Geen CO2 maar propaan in geïntegreerd koel/verwarmingssysteem supermarkten

In de transitie van koudemiddelen kiezen veel Nederlandse supermarkten voor geïntegreerde systemen voor koelen en verwarmen met CO2. Propaan is voor deze toepassing minder bekend, maar niet minder geschikt. Dat stelt het Duitse bedrijf basetec, dat een dergelijk systeem heeft ontwikkeld. Alleen al in Europa wordt de propaanvariant ervan in zo'n 6.000 supermarkten toegepast.
Delen:
Hydraulisch station van een waterloopsysteem.

Tekst: Uko Reinders

Basetec, onderdeel van de Güntner Group, is ontwikkelaar van een  geïntegreerd systeem voor supermarkten, op basis van het koudemiddel propaan. De naam van het systeem, ‘baseSys loop’, is gebaseerd op ‘waterloop’, wat de algemene term van een dergelijk systeem is.

Veelvoud aan mogelijkheden
BaseSys loop kwam in 2012 op de markt en is door de jaren heen verder ontwikkeld. In eerste instantie werd het toegepast met koudemiddelen R134a en R404A, maar sinds 2016 wordt ook propaan gebruikt. Waar het systeem aanvankelijk alleen werd toegepast voor het koelen van producten, is er nu een veelvoud aan mogelijkheden, die met modules kunnen worden toegevoegd.

Een supermarkt met het waterloopsysteem, uitgerust met twee drycoolers.

Geïntegreerd systeem opbouwen
Naast modules voor het koelen en vriezen van producten zijn er  modules voor airconditioning, warmtepompen, buffertanks, warmteterugwinning, drycoolers en het aansluiten op verschillende bronsystemen, zoals wko en energienetten. Klanten kunnen op basis van de gewenste toepassingen de daarbij behorende modules selecteren om een geïntegreerd systeem op te bouwen. Bijzonder aan het systeem is het gebruik van propaan, terwijl – zeker in Nederland – CO2 het bekendste natuurlijke koudemiddel voor supermarkten is.

‘Extra gemakkelijk plug&play-systeem’
Volgens Herbert Schupfer, head of future solutions bij Güntner Group, is CO2 een goede keuze voor supermarkten die de meest efficiënte high-tech oplossing nastreven. Voor supermarkten die een robuuster en simpeler systeem willen dat efficiënt is in bijvoorbeeld zowel Spanje als Noorwegen, kan volgens hem het waterloop-systeem van basetec met propaan een goede keuze zijn.

Lagere installatiekosten
Schupfer: “Door de eenvoud van het systeem liggen de installatiekosten lager. Bij het installatiewerk is meestal één specialist aanwezig die het systeem goed kent. Het meeste werk is basisloodgieterswerk dat vooral bestaat uit het verbinden van de installaties met twee leidingen. Het is een plug&play-systeem en daarmee extra gemakkelijk. Vooral nu hooggekwalificeerd personeel steeds schaarser wordt, is dat een voordeel, ook vanwege de lagere arbeidskosten.”

Weinig kans op installatiefouten
De eenvoud van het systeem biedt volgens Schupfer nog een voordeel. De simpele techniek en standaardisatie zorgen er volgens hem voor dat er bij de installatie weinig fout kan gaan, waardoor de maximale efficiëntie gemakkelijk kan worden behaald. Dit in tegenstelling tot bij complexere systemen, zoals met CO2. “De kosten voor de technische installaties kunnen hoger liggen dan bij een systeem met CO2. Door de aangegeven voordelen zullen de TCO-kosten echter gunstig uitvallen.”

Limiet aan koudemiddelvulling
In het waterloop-systeem van basetec bevinden de propaan-koelunits zich op de plekken waar gekoeld moet worden: de koel- en vriesmeubelen en de koelcellen. Belangrijk bij propaan is de maximale vullimiet per circuit. Omdat propaan in brandbaarheidscategorie A3 valt, bedraagt de maximale koudemiddelvulling waarbij geen extra maatregelen nodig zijn slechts 150 gram. Dat is ook de limiet die in de winkelruimte wordt aangehouden. Is meer vermogen nodig dan met die 150 gram kan worden gerealiseerd, dan worden meerdere koelcircuits geplaatst. De internationale norm IEC 603435-2-89:2019 geeft nu in veel gevallen al de mogelijkheid om deze limiet van 150 naar 500 gram te verhogen, wat zou betekenen dat er grotere koelunits geplaatst kunnen worden.

Voorgevuld en plug&play
De koel-vriesmeubelen worden niet door basetec, maar door bekende gespecialiseerde bedrijven gebouwd. Die maken de meubels waterloop-ready door er met propaan voorgevulde koelinstallaties in te plaatsen die plug&play kunnen worden aangesloten. Schupfer wijst erop dat de installaties onderhoudsvriendelijk zijn, mede door de lage drukken van 2 à 3 bar. Bij het installeren in de winkel hoeft alleen nog de elektriciteit te worden aangesloten en moeten twee pijpen worden aangekoppeld middels een perskoppeling.

