Nieuw logistiek centrum voor vruchtgroenten gekoeld met ammoniak/CO2-installatie
De Westlandse telersvereniging Growers United heeft in 2020 in Maasdijk een nieuw pand met een logistiek centrum betrokken. Hier moeten gigantische hoeveelheden vruchtgroenten worden geconditioneerd. Dat gebeurt met een ammoniak/CO₂-installatie met een vermogen van 1.050 kW. De opdracht hiervoor ging naar Hamelink Koeling. Directeur Eelco Hamelink geeft uitleg over het project, dat bij de installateur voor een ommezwaai heeft gezorgd.
Tekst: Uko Reinders
Growers United is een coöperatie van ruim veertig familiebedrijven met een gezamenlijke kasoppervlakte van circa 600 hectare. De teelt bestaat uit de vruchtgroenten tomaat, aubergine, paprika en komkommer. Als die geoogst zijn, worden ze in kratten naar de verpakkingshal gebracht. Daar worden ze geconditioneerd, verpakt, verkocht, verdeeld over de klanten en uiteindelijk in vrachtwagens geladen om ze naar de afnemers te brengen. Met ruim 70 miljoen kilo per jaar gaat het om een enorme dagelijkse stroom aan producten.
Ontwerp uitgewerkt in 3D
In 2020 betrok de coöperatie een nieuw pand in Maasdijk dat in oktober 2021 officieel werd geopend. Een nieuw pand betekende ook dat er een nieuwe koelinstallatie moest komen. Daarvoor werd een inschrijfronde op touw gezet, waarbij de keuze op de offerte van Hamelink Koeling viel. Het bestek waarmee de opdracht werd binnengehaald, was een ruw ontwerp. Dat is eerst in 3D in BIM-software verder uitgewerkt tot een concreet ontwerp. “Het was onze eerste ervaring met BIM; inmiddels werken we 80 procent van de projecten uit met deze software”, zegt Eelco Hamelink. Toen het ontwerp klaar was, zijn de installaties gebouwd. Dat gebeurde onder meer in de eigen werkplaats van het installatiebedrijf.
Expeditieruimte met bovenin de verdampers die de temperatuur op maximum 16 ˚C houden.
Conditionering op verschillende temperaturen
Het nieuwe gebouw van Growers United bestaat uit verschillende ruimten die op verschillende temperaturen moeten worden geconditioneerd. Er zijn twee expeditieruimten: één waar de producten binnenkomen en één waar ze klaar staan voor vertrek naar de klanten. Deze ruimten moeten op een temperatuur van maximaal 16 ˚C worden gehouden. Dit is ook de maximumtemperatuur in de verwerkingsruimte waar de vruchtgroenten worden verpakt. Voor de zes koelcellen, die zijn uitgerust met een volledig geautomatiseerd palletsysteem, geldt een temperatuur van 12 ˚C.
Drie compressoren
De ammoniak-koelinstallatie, met een totaal koelvermogen van 1.050 kW, werkt met drie compressoren. Twee daarvan zijn 460 kW-schroefcompressoren (OSKA 8581 van Bitzer), uitgerust met capaciteitsregeling. De derde compressor is een kleinere zuigercompressor met een vermogen van 130 kW (Bitzer W6FA), voorzien van frequentieregeling. Als er sprake is van koelvraag gaat eerst de kleine zuigercompressor aan het werk. Zodra hij op zijn maximale deellast zit, komt de eerste schroefcompressor erbij. Als die op zijn maximum draait, springt de tweede schroefcompressor bij.
Afwegingen bij compressorkeuze
In de zomer draaien meestal alle drie de compressoren, in de winter alleen de zuigercompressor. “Die heeft het hoogste rendement in deellast, daarom is hier in het ontwerp voor gekozen”, zegt Hamelink. Waarom dan niet gekozen voor drie zuigercompressoren? Hamelink: “Die zijn kleiner dan schroefcompressoren. Als we alleen zuigercompressoren hadden gebruikt, zouden we er meerdere moeten installeren, wat op basis van investering en rendement niet gunstig zou uitpakken. We hadden ook kunnen kiezen voor één grote schroefcompressor, maar als die zou uitvallen, zijn de problemen natuurlijk niet te overzien. Dat was dus geen optie.”
Pompsysteem met CO₂ als koudedrager
De verdampingstemperatuur van de ammoniakinstallatie is 1 °C. Die temperatuur wordt via een warmtewisselaar overgedragen aan een pompsysteem met CO₂. Hamelink: “We hebben voor CO₂ als koudedrager gekozen vanwege het hoge rendement, oftewel de goede energieoverdracht.” De CO₂ wordt onder een druk van 45 bar door het hele pand gepompt, door alle luchtkoelers in de verschillende ruimten. De CO₂ komt vervolgens terug in de CO₂-afscheider in de machinekamer, die door de ammoniak wordt teruggekoeld tot ongeveer 4 ˚C.
De verwerkingsruimte waar de temperatuur op maximaal 16 ˚C wordt gehouden. Bovenin zijn de verdampers zichtbaar.
