RCC Koude & luchtbehandeling

1818 FEBRUARI 2013 106e JAARGANG

Koeltechniek en airconditio-

ning zijn van belang voor de

mensheid op gebied van

voedselveiligheid, productiviteit en

comfort. Technologische ontwikke-

lingen dragen voortdurend bij aan

het voldoen aan deze behoeften. In

het begin was het veiligheidsrisico

versus economisch voordeel

aanvaardbaar, maar door lekkage

van brandbare of giftige koudemid-

delen veroorzaakte ongelukken

hebben geleid tot ontwikkeling van

‘veilige’ koudemiddelen.

De invoering van de CFK’s en later

HCFK’s losten weliswaar de veilig-

heidsproblemen op, maar tot in de

jaren zeventig bleven milieurisico’s

buiten beeld. De ernstige gevolgen

van een langdurig gebruik van

CFK’s leidden tot een mondiale

overeenkomst van geleidelijke

uitfasering van de CFK’s. De

oplossing werd gevonden door de

ontwikkeling van HFK’s. Die leveren

echter de grootste bijdrage aan de

opwarming van de aarde, tenzij

nieuwe technologieën kunnen

worden ontwikkeld en toegepast

(zie afbeelding hieronder).

Bij de ontwikkeling en introductie van regelingen en producten die worden toegepast bij nieuwe, duurzame koudemid-delen manifesteert zicht een krachtenbalans.Een analyse vanuit het standpunt van Danfoss, fabrikant van koeltechni-sche componenten.

De vraag is wat de ontwikkeling van

deze nieuwe technologieën beïn-

vloedt en in welk tempo. Het ideale

scenario is een mondiaal regime

met kaders voor nationale wetge-

ving waaraan de industrie een goed

gedefi nieerd werkgebied kan

ontlenen. Hierdoor ontstaat de

motivatie om te investeren in het

ontwikkelen van nieuwe producten.

Montreal ProtocolHet Montreal Protocol is hier een

goed voorbeeld van. Het Kyoto

Protocol ( GWP) is niet zo e' ectief

geweest en leidt tot een groeiend

mozaïek van verboden en voor-

schriften (zie afbeelding bovenaan

de volgende pagina). De industrie

Productontwikkeling voor duurzame koudemiddelen

DUURZAME KOUDEMIDDELEN

zag zich genoodzaakt producten te

ontwikkelen voor vele koudemid-

delen en -toepassingen. In de

toekomst is de beschikbaarheid van

duurzame producten voor gebruik

met lage GWP-koudemiddelen

noodzakelijk. Als fabrikant is

Danfoss in de afgelopen decennia

geconfronteerd met de ontwikke-

ling van componenten voor veel

nieuwe koudemiddelen. Het

scenario is altijd complex. Techniek

en veiligheid staan voorop, maar

het maken van de juiste keuze en

het erbij behorende tijdpad wordt

vaak bemoeilijkt door een ingewik-

kelde en onzekere regelgeving.

Innovatie komt uit nieuwe moge-

lijkheden om waarde te creëren. Als

Zeven verschillende krachten zijn belangrijk voor het besluit om producten te ontwikkelen.

In een volwassen markt zal er een quasi statisch evenwicht ontstaan tussen deze krachten

en de geplande ontwikkeling resultaten. Het evenwicht wordt verbroken door krachten van

de markt zoals milieueisen, resulterend in nieuwe wetgeving waardoor innovatie noodzake-

lijk wordt, en plotseling het spel verandert. Dit is precies wat gebeurt als laag-GWP koude-

middelen vanuit milieuredenen voorgeschreven worden. Normen en wetgeving worden drij-

vende krachten.