Het waterloopsysteem kan met verschillende functionaliteiten worden uitgebreid, zoals verwarming of koeling van ventilatielucht in een luchtbehandelingskast.

Met alle koelmeubels verbonden
Met die pijpen wordt via een water/glycol-mengsel de warmte bij de platenwisselaar-condensor van de koelunit afgevoerd naar een centrale drycooler. Dit is het principe van het waterloop-systeem: de aan- en afvoerleidingen voor energie via water/glycol zijn met alle koel- en vriesmeubels in de supermarkt verbonden. Dat kan volgens Schupfer niet alleen simpel, maar ook snel worden gerealiseerd.

Bron voor propaanwarmtepomp
Het hierboven beschreven systeem is de basis. Zoals eerder gemeld, is ‘baseSys loop’ echter een geïntegreerd systeem dat met verschillende modules kan worden uitgebreid. Voor winkels die in de winter verwarmd moeten worden, kan een WTW-module worden toegevoegd. Hierbij gaat de warmte die afkomstig is van de koelunits niet via de drycooler de lucht in, maar dient hij als bron voor een warmtepomp. Deze warmtepomp is ook gevuld met propaan; hij heeft een koudemiddelvulling van 1,3 kg en is in een veilig hydraulisch station ingebouwd. “Dat station kan buiten worden geplaatst, of in een technische ruimte waarvoor basetec veiligheidsconcepten heeft uitgewerkt zodat gemakkelijk aan de regels kan worden voldaan”, zegt Schupfer.

Vloerverwarming, fancoils of luchtverwarming
De water/water-warmtepomp kan de winkelruimte via vloerverwarming of fancoils verwarmen. Daarnaast kan ook ventilatielucht ermee worden verwarmd. Als de warmteafgifte via de warmteterugwinning onvoldoende is, kan een extra grote warmtepomp worden toegevoegd. Dit kan een lucht/water-warmtepomp zijn, maar ook een water/water-warmtepomp, aangesloten op een bodemsysteem. Deze warmtepomp kan ook worden ingezet om het gebouw te koelen. Verder is er een module voor aansluiting op aardwarmte (wat bijvoorbeeld in Noorwegen vaak wordt toegepast) of stadswarmte.

Het belang van samenwerking
Basetec is leverancier van de totale oplossing en het bedrijf zorgt er volgens Schupfer als energiemanager voor dat het systeem efficiënt functioneert. Verder ontwikkelt, produceert en levert het bedrijf de drycoolers, hydraulische stations en controlunits voor het systeem. Verder verzorgt het trainingen voor installateurs en zorgt het ervoor dat de installatie aan de veiligheidsvoorschriften voldoet. “Samenwerken is belangrijk, zowel met businesspartners die installaties en leveren, als met klanten. Samen zorgen we voor oplossingen waarmee eindklanten jaren vooruit kunnen en die goed zijn voor het milieu.”

Een hydraulische module voor een warmwisselaar in een luchtbehandelingskast, met geïntegreerde pomp, bypass en een stroomregulatieklep.

Geen restricties aan grootte
Het merendeel van de klanten van basetec heeft 100 tot 200 kW aan koelcapaciteit, maar er zijn ook klanten met 400 tot 600 kW, en klanten met kleine winkels die juist minder koelvermogen nodig hebben. In totaal draaien in Europa 14.000 ‘baseSys loop’-units in 8.000 winkels, waarvan 6.000 met propaan. Er zijn meer waterloop-systemen in omloop, want ze worden ook door andere partijen geleverd. Voor de grootte van het systeem gelden volgens Schupfer geen restricties.

Belang van standaardisatie
Discountketens en andere supermarkten zijn de belangrijkste klanten. “Voor dit soort bedrijven is standaardisatie erg belangrijk; deze bedrijven willen niet voor verrassingen komen te staan. Ze zijn gevestigd in meerdere landen, met verschillende klimaten. Dat maakt waterloop perfect; de koelmeubels en koelsystemen zijn in bijvoorbeeld Spanje en Noorwegen hetzelfde. In Noorwegen zal een WTW-unit worden toegevoegd, en wellicht een aansluiting op aardwarmte. Het is een kwestie van toevoegen of weglaten van modules.”

‘Transitie’ binnen één nacht
Het waterloop-systeem van basetec wordt zowel in nieuwe als bestaande supermarkten en winkels geïnstalleerd. Schupfer: “In bestaande supermarkten kan de ‘transitie’ in een weekend of zelfs gedurende een nacht plaatsvinden. De volgende ochtend kan de winkel gewoon open; klanten merken er nauwelijks wat van. Daarvoor moet alles goed worden voorbereid; zo is er tijdelijke koelopslag nodig, waar koeltrucks zich goed voor lenen.”