CO₂-compressoren met grotere capaciteiten
Volgens Hamelink was de keuze voor ammoniak in het primaire circuit destijds vrij logisch: “Dit vanwege de grote koelcapaciteit. Als we voor het alternatief CO₂ hadden gekozen, zouden we heel veel compressoren moeten plaatsen, wat qua rendement en investering minder gunstig zou zijn.” Inmiddels is die theorie achterhaald; er zijn nu CO₂-compressoren met grotere capaciteiten op de markt. Voor de installatie bij Growers United zou nu een opstelling met meerdere CO₂ -compressoren kunnen voldoen. Hamelink: “Hadden we de installatie nu ontworpen, dan zou ik ook zeker de mogelijkheid voor een volledig CO₂-systeem onderzoeken. Zo’n systeem is goedkoper en je ontloopt de veiligheidsmaatregelen die bij ammoniak gelden. Daardoor kun je extra kosten besparen op de bouw van de machinekamer.”
PLC-systeem meet temperaturen
Ook CO₂ is natuurlijk niet ongevaarlijk. Daarom zijn in alle gekoelde ruimten bij de coöperatie CO₂-sensoren geplaatst. De concentratiewaarden worden door de technische dienst van Growers United en bij Hamelink in de gaten gehouden. Dat gebeurt middels een PLC-systeem dat door Hamelink zelf is ontwikkeld. Naast de CO₂-waarden worden ook de temperaturen in de ruimten door het PLC-systeem gemonitord; meer specifiek de aanzuig- en de uitblaastemperatuur van de luchtkoelers. Mocht er iets niet in de haak zijn, dan wordt er een alarm afgegeven. In het programma is op een grafische afbeelding precies te zien waar er gemeten wordt en wat de meetwaarden zijn.
Variatie in CO₂-waarden
Bij de gemeten CO₂-waarden ziet Hamelink variatie optreden als gevolg van de uitstoot van de vruchtgroenten. De CO₂-productie is per product verschillend en bovendien heeft het aantal mensen dat in de ruimten werkzaam is invloed. De concentratiewaarden blijven wel onder de drempelwaarde van 5.000 ppm. Het bewaken van het klimaat in de ruimten is overigens de verantwoordelijkheid van Growers United. Tijdens de eerste maanden na in bedrijfstelling controleerde en bewaakte Hamelink Koeling de installatie op afstand. Hierna is die taak overgedragen aan de technische dienst (TD) van Growers United, die er nu zelf verantwoordelijk voor is. Hamelink heeft de mensen van de TD bij Growers United daarvoor opgeleid. Het controleren en registreren van de klimaatcondities is overigens ook onderdeel van de kwaliteitsborging van de producten. Vooral supermarktklanten willen precies weten hoe deze condities zijn.
Warmteterugwinning voor krattenwasser
Naast de compressoren zijn ook de verdampers natuurlijk een belangrijk onderdeel van de koelinstallatie. Die zijn van Thermofin en voorzien van toerengeregelde EC-ventilatoren die ook vanuit het PLC-programma worden aangestuurd. Ook het terugwinnen van warmte is een belangrijk aspect in het ontwerp. In de centrale persleiding van de ammoniakcompressoren is een warmtewisselaar geplaatst die de volledige warmtecapaciteit uit de koelinstallatie kan afgeven aan een warmwatersysteem. Het warme water daaruit wordt gebruikt voor het krattenwassysteem. De overige, niet gebruikte, warmte wordt door een luchtgekoelde condensor op het dak afgevoerd.
Met het PLC-systeem, dat door Hamelink zelf is ontwikkeld, kan het koelsysteem goed in de gaten worden gehouden.
‘Mogen-moeten’ zorgt voor energiebesparing
De installatie draait inmiddels ruim een jaar en functioneert volgens Hamelink geheel naar wens. “We hebben veel kennis opgedaan om de installatie zo stabiel mogelijk te laten lopen.” Daarbij is de ‘mogen-moetenregeling’ die in de zelf ontwikkelde PLC-software is opgenomen, van groot belang. Met de regeling wordt soms eerder begonnen met koelen, om de compressor te laten draaien. “De zuigercompressor moet altijd draaien. Maar als de minimale temperaturen in alle ruimten zijn bereikt, is koelen niet meer nodig. Als we echter constateren dat in een ruimte bijna weer moet worden gekoeld, gaat de compressor niet uit.” ‘Mogen-moeten’ heeft er al toe geleid dat de ammoniakkoelinstallatie niet naar 1 ˚C maar naar 2 of 3 ˚C koelt. “Dat zorgt voor energiebesparing.”
Omslag naar centrale installaties
Het project bij Growers United is het grootste dat Hamelink tot nu toe heeft uitgevoerd. De installateur hield zich eerder vooral bezig met kleinere koelinstallaties voor telers. Kwekerijen worden echter groter, en daarmee ook de koelcellen en -systemen. “We zien door de groei van bedrijven een omslag, van meerdere separate systemen naar centrale installaties. Bij nieuwbouw of vervanging adviseren we om over te stappen op een centrale installatie met CO₂ of ammoniak in combinatie met CO₂. Inmiddels werkt Hamelink aan projecten met nog grotere koelvermogens dan bij Growers United en zijn de medewerkers opgeleid voor het werken met natuurlijke koudemiddelen. Het project bij Growers United heeft derhalve voor een flinke ommezwaai bij het installatiebedrijf gezorgd.
Fantastisch mooi project, het gebruik van KE Fibertec lucht-verdeelslangen, kan bewijsbaar zorgdragen voor verdere energie besparing en daarnaast voor een tochtvrij binnenklimaat.