Koude & luchtbehandeling RCC

19106e JAARGANG FEBRUARI 2013

DUURZAME KOUDEMIDDELEN

energieprijzen laag zijn, wordt geen

energie-e* ciënte oplossing

gemaakt. Als wetgeving niets

voorschrijft, blijven ontwikkelingen

van nieuwe koudemiddelen en

-systemen uit. De koeltechniek en

airconditioning waren jarenlang

een bedrijfstak met bescheiden

innovatie. Veel producten zijn lange

tijd toegepast en daardoor zijn

productie en logistiek volwassen,

geoptimaliseerd en kostene' ectief.

ElektronicatoepassingenDe meeste innovatie is gerealiseerd

in de elektronicatoepassingen. In

de afgelopen tien jaar zijn echter

door de eisen voor wat betreft

energie-e* ciëntie en koudemidde-

len innovaties gerealiseerd die niet

alleen een kostenbesparende

achtergrond hadden. Drastische

wijzigingen realiseren in producten

voor nieuwe koudemiddelen is

tijdrovend en duur. De markt wordt

beïnvloed door uiteenlopende

lokale wetgeving, waardoor het

moeilijk is vast te stellen hoe

levensvatbaar een project is. In de

afbeelding op de vorige pagina

bovenin is dat geïllustreerd doordat

de hefboom nog niet het levensvat-

baarheidsniveau heeft bereikt. Het

lampje om het ontwikkelproces te

starten brandt nog niet. Dergelijke

projecten worden vaak ingedeeld

als strategisch of risicovol. Maar hoe

ze ook genoemd worden, feit blijft

dat onze industrie dergelijke

baanbrekende projecten nodig

heeft waarbij een zware wissel

wordt getrokken op de ontwikke-

laars binnen het bedrijf. De ontwik-

kelingen van de CO2-kleppen en

-regelaars van Danfoss zijn een

voorbeeld van het uitwerken van

nieuwe ideeën, waarbij samen met

universiteiten en afnemers het

hergebruik van beproefde concep-

ten samen met nieuwe materialen

in de afgelopen tien jaar resulteerde

in nieuwe producten.

Normalisatie en wetgeving (N & W)

is het overheersende mechanisme

voor het duwen van de ontwikke-

ling in een bepaalde richting.

Boetes, belastingen, uitsluitingen

en tot op zekere hoogte vrijwillige

overeenkomsten bleken e' ectief.

Dit geeft de industrie vertrouwen

om te investeren in ontwikkeling.

De afbeelding links bovenaan deze

pagina toont de grote verscheiden-

heid van maatregelen. In Europa

gaat men verder dan de Montreal-

eisen, terwijl de VS en Azië het

precies volgen. Australië heft hoge

belastingen op de HFK-verkoop.

Diverse landen stimuleren groene

technologie door het geven van

subsidies of door belastingmaatre-

gelen op investeringen voor

e* ciencyverbeteringen. Onder-

zoeksprogramma’s aan universitei-

ten zijn een goede kraamkamer

voor nieuwe ideeën die dan door de

industrie verder kunnen worden

uitgewerkt. De groeiende N&W

lappendeken is echter gevaarlijk.

Het initieert lokale suboptimalisatie

en vergroot de complexiteit van de

markt. Kosten zouden worden

opgedreven en technologische

vooruitgang zou vertragen of zelfs

geblokkeerd.

Wetgevende invloedIn 2002 introduceerde de EU de

MAC richtlijn en in 2004 de richtlijn

F-gassen. Terwijl de MAC-richtlijn

koudemiddelen tot het niveau van

een GWP van 150 verbiedt, zorgt het

tegelijkertijd voor een impuls om

nieuwe oplossingen voor R134a in

automotive-airconditioning te

zoeken. In 2003 introduceerde

Denemarken een zeer hoge HFK-

belasting en in 2007 een maxi-

mumhoeveelheid van 10 kg HFK.

Dit dwong het supermarktsegment

te zoeken naar alternatieven voor

HFK’s en startte een ontwikkeling

van CO2-koelsystemen.

