Koelsystemen spelen een cruciale rol in diverse sectoren. Ze waarborgen voedselveiligheid, ondersteunen industriële processen en handhaven comfortabele binnenomgevingen. Hun efficiëntie heeft echter een grote invloed op het energieverbruik, de bedrijfskosten en de milieuduurzaamheid. Een kritiek onderdeel van koelsystemen, de condensorkoeler, zorgt ervoor dat warmte van het koudemiddel wordt afgegeven aan de omgeving.
In veel regio's, met name in warmere klimaten, wordt de doeltreffendheid van de condensorkoeler aangetast door hoge omgevingstemperaturen. Dit scenario leidt tot een lagere warmte-uitstoot en bijgevolg tot lagere algehele systeemprestaties. Als gevolg daarvan zijn hogere energie-inputs nodig om de gewenste koeleffecten te bereiken, waardoor de bedrijfskosten en de milieu-impact toenemen.
Omgaan met extreme temperaturen en druk
Een middelgrote AB-supermarkt van 1.430 m² in Athene had een integraal koelsysteem. Het systeem bestond uit een configuratie met meerdere racks met drie compressoren voor middelhoge temperatuurbelasting (MT) en twee compressoren voor lage temperatuurbelasting (LT), waarbij gebruik werd gemaakt van R449A-koudemiddel. Zowel MT als LT werden gevoed door een gemeenschappelijke condensorkoeler. Deze is ontworpen voor een verdampingstemperatuur van -35 °C voor LT en -10 °C voor MT, en werkt binnen een omgevingstemperatuur van 40 °C. De regeling werd bestuurd door een eenheid met een instelpunt voor de condensatietemperatuur van 30 °C. Gedurende de observatieperiode draaiden de condensorventilatoren continu omdat de insteltemperatuur niet kon worden bereikt. Dat leidde tot geen vermindering van het energieverbruik door de werking van de condensorventilator zonder adiabatische condensorkoeler.
In samenwerking met Munters via Dry Hellas, een exclusieve vertegenwoordiger van Munters in Griekenland, en de lokale aannemer General Refrigeration S.A., koos AB ervoor om het adiabatische koelsysteem EC Cool van Munters te implementeren op de condensorkoeler om extreme temperaturen en drukken te beperken.
"We hebben samengewerkt aan projecten met voorkoeling via het EC Cool-systeem van Munters. Munters biedt een totaaloplossing die haar beloften waarmaakt."
Dimitrios Dalavouras, mede-eigenaar van General Refrigeration SA.
De voordelen van adiabatische voorkoeling
Adiabatische voorkoeling is een veelbelovende oplossing voor het verbeteren van de prestaties van de condensorkoeler. Bij deze techniek wordt de inkomende lucht gekoeld voordat deze door waterverdamping de condensorkoeler bereikt. Het onderliggende principe is eenvoudig: wanneer water verdampt, absorbeert het warmte uit de omgevingslucht en verlaagt zo de temperatuur ervan. Door voorgekoelde lucht in de condensorkoeler te brengen, kan het systeem een efficiëntere warmteafvoer mogelijk maken.
Adiabatische voorkoeling biedt tal van voordelen
Hogere capaciteit: door de condensatietemperatuur te verlagen, kan de koelcapaciteit van het systeem worden verhoogd, wat een effectievere koeling mogelijk maakt.
Verbeterde efficiëntie: dankzij lagere luchttemperaturen kan de condensorkoeler warmte efficiënter afvoeren, waardoor de efficiëntie van de totale koelcyclus wordt verbeterd.
Energiebesparingen: het hogere rendement vertaalt zich in een lager stroomverbruik, want het koelsysteem werkt efficiënter om de gewenste koelresultaten te bereiken.
Apparatuur gaat langer mee: werking onder koelere omstandigheden kan slijtage aan systeemcomponenten verminderen, waardoor de levensduur van het systeem kan worden verlengd.
