong>vindingen van deze studie wordt dan ook in de volgende<br />
paragrafen opgenomen.<br />
4.4.1 Ontwerp, constructie, <strong>be</strong>proeven, merken en documentatie van koelsystemen en<br />
warmtepompen<br />
Bij de algemene eisen wordt gesteld dat de inhoud aan koudemiddel bij het ontwerpen van<br />
een koelinstallatie zo klein mogelijk dient gehouden te worden (de letterlijke vertaling van<br />
de engelse tekst is: zo klein als redelijkerwijze haalbaar). Tegelijkertijd dient het energieverbruik<br />
van de koelinstallatie bij de te voorziene werkingscondities zo laag mogelijk<br />
gehouden te worden (net zoals voorgaande eis: zo laag als redelijkerwijze haalbaar). Beide<br />
eisen zijn bijgevolg niet echt concreet waardoor er discussies kunnen ontstaan over de graad<br />
van ‘redelijkheid’ ervan.<br />
Wat de leidingen <strong>be</strong>treft worden volgende eisen gesteld:<br />
Elk leidingencircuit dient zodanig geïnstalleerd te worden dat het lekdicht blijft en<br />
het de drukken en temperaturen weerstaat die kunnen optreden zowel bij werking,<br />
stilstand en transport van de installatie.<br />
Leidingen worden zodanig ontworpen dat een waterhamer (hydraulische schok) het<br />
systeem niet kan <strong>be</strong>schadigen.<br />
Beide bovenstaande eisen zijn algemeen en geven niet aan waardoor of met welke middelen<br />
de eisen moeten <strong>be</strong>reikt worden. Er wordt echter aangegeven dat Europese normen terzake<br />
(met voorschriften, o.m. van leidingdikte en dergelijke) in voor<strong>be</strong>reiding zijn.<br />
Wat verbindingen aan leidingen <strong>be</strong>treft:<br />
Verbindingen aan leidingen dienen zo ontworpen te worden dat ze niet <strong>be</strong>schadigd<br />
worden door <strong>be</strong>vroren water aan de buitenzijde.<br />
Leidingen met verschillende diameters (bijvoor<strong>be</strong>eld metrische en duimse maten)<br />
moeten verbonden worden met geëigende koppelstukken.<br />
Niet-demonteerbare verbindingen krijgen de voorkeur boven demonteerbare<br />
verbindingen.<br />
Geflenste verbindingen krijgen de voorkeur boven flares, geschroefde of geperste<br />
verbindingen, zeker waar trillingen te verwachten zijn.<br />
Niet-demonteerbare verbindingen dienen gelast, gebraseerd of gesoldeerd te worden.<br />
Bij het lassen of braseren dient gebruik gemaakt te worden van een inert gas (zoals<br />
stikstof) om oxidevorming te voorkomen.<br />
Flareverbindingen mogen niet gebruikt worden voor het aansluiten van expansieventielen.<br />
Flareverbindingen moeten waar het redelijkerwijze mogelijk is vermeden worden.
117<br />
Flares mogen enkel gebruikt worden in combinatie met gegloeide (stalen) buizen<br />
met een maximale (buiten)diameter van 19 mm en mogen niet gebruikt worden bij<br />
koper en aluminiumbuizen van minder dan 9 mm (buiten)diameter.<br />
Bij het maken van flareverbindingen moet de correcte maat van flares gebruikt<br />
worden en mag er niet teveel torsie gebruikt worden om de moer aan te spannen. De<br />
draad en het glij-oppervlak moeten gesmeerd worden vooraleer ze verbonden<br />
worden.<br />
Bij de layout van het leidingencircuit worden volgende voorschriften opgelegd:<br />
Er worden voorschriften gegeven voor het aantal steunen afhankelijk van de aard<br />
van het materiaal (koper of staal), van de diameter en de lengte.<br />
Er dient voldoende vrije ruimte te zijn rondom de leidingen om routine onderhoud<br />
aan componenten toe te laten, om verbindingen na te kijken en om lekken te<br />
herstellen.<br />
Stalen leidingen en componenten dienen <strong>be</strong>schermd te worden tegen corrosie met<br />
een antiroestlaag, zeker vooraleer een isolatielaag wordt aangebracht.<br />
Een <strong>be</strong>langrijke eis heeft <strong>be</strong>trekking op de <strong>be</strong>proeving en oplevering, meer <strong>be</strong>paald<br />
vooraleer een koelinstallatie in gebruik mag genomen worden is een druktest en een lektest<br />
verplicht.<br />
4.4.2 Bediening, onderhoud, reparatie en herstelling van koelsystemen en warmtepompen<br />
