Airconditioning en koeling bij RCC Cold and Air Treatment

Informatie over airconditioning, koeltechniek en koude, maar ook ventilatie, koeling en lucht

Ook GEA Bock, fabrikant van componenten voor koelsystemen en airconditioning, bereidt zich voor op de steeds warmer wordende zomers. Sinds een jaar zorgt een op propaan gebaseerd koelsysteem voor extra koelcapaciteit in de testruimtes en optimale klimaatbeheersing op het Duitse hoofdkantoor in Frickenhausen. Hiervoor is een nieuw product ontwikkeld: de HG66e HC, een semi-hermetische koolwaterstofcompressor.

Tekst: Ralf Dunker Tot vorig jaar zorgde één en hetzelfde koelsysteem op het hoofdkantoor van GEA Bock voor zowel het verpompen van overtollige warmte uit het testcentrum als de airconditioning in het kantoor. De proefbanken hadden altijd voorrang en dat ging vaak ten koste van de klimaatbeheersing in de rest van het gebouw. In hete zomers, wanneer de compressortestbanken op volle toeren draaien, baden de medewerkers op het hoofdkantoor al snel in het zweet. 

Te weinig reserves Toen het testcentrum veel koelcapaciteit nodig had om aan de strenge testeisen voor de compressoren te voldoen, had het kantoor last van de hitte. Op warme zomerdagen raakte de airconditioning, die slechts een kleine reserve aan koelcapaciteit had, al snel overbelast. Omdat de compressortesten steeds meer afvoercapaciteit vergden en de zomers warmer worden, bleek het essentieel om het koelsysteem om te bouwen of uit te breiden.

Het hoofdkantoor van GEA Bock, met het kantoorgedeelte aan de linkerkant.

Propaankoelmiddel GEA Bock wilde de nadruk leggen op een efficiënte en milieuvriendelijke oplossing. Synthetische koudemiddelen met een hoge GWP-waarde waren daarom taboe. Als leverancier van compressoren voor koelsystemen wilde GEA Bock dat hun eigen koelsysteem het vlaggenschip van het bedrijf zou worden, waarbij gebruik werd gemaakt van een natuurlijk koelmiddel. De meest voor de hand liggende opties waren volgens Manuel Fröschle, Application Engineering manager bij GEA Bock, propeen en propaan. “Systemen die gebruik maken van propeen of propaan werken zeer efficiënt bij hoge omgevingstemperaturen. Uiteindelijk hebben we voor propaan gekozen.”

Zuiggasgekoelde koolwaterstofcompressoren Het GEA Bock-assortiment omvat verschillende koolwaterstofcompressoren die worden gekoeld door zuiggassen. Bij de start van het eigen project was er keuze uit zeven verschillende compressoren, met in totaal 24 capaciteitstrappen, van 5,4 tot 279,8 m³ bij 50 Hz. “Om aan het vereiste koelvermogen van 132 kW te voldoen, hebben we twee HG56e HC-compressoren met een geregelde frequentie geselecteerd. Ze zijn perfect afgestemd op de compacte koelers van Futron”, zegt Fröschle.

Redundantie bij deellast In het project zijn twee identieke pekelkoelers opgenomen met een aanvoertemperatuur van 6°C en een retourtemperatuur van 12°C. Zij zijn verantwoordelijk voor de airconditioning van het kantoorgebouw. Deze redundante oplossing maakt een optimale werking bij deellast mogelijk. Tussen de seizoenen door kunnen onderhoudswerkzaamheden worden uitgevoerd zonder dat de airconditioning volledig hoeft te worden uitgeschakeld. Met het oude systeem konden tijdens zo'n onderhoudsperiode alleen de testruimtes worden gekoeld.

Productmanager Manuel Fröschle naast de nieuwe HG66e HC koolwaterstofcompressor.

Nieuwe zescilindercompressor In het oorspronkelijke project is een opmerkelijk detail veranderd in de uitvoering. Tegen de tijd dat de pekelkoelers zouden worden geïnstalleerd, was er een nieuw prototype van de HG66e/1340-4 HC-compressor beschikbaar. Dit prototype werd geïntegreerd in het nieuwe koelsysteem. Net als de compactere HG56e HC heeft de nieuwe compressor een zescilinderversie. Het vermogen ligt tussen dat van de HG56e HC en de HG88-modellen. De cilinderinhoud ligt tussen 116,5 m³/h en 180 m³/h bij 50 Hz en vult daarmee de leemte op die bestond tussen de bestaande modellen. De vervanging van de compressor was de enige wijziging in het oorspronkelijke conceptontwerp.

Nieuwe klepplaat “Het afstellen van de installatie was een mooie kans om het nieuwe model HG66e HC in ons eigen bedrijf aan een praktijktest te onderwerpen”, zegt Fröschle. “De nieuwe compressor is groter, biedt meer vermogen en is voorzien van de nieuwe mexxFlow klepplaat. Deze klepplaat heeft een uitvoering met ribben in een dubbele ring, voor een optimale doorstroming, en dat wordt gecombineerd met een op maat gemaakte cilinderkop. Deze combinatie verhoogt het rendement van de compressor aanzienlijk. Bij de HG66e HC wordt het vermogen geregeld met een frequentieomvormer, bij de HG56e HC wordt het vermogen geregeld door de cilinderkop uit te schakelen.”