Van 2001 tot 2005 werd de eerste

generatie CO2-supermarktsyste-

men voornamelijk gebouwd als een

cascadesysteem met HFK’s of HC in

de eerste trap. Van 2005 tot 2009

zijn driehonderd transkritische

systemen in Europa geplaatst. Van

de Deense supermarkt Fakta (zie

afbeelding rechtsboven) bestaat een

goed onderbouwde studie. Daarin

is aangetoond dat de tweede

generatie transkritische CO2-instal-

latie e* ciënter werkt dan de

voorheen gebruikelijke HFK-versie.

LevenscycluskostenDe gemiddelde geaccumuleerde

levenscycluskosten (LCC) van een

product is een geaccepteerd middel

om technologieën te evalueren en

RCC Koude & luchtbehandeling

2020 FEBRUARI 2013 106e JAARGANG

DUURZAME KOUDEMIDDELEN

om minimumprestatienormen

(MEPS) vast te stellen. De selectie

van koudemiddelen heeft grote

impact op de LCC door de fysieke

eigenschappen zoals viscositeit en

warmteoverdrachteigenschappen.

Ongeacht de keuze van het koude-

middel moet het eindproduct een

levensvatbare LCC hebben. Dure,

groene oplossingen voor een kleine

minderheid is geen optie. De

uitdagende vraag is altijd hoe de

LCC verlaagd kan worden als de

technologie zich verder ontwikkelt.

Ervaring met CO2 als koudemiddel

heeft duidelijk aangeven dat de LCC

zich beter heeft ontwikkeld dan

werd voorspeld.

Technische competentieTechnische expertise bij het

ontwikkelen van nieuwe producten

voor nieuwe koudemiddelen met

verbeterde energie-e* ciëntie is een

basisvoorwaarde. Kennis van

materiaalkunde, testprocedures en

engineeringpraktijk moet aanwezig

zijn. Voor de CO2 transkritische

toepassing heeft de ontwikkeling

van compressoren en regelappara-

tuur gedurende een decennium

een intens proces doorlopen. De

iteraties tussen ontwerp en terug-

koppeling uit de praktijk kost tijd.

Kinderziekten zijn gevaarlijk voor

nieuwe technologieën, vooral

wanneer die moeten concurreren

met volwassen oplossingen.

Thermodynamisch liggen de

eigenschappen van koolwaterstof-

fen dicht bij die van HFK’s of

HCFK’s. Propaan (R290) wordt soms

naar voren geschoven als

een drop-in voor R22

maar dat is een gevaarlijk

misleidend standpunt

omdat vanuit het veilig-

heidsaspect speciale

voorzorgsmaatregelen

genomen moeten worden.

Dit betekent dat met name

servicemonteurs plotse-

ling andere werkmetho-

den moeten hanteren bij

systemen die er op het

oog hetzelfde uitzien als

voorheen. Voordat ver-

koop wordt goedgekeurd, is het

voor een leverancier van de com-

ponenten belangrijk er zeker van te

zijn dat de markt klaar is om

koolwatersto' en veilig te hanteren

en dat fabrikanten kunnen aanto-

nen dat bestaande veiligheidsnor-

men (zie de afbeelding bovenaan

de pagina) worden nageleefd.

De afbeelding onderaan deze

pagina toont het interne Danfoss-

proces om een component vrij te

geven voor gebruik met koolwater-

stof. Een grondige risico-evaluatie

wordt gemaakt en goedgekeurd

door een verzekeringsdeskundige,

wat uiteindelijk resulteert in type-

keur. Regionale normen worden

geëvalueerd, wat dan leidt tot

geografi sche beperkingen.

Belangrijk in de discussie is het

verschil tussen het vermeende en

werkelijke risico. De juiste beslissin-

gen voor het creëren van waarde

voor de samenleving is gebaseerd

op een goed evenwicht tussen deze

risicoaspecten. Nieuwe toepassin-

gen van koudemiddelen worden

altijd met achterdocht bekeken,

maar naar mate de tijd vordert,

komen de werkelijke en vermeende

risico’s samen. Nieuwe systemen

krijgen het vertrouwen in een

bredere markt dankzij bewezen

veiligheid en een goed ingevoerde

service.