De operationele instructies eisen dat het personeel dat <strong>be</strong>last wordt met de uitbating, de<br />
supervisie of het onderhoud van de koelinstallatie adequaat opgeleid werd en de nodige<br />
competenties heeft voor deze taken.<br />
Daarenboven moet elke koelinstallatie preventief onderhouden worden in overeenstemming<br />
met de handleiding. Het onderhoud dient zodanig te ge<strong>be</strong>uren dat (onder meer) lekken van<br />
koudemiddel of van olie opgespoord en hersteld worden. Lektesten en inspecties zullen<br />
regelmatig uitgevoerd worden.<br />
De norm houdt tevens eisen in voor het correct uitvoeren van herstelwerkzaamheden, met<br />
een stappenplan. Na herstelling van het <strong>be</strong>treffende onderdeel dient hierop opnieuw een<br />
druktest en een lektest uitgevoerd te worden. Het koelsysteem mag enkel terug in gebruik<br />
genomen worden wanneer alle lekken hersteld werden.<br />
Het eventuele overgaan naar een ander koudemiddel wordt eveneens <strong>be</strong>schreven met een<br />
stappenplan en een stroomschema wordt gegeven voor het hergebruik of de recuperatie van<br />
het koudemiddel.<br />
4.4.3 Evaluatie van de norm EN 378<br />
De samenvatting van de <strong>be</strong>langrijkste eisen van de norm EN 378 die in de voorgaande<br />
paragrafen gegeven werd is quasi volledig in overeenstemming met de<br />
<strong>be</strong>leidsaan<strong>be</strong>velingen die in paragraaf 4.3 gegeven werden.
118<br />
De EN 378 gaat evenwel voorbij aan het onderscheid tussen <strong>be</strong>staande en nieuwe<br />
koelinstallaties. In de <strong>be</strong>leidsaan<strong>be</strong>velingen van dit rapport werd getracht een strikter<br />
standpunt in te nemen voor nieuwe koelinstallaties (bijvoor<strong>be</strong>eld: de mogelijkheid om deze<br />
flareloos te ontwerpen), maar daarentegen een realistisch standpunt in te nemen voor<br />
<strong>be</strong>staande koelinstallaties.<br />
Een tweede opmerking is dat er geen onderscheid gemaakt wordt in de EN 378 tussen de<br />
verschillende types van flares die op de markt zijn. Het is echter tijdens de uitgevoerde<br />
testen duidelijk gebleken dat flares met een ringetje <strong>be</strong>ter scoren qua lekdichtheid dan flares<br />
zonder ringetje. Hetzelfde kan gezegd worden STEK-flares, die op hun <strong>be</strong>urt <strong>be</strong>ter scoren<br />
dan de flares met ringetje (alhoewel daar geen harde <strong>be</strong>wijzen of statistische gegevens over<br />
<strong>be</strong>staan).<br />
4.5 Het verkrijgen van ecologiepremie<br />
4.5.1 Inleiding<br />
Bedrijven die in Vlaanderen ecologische investeringen uitvoeren, kunnen hiervoor subsidies<br />
krijgen van de Vlaamse Overheid: de ecologiepremie.<br />
Ecologie-investeringen zijn: investeringen in nieuwe milieutechnologieën, energietechnologieën<br />
die leiden tot energie<strong>be</strong>sparing en investeringen om zich aan te passen aan<br />
nieuwe Europese normen (dit laatste enkel voor KMO’s binnen 3 jaar na goedkeuring van<br />
deze normen).<br />
De volledige info over de ecologiepremie is te vinden op de website:<br />
http://www.vlaanderen.<strong>be</strong>/ecologiepremie.<br />
De investeringen die in aanmerking komen voor de ecologiepremie, zijn opgenomen in een<br />
limitatieve technologieënlijst (LTL). Deze lijst is raadpleegbaar via bovenvermelde website.<br />
Per technologie vermeldt de limitatieve technologieënlijst volgende gegevens:<br />
een bondige omschrijving van de technologie;<br />
een oplijsting van de investeringscomponenten die in aanmerking komen voor een<br />
ecologiepremie:<br />
- essentiële componenten: componenten die de kern vormen van de technologie en<br />
die noodzakelijk zijn voor het verwezenlijken van de milieudoeleinden; ze moeten<br />
hierdoor deel uitmaken van de aanvraag om subsidie te verkrijgen<br />
- niet-essentiële componenten: componenten die deel uitmaken van de technologie en<br />
die bijdragen aan het verwezenlijken van de milieudoeleinden of noodzakelijk zijn<br />
om het geheel te laten functioneren; ze moeten niet noodzakelijk deel uitmaken van<br />