Met behulp van adiabatische koelpads verlaagt Munters EC Cool de inlaattemperatuur van de dakcondensorkoeler. Omgevingslucht stroomt door bevochtigde CELdek®-verdampingsmedia, waardoor de temperatuur effectief wordt verlaagd voordat deze de condensorkoeler bereikt. Munters EC Cool biedt modulariteit en flexibiliteit en is geschikt voor condensorkoelers van verschillende afmetingen, waaronder modellen tot 2 meter hoog. Het systeem is gemaakt van hoogwaardige, uv-gestabiliseerde pvc- en pp-materialen en overtuigt door zijn duurzaamheid en veerkracht. Het lijmvrije ontwerp zorgt voor weerstand tegen thermische uitzetting of krimp en beschermt tegen scheuren of waterlekkage. Onderhouds- en inspectieprocedures zijn eenvoudig, dankzij een slimme clipfunctie die eenvoudige toegang biedt tot waterleidingen en het vervangen van pads. Het systeem werkt met name op gerecirculeerd water, waardoor het waterverbruik wordt geminimaliseerd.
Meer voordelen dan alleen kostenbesparingen
Dry Hellas besloot een uitgebreide analyse uit te voeren van de impact van adiabatische koeling en richtte zich op belangrijke prestatie-indicatoren over twee verschillende periodes. De eerste vergelijking ging om intermitterend gebruik, de tweede om twee volledige dagen in de supermarkt.
De resultaten toonden duidelijk de doeltreffendheid aan van adiabatische voorkoelingsoplossingen bij het verbeteren van de energie-efficiëntie. Toen de omgevingstemperatuur rond 32 °C schommelde, bedroeg de energiebesparing bijna 20%. De verwachte energiewinst was nog groter in warmere omstandigheden of bij een lagere luchtvochtigheid. Met name het besparingspercentage nam toe met een hoger energieverbruik als gevolg van hogere omgevingstemperaturen. Bovendien heeft deze oplossing geholpen om het piekstroomverbruik tijdens de cruciale middaguren te verminderen, wat het net ten goede kwam. Energiebesparingen vertaalden zich rechtstreeks in kostenbesparingen, vooral in regio's met hoge stroomprijzen, en droegen ook bij aan de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen. Voor elke kWh bespaarde elektriciteit werd de uitstoot van 285 gram CO2-equivalent voorkomen.
"De voordelen gingen echter verder dan kostenbesparingen. Het vermogen van Munters EC Cool om te werken bij lagere condensatietemperaturen bevorderde de levensduur van de compressor en beperkte de regelmaat van storingen waarvoor interventie van een technicus nodig zou zijn tot een minimum. Bovendien zorgde het voor een stabielere werking van het systeem, wat leidde tot consistente temperaturen in kasten en koelcellen. Op zijn beurt verbeterde dat de productkwaliteit en verminderde het percentage verspilling."
Peny Sitaridou, eigenaar van Dry Hellas.
Een duurzame oplossing voor zomerse hitte
Samengevat heeft de introductie van het adiabatische voorkoelingssysteem EC Cool van Munters op de condensorkoeler de operationele efficiëntie van het koelsysteem aanzienlijk verbeterd. Door extreme temperaturen en druk te beperken, heeft het een soepelere werking mogelijk gemaakt. Dat heeft geleid tot aanzienlijke energiebesparingen en minder uitstoot van broeikasgassen. Bovendien maakt de veelzijdigheid het mogelijk om bestaande systemen achteraf uit te breiden, wat een gunstig rendement op de investering belooft door energiebesparingen en verbeterde prestaties. Met name de eenvoud van de uitbreiding achteraf en de afwezigheid van waterbehandelingsvereisten maken het een praktische en duurzame keuze om koelsystemen te verbeteren.
"De implementatie van dit systeem heeft geholpen om aanzienlijke energiebesparingen te realiseren en de hoge druk van het koelcircuit te verlagen. Zo konden we voorkomen dat de compressor vaak wordt uitgeschakeld. Ik beveel dit systeem aan als een duurzame oplossing voor het aanpassen aan en het opvangen van klimaatverandering in koelsystemen, vooral tijdens de warme zomerperiodes."
Georgios Karampatos, Energy & New Technologies Supervisor AB Vassilopoulos Single Member S.A.
