Franse fruitcoöperatie verruilt ammoniakinstallatie voor HFO-systeem met waterlus
Om het energiegebruik te verminderen en beter bestand te zijn tegen de warmere zomers, verving fruitcoöperatie COFRA in 2020 haar koelinstallaties. Daarbij werd van ammoniak overgestapt op de HFO R1234ze, met een hoger rendement als resultaat. De installatie wordt ondersteund door een systeem met een waterlus, waarmee op warme dagen de condensatietemperatuur wordt verlaagd.
Tekst: Climalife
Bij coöperatie COFRA, gevestigd in de Lot- en Garonnevallei tussen Bordeaux en Toulouse, worden appels, peren en pruimen bewaard. De bewaarperiode loopt van augustus tot juli. Daarnaast wordt het fruit verpakt en verkocht aan supermarkten en groothandelaren. In het voorjaar en de zomer worden koelcellen verhuurd voor de opslag van aardbeien, aubergines en courgettes. De coöperatie heeft zeventien leden, een jaaromzet van 4 miljoen euro en 24 voltijds medewerkers. Een belangrijke visie van de coöperatie is het bevorderen van de circulaire economie en duurzaamheid.
Champignonkwekerij kiest voor ammoniakinstallatie ‘op de groei’ Bij de champignonkwekerij van Van den Boomen in Gemert installeerde ‘huisinstallateur’ Verbrugge Koeltechniek een ammoniakkoelinstallatie van 1,4 MW die met een paar eenvoudige ingrepen is te vergroten tot 2,4 MW.
Lees in dit artikel meer over dit project.
Opslag onder gecontroleerde atmosfeer
Het COFRA-gebouw heeft een oppervlakte van 20.000 m² en beschikt over 57 koelcellen met een totale opslagcapaciteit van 12.000 ton. De korte-termijnbewaring vindt plaats middels ‘gewone koudeopslag’. Voor langere periodes vindt de opslag plaats onder een gecontroleerde atmosfeer. Door de grote opslagcapaciteit is koeling een essentieel onderdeel van COFRA. “We kunnen het ons niet veroorloven om zonder koeling te zitten. Het is dus in ons belang om te weten hoe alles werkt”, vertelt Emile Nioche van COFRA. De coöperatie heeft daarom een fulltime koeltechnicus in dienst. Die houdt de koelinstallaties nauwgezet in de gaten en pleegt dagelijks onderhoud.
Het dak van coöperatie COFRA lig vol met pv-panelen.
Ammoniakkoelers voeden glycolwaterlus
In het eerste decennium van 2000 is een indirect koelsysteem geïnstalleerd. Dit bestaat uit vier ammoniakkoelers met een koelcapaciteit van 300 kW elk. Ze voeden een glycolwaterlus met -7 °C om alle koelruimtes en de verzendingsdokken te koelen. Een koeltoren wordt gebruikt voor ammoniakcondensatie. Omdat duurzaamheid belangrijk is voor COFRA, liggen er pv-panelen op het hele dakoppervlak van het gebouw, en ook op de overdekte parkeerplaatsen. De panelen zorgen voor een deel van 3 miljoen KWh aan elektriciteit die jaarlijks nodig is om COFRA draaiend te houden.
Vervanging door HFO-installatie
Omdat koeling een grootverbruiker van die elektriciteit is, wil de coöperatie het energiegebruik van de koelinstallaties terugbrengen. De wens om daarvoor de installaties te vervangen werd versterkt doordat ze de afgelopen zomers door de hogere buitentemperaturen al problemen vertoonden. Eind 2018 resulteerde dat in een project voor de vervanging van de installaties. Vanwege beperkingen op het gebied van onderhoud en regelgeving moest de koeltoren daarbij verdwijnen. Voor het project werd Quercy Réfrigération in de arm genomen. Benoît Duparc, manager van die installatiebedrijf, zorgde in het voorjaar van 2020 voor de installatie van een totaaloplossing, op basis van vier pijlers:
1. HDCold
De eerste pijler is het HD Cold-systeem. Dit is een geïntegreerde regelsysteem dat geen bevochtiging en ontdooiing nodig heeft. De Nature HDCold-verdampers, ontwikkeld door fabrikant Stefani, werken met ventilatormotoren (blow throw EC-ventilatoren) die de luchtverdeling en vochtigheidsregeling verbeteren. Deze gepatenteerde oplossing zorgt voor een energiebesparing tot 40 procent en 30 procent minder vochtverlies, en daarmee voor een betere kwaliteit van groenten en fruit.