de aanvraag;<br />
de totale meerkost (%);<br />
de geldigheidsduur van de technologie.<br />
4.5.2 Welke soorten van koelinstallaties komen in aanmerking voor subsidie?
De technologieën met <strong>be</strong>trekking tot koelinstallaties die in aanmerking komen voor<br />
ecologiepremie zijn terug te vinden in de LTL onder de categorieën ‘koelinstallaties’ en<br />
‘energie<strong>be</strong>sparing’. Onder de categorie ‘koelinstallaties’ zijn ook koelinstallaties<br />
opgenomen die werken met alternatieve koudemiddelen.<br />
In onderstaande ta<strong>be</strong>l zijn de in de LTL opgenomen koelinstallaties weergegeven die<br />
gebruik maken van alternatieve koudemiddelen.<br />
Technologienummer<br />
Naam technologie Bondige omschrijving<br />
465 Halogeenvrij koelsysteem Het koelen van ruimten, producten of processtromen door<br />
(nieuw)<br />
middel van een nieuw koelsysteem op basis van<br />
lucht, propaan, (iso)butaan, en/of CO2.<br />
462 Halogeenvrij koelsysteem<br />
(ombouw)<br />
119<br />
Retrofit van <strong>be</strong>staande koelsystemen met hcfk of hfk<br />
koelmiddel naar systemen op propaan, (iso)butaan, en/of<br />
CO2.<br />
466 CO2 /NH3 cascade koelsysteem Het koelen of vriezen door middel van een CO2/NH3<br />
cascade koelsysteem, waarbij de <strong>be</strong>ide compressiekoelsystemen<br />
zijn gekoppeld door een cascadekoeler (CO2<br />
/NH3 warmtewisselaar).<br />
464 Indirect koelsysteem (groot) Het koelen van ruimten, producten of processtromen door<br />
middel van een koelsysteem met een koelvermogen van<br />
meer dan 200 kW en minder dan 1000 kW, waarvan het<br />
primaire koelsysteem werkt op basis van lucht, propaan<br />
en/of (iso)butaan en het secundaire, compressievrije<br />
koelsysteem is gevuld met een vloeibare koudedrager,<br />
CO2 of ijsslurry.<br />
463 Indirect koelsysteem (klein) Het koelen van ruimten, producten of processtromen door<br />
middel van een indirect koelsysteem met een<br />
koelvermogen van minder dan 200 kW, waarvan het<br />
primaire koelsysteem werkt op basis van lucht, propaan,<br />
en/of (iso) butaan en het secundaire, compressievrije<br />
koelsysteem is gevuld met een vloeibare koudedrager,<br />
CO2 of ijsslurry.<br />
De limitatieve technologieënlijst wordt medio 2005 geactualiseerd. De <strong>be</strong>langrijkste<br />
aanpassing voor de koelinstallaties zal erin <strong>be</strong>staan dat ook ammoniak (NH3) als<br />
koudemiddel in aanmerking komt voor een ecologiepremie.<br />
4.5.3 Hoeveel <strong>be</strong>draagt de premie?<br />
Het steunpercentage wordt niet <strong>be</strong>rekend op het totale investerings<strong>be</strong>drag, maar enkel op de<br />
totale meerkost 12 .<br />
12 Voor de laatste stand van zaken: www.vlaanderen.<strong>be</strong>/ecologiepremie
120<br />
De totale meerkost is een maat voor de extra kosten die een <strong>be</strong>drijf heeft door te investeren<br />
in de technologie met <strong>be</strong>tere milieuperformantie. Deze meerkost zijn de extra<br />
investeringen 13 , verminderd met de bijkomende opbrengsten gedurende de eerste 5 jaar van<br />
de gebruiksduur van de investeringen.<br />
De LTL geeft de totale meerkost weer voor elke technologie. Deze meerkost dient steeds<br />
<strong>be</strong>keken te worden t.o.v. de opgesomde componenten.<br />
De steunpercentages per type technologie zijn vastgelegd in bijlage II van het <strong>be</strong>sluit van de<br />
Vlaamse regering tot toekenning van steun aan ondernemingen voor ecologie-investeringen<br />
in het Vlaamse gewest van 1 okto<strong>be</strong>r 2004 (zie website ecologiepremie).<br />