Technische kenmerken van de HG66e HC-serie • Semi-hermetische zescilinder zuigercompressor • Vier capaciteiten variërend van 116,5 m³/h tot 180,0 m³/h (bij 50 Hz) • Geoptimaliseerd voor de koudemiddelen propaan (R290) en propeen ( R1270 ) • MexxFlox 2.0 klepplaatsysteem ontworpen voor optimale doorstroming, met een dubbele ring van ribben • Geoptimaliseerde gasstroom in de compressor • Speciale olievulling voor verbeterde bescherming tegen slijtage • Bewezen oliepompsmering • Efficiënte verwisselbare elektromotoren • Conventionele posities voor bevestigingen, zuigventielen en kijkvensters, zoals deze, zijn gebruikelijk in de markt

Het risico van propaan Propaan en propeen zijn ontvlambaar. De veiligheidseisen van beide koudemiddelen in de setting bij GEA Bock waren echter beperkt tot het koelsysteem, dat aan de achterkant van het testgebouw is geïnstalleerd. De thermische energie wordt via een warmtewisselaar via een pekelcircuit uit het gebouw afgevoerd. De gebruikte HC-compressoren zijn geoptimaliseerd voor het gebruik van koolwaterstoffen en hebben volgens GEA Bock een lange levensduur. Bij koolwaterstoftoepassingen wordt in de compressor een oliecarterverwarming met een speciale olievulling gebruikt. Bovendien is de elektronische beveiliging van de compressor ondergebracht in een aparte schakelkast. "De compressoren en de Futron-koelers zijn nu goedgekeurd en vrijgegeven voor gebruik met koolwaterstoffen", voegt Fröschle toe.

Veiligheid voorop Om het gehele systeem te vullen is slechts 2,1 kg propaan per koeler nodig. Gassensoren detecteren eventuele gaslekken. Wanneer een dergelijk lek optreedt, wordt onmiddellijk een volledige veiligheidsuitschakeling gestart, met een ventilatiesysteem dat het brandbare gas uit de machinebehuizing afvoert. Om het mogelijke explosiegevaar zo klein mogelijk te houden, is voor dit veiligheidssysteem een ​​aparte, aparte schakelkast geplaatst. Installatie en risicoanalyse werden gezamenlijk uitgevoerd door GEA Bock en Futron. "Omdat het systeem bestaat uit kerncomponenten die al waren goedgekeurd en geschikt bevonden voor propaan, was dit relatief eenvoudig", aldus Fröschle.

De nieuwe HG66e HC-compressor.

Voldoende koelcapaciteit De twee pekelkoelers met de zescilindercompressoren zijn nu ruim twee jaar in bedrijf. Fröschle: “Ze werken feilloos, er zijn geen storingen opgetreden.” De mensen op kantoor horen het geluid van het koelsysteem niet. De installatie bevindt zich namelijk achter de bedrijfshallen, ver van de kantoorruimtes. Het personeel is ook erg tevreden over de kwaliteit en prestaties van de airconditioning.” Fancoil units voor wandmontage zorgen voor koeling, waardoor medewerkers per bureau de gewenste temperatuur individueel kunnen regelen. Fröschle: “Zelfs tijdens de lange en hete zomer van 2018, toen de buitentemperatuur in de schaduw opliep tot 38°C, kon het kantoor voldoende koel worden gehouden.”

Succesvolle stresstests Fröschle zegt zeer tevreden te zijn met het resultaat van de stresstest van de nieuwe HG66e HC voor koolwaterstoffen. “Ook tijdens de hete zomer van 2019 heeft het prototype zich uitstekend bewezen. Het resultaat voldoet volledig aan onze verwachtingen.” Sinds de succesvolle interne test is de HC-versie van de HG66e daarom een ​​integraal onderdeel geworden van het GEA Bock-assortiment.

Angst voor hoge servicekosten Tot slot wil Fröschle de angst wegnemen dat gebruikers die willen overstappen op koolwaterstoffen te maken krijgen met hoge servicekosten. “Elke gekwalificeerde professional die weet hoe hij met ontvlambare koelmiddelen moet omgaan, moet alle onderhouds- en servicewerkzaamheden voor het nieuwe systeem kunnen uitvoeren. Het meeste werk kan zelfs worden gedaan zonder het systeem te openen.” Tijdrovende controles op lekkage zijn bij gebruik van natuurlijke koudemiddelen niet verplicht, in tegenstelling tot systemen met synthetische koudemiddelen. Dit betekent dat de natuurlijke koudemiddelen propaan en propeen volgens GEA Bock net zo gemakkelijk kunnen worden gebruikt voor airconditioning en industriële doeleinden als bijvoorbeeld CO₂ en ammoniak, die al veel worden gebruikt in koel- en vriestoepassingen.

Gerelateerde artikelen over ontwikkelingen in de koudemiddelmarkt

Tags: propaan, koudemiddelen, industriële koeling, koudemiddelenconferentie 2020

De koelsector doet te weinig om jonge professionals aan te trekken

Schrijf je in voor de Cold and Air Treatment nieuwsbrief