2. HFO-koelmachines
Er komen vier koelmachines met koudemiddel R1234ze, ter vervanging van de bestaande ammoniakinstallaties. Hierdoor kan ook de koeltoren verdwijnen. De voordelen van koudemiddel R1234ze (Solstice ze) heeft GWP van minder dan 1, een classificatie in groep 2 van de PED volgens de EN 378-norm, is door de lage druk gebruiksvriendelijk voor technici en heeft een goede prestatiecoëfficiënt. Het middel zorgt voor een energiebesparing van ongeveer 25 procent ten opzichte van de toepassing van ammoniak, heeft een ‘niet-toxische’ classificatie (wat veel administratieve rompslomp scheelt) en lage investering en onderhoudskosten.
De twee vaten met water waarin overdag warmte wordt opgenomen die ’s nachts aan de buitenlucht wordt afgegeven.
3. Regandsy & Hates-systeem
Het Regandsy & Hates-systeem, ontwikkeld door RH2i, ondersteunt het beheer over het condensatieproces, met een waterlus die overdag de warmte opslaat en ’s nachts op het voordeligste moment afvoert. Dit water wordt opgeslagen in twee geïsoleerde vaten van elk 125 m³ die in serie verbonden zijn. Op basis van de buitentemperatuur en de tijd die het laden van de warmtelading kost, verlaagt Regandsy & Hates de condensatietemperatuur in warmere periodes en kan het toerental van de condensorventilatoren met 15 tot 35 procent worden verlaagd. Een warmtewisselaar voor de condensor neemt de oververhitting weg na de compressor, verlaagt hierdoor het vermogen en de ventilatorsnelheden van de condensor en vermindert het verbruik. Een platenwisselaar voor de condensor en één in de vloeistofleiding verbeteren de onderkoeling en verhogen hierbij de efficiëntie van de economiser. De winst op de glycolwaterlus bedraagt 0,2 tot 0,5 °C, wat voor 7 tot 17 procent meer rendement zorgt, ongeacht de buitentemperatuur. Door de condensor te omzeilen en volledige of gedeeltelijke condensatie in de koeler uit te voeren, wordt de condensatietemperatuur en het stroomverbruik het hele jaar door verlaagd.
4. Platenwisselaars
De warmte die vrijkomt bij de koeling wordt benut via een systeem van platenwarmtewisselaars, waarmee water wordt verwarmd. Hierdoor kan bespaard worden op het verwarmen met gas. De warmte wordt gebruikt om te ontdooien en het gebouw te verwarmen, en voor een behandeling van de appels om schimmels te neutraliseren voordat ze worden gekoeld.
Hogere EER
De nieuwe installaties zijn inmiddels geplaatst. Ze functioneren goed en zorgen voor een hogere EER dan de vorige installatie met ammoniak (zie kader hieronder). De investeringskosten kwamen uit op zo’n 2 miljoen euro. Het project is grotendeels gefinancierd middels het Franse systeem van energiebesparingscertificaten.
Vergelijkend onderzoek: R1234ze versus NH₃
Om de prestaties van de koelinstallaties met R1234ze te vergelijken met die van installaties met ammoniak, en inzicht te krijgen in de invloed van het Regandsy & Hates-systeem, heeft Quercy Réfrigération onderzoek laten doen door ingenieursbureau Optinergie. Het onderzoek vond tussen mei en december 2020 plaats bij COFRA. Hierbij werd de totale EER berekend door de werking van de installaties nauwkeurig te analyseren met behulp van fysieke metingen en instrumenten. De EER is de verhouding tussen de geproduceerde koelenergie en de elektrische energie die hiervoor nodig is. Onderzocht zijn het glycolwaterdebiet, de doorstroom- en retourtemperaturen op het pekelcircuit en het elektriciteitsgebruik op het debiet van de R1234ze koelers (compressor, condensor, primaire pompen en hulppompen), en het elektriciteitsgebruik van de compressor, condensor, primaire pomp, oliekoelerventilator en oliekoelerpompstromen van de NH₃-unit. De installaties zijn vergelijkbaar omdat het regelprincipe vergelijkbaar is. De koelmachines zijn uitgerust met elektronische frequentieregelaars. De installaties met R1234ze hebben geen oliekoeler. COFRA had tijdens het onderzoek drie parallelle koelinstallaties: twee met R1234ze, de andere met ammoniak. In onderstaande tabellen staan de technische gegevens van de machines.
Conclusie op basis van tabel 3: De EER van de NH₃-koelmachine daalt sneller als de buitentemperatuur stijgt.
De tweede meetperiode (tabel 4) bevestigt dat de R1234ze-koelmachines efficiënter zijn dan de NH₃-koelmachine onder vergelijkbare bedrijfsomstandigheden met hoge buitentemperaturen en een grotere fruitopslag. De gemiddelde EER gemeten over de twee dagen van de werking met het Regandsy-systeem bij koelmachine 1 was 2,95.