4.5.4 Hoe een aanvraag in te dienen?<br />
Het is <strong>be</strong>langrijk te vermelden dat de ecologiepremie enkel van toepassing is op<br />
sectoren/activiteiten die op de NACE-lijst staan. De lijst van de aanvaardbare NACE-codes<br />
is raadpleegbaar via de link ‘Informatie’ op de website van ecologiepremie.<br />
Via de webpagina van ecologiepremie kan een dossier elektronisch worden ingediend.<br />
Wanneer een onderneming een technologie uit de LTL kiest, wordt onmiddellijk een<br />
simulatie<strong>be</strong>rekening van de steun uitgevoerd. Na een eenvoudige aanvraag volgt een snelle<br />
<strong>be</strong>oordeling. Hierna wordt een goedgekeurde aanvraag uit<strong>be</strong>taald.<br />
In principe kan een onderneming ook een dossier indienen voor een technologie die niet op<br />
de lijst staat. In dit geval moet de nieuwe technologie worden verantwoord aan de hand van<br />
een gedetailleerde studie (een soort mini-BBT). Een aangevraagde technologie die is<br />
aanvaard, wordt, na goedkeuring door de minister, toegevoegd aan de LTL.<br />
13 De extra investeringen worden <strong>be</strong>rekend door de ecologie-investering te vergelijken met een klassieke<br />
investering die in technisch opzicht vergelijkbaar is (inclusief gelijke productiecapaciteit), maar waarmee niet<br />
hetzelfde niveau van milieu<strong>be</strong>scherming wordt <strong>be</strong>reikt.
5 BIBLIOGRAFIE<br />
Anoniem, Inspectie Verkeer en Waterstraat, De ozonlaag, koudemiddelen en scheepvaart<br />
(brochure), 2001.<br />
Anoniem, Koelsystemen en warmtepompen – Veiligheids- en milieunormen. NBN EN 378-<br />
1/4<br />
Anoniem, Leergang CFK-monteur, STEK’s-Gravenhage, 1992.<br />
Anoniem, Ontwerpen koelinstallaties (CKB), deel 1 en 2, BNT-cursus Elsevier, mei 2000.<br />
Christensen K.G., Chun S. Danish Technological Institute & McDonalds Corporation. The<br />
world's first McDonald's restaurant using natural refrigerants. Gustav-Lorentzen<br />
Conference. Glasgow, 2004.<br />
Colbourne D., Calor Gas Ltd. Short Course on the safety prescriptions of Flamable<br />
Refrigerants. Gustav-Lorentzen Conference. Glasgow, 2004.<br />
De Meyer W., Industriële koeling (Technologie Koeltechniek, Uitvoeringstechnieken<br />
koeltechniek, Regeltechniek), VIK-cursus, 2001<br />
Koelet P.C. en Pilatte A. (BVK/ABF), De Smet W. (UBF-ACA), Code van goede praktijk,<br />
2003.<br />
Koelet P.C., Cursus industriële koeltechniek gedeelte compressoren, opleiding leraren 3 e<br />
jaar 3 e graad TSO, BVK/ABF, 1995.<br />
Ouwehand J., Papa T.J.G. Papa, Post E, Taal A., Toegepast energietechniek, Academic<br />
Service, 1998.<br />
Pachai A. C., YORK International. Experiences with CO2 as refrigerant in supermarkets.<br />
Gustav-Lorentzen Conference. Glasgow, 2004.<br />
van Riessen G.J., TNO Environment, Energy and Process Innovation. NH3/CO2<br />
Supermarket Refrigeration System with CO2 in the Cooling and Freezing Section. Gustav-<br />
Lorentzen Conference. Glasgow, 2004.<br />
Rivet P., Johnson Controls - MC International. Green solutions for freezing applications.<br />
Gustav-Lorentzen Conference. Glasgow, 2004.<br />
Verwoerd M., Nationaal onderzoek koudemiddelstromen 1999, Oorzaken van emissies,<br />
TNO-rapport, 2001.<br />
Verwoerd M., Oonk H., Toetsingsinstrument met <strong>be</strong>trekking tot maatregelen om het<br />
broeikaseffect te reduceren van koudemiddelen in koelinstallaties en warmtepompen, Fase<br />
3: Praktische invulling raamwerk, TNO-rapport, 2002.<br />
121
122<br />
Wij<strong>be</strong>nga J., Natuurlijke en pompcirculatie, Beesd Holland, 2001.
6 BIJLAGEN<br />
123