MarktbereidheidMarktbereidheid is het vermogen

van de markt om een nieuwe

technologie toe te passen. Deze

factor hangt samen met de wetge-

ving. Geen enkel land blokkeert de

eigen markt wegens gebrek aan

servicemogelijkheden voor nieuwe

technologieën. Onderwijs speelt

hierin een belangrijke rol. Te weinig

opgeleide mensen leidt tot een

hoger risico op ongevallen en de

voorspelde LCC wordt niet bereikt.

Niet voldoen aan de verwachtingen

is funest voor een nieuwe techno-

logie; een tweede kans wordt vaak

niet gegeven.

InnovatiesDe mening van Danfoss over de

toekomstige koudemiddelen

(groene vlakken) voor verschillende

toepassingen wordt weergegeven

in de afbeelding op de volgende

pagina. Intraregionale ontwikkelin-

gen worden niet aangegeven.

Nieuwe koudemiddelen laten op

hun beurt weer andere innovaties

het licht zien.

Veiligheid is een dwingende eis en

is doorslaggevend voor het toe-

komstige gebruik van koolwater-

sto' en. De snelheid naar een brede

marktacceptatie is moeilijk te

voorspellen. Veel hangt af van

politiek, opinie en fabrikanten. In

die zin is een wereldwijde norm

voor de minimale eisen van

systemen en componenten rele-

vant. In ISO 5149 zijn milieu- en

21106e JAARGANG FEBRUARI 2013

Koude & luchtbehandeling RCC

Anders denken in klimaatoplossingen

Scan de QR-code met

uw smartphone of tablet

voor meer informatie!

ADVISERING I ONDERSTEUNING I TOTAALOPLOSSING

Airview Luchtbehandeling BV I 078 - 652 18 00 I www.airview.nl

Bij ons kunt u terecht voor méér dan alleen de levering

van uw apparatuur. Ook advisering en ondersteuning in

alle fases van uw project vormen voor ons een belangrijk

onderdeel van de totaaloplossing.

Wij laten u graag zelf de toegevoegde waarde van dit

concept ervaren en nodigen u uit om contact met ons op te

nemen voor het bespreken van de mogelijkheden.

Met de door ons leverbare WTW-units kan voor

iedere situatie een passende oplossing geboden

worden. Meer informatie over deze apparatuur

vindt u in het productoverzicht hierboven.

Airview Luchtbehandeling is uw totaal-

leverancier in klimaatoplossingen.

Door middel van ons uitgebreid leverings-

programma kunnen wij u de oplossing

bieden voor ieder klimaatprobleem.

Luchtbehandeling

HRU DUO/FAI/HR

HRE / HRE-TOP R-TOP

veiligheidseisen voor koel- en warmtepompsyste-

men vastgelegd. Een nieuwe versie van ISO 5149

inclusief koolwatersto' en is in voorbereiding met

internationale deelname en met verwachte release

in 2013. Als regionale normen de ISO 5149 als

minimumvereiste aannemen, is een basis gelegd

voor bredere acceptatie van koolwatersto' en.

Voor huishoudelijke en kleine commerciële toepas-

singen blijven koolwatersto' en toegepast worden.

De goedkeuring in de VS van EPA SNAP van drie

koolwatersto' en voor deze toepassingen is een

doorbraak. De ervaring heeft aangetoond dat

binnen de grenzen van de toelaatbare vulling de

risico’s klein zijn.

Voor grotere commerciële toepassingen, met name

supermarkten, met gecombineerde koel- en

warmte vraag zal zeker het gebruik van CO2

toenemen, dit als gevolg van de hoge temperatuur

eigenschappen. R290 is al een goed ingevoerd kou-

demiddel, niet alleen voor kleine apparaten maar

ook voor honderden supermarkten in noordelijke

EU. De combinatie van R290 of R717 en CO2 heeft

de potentie in zich om zeer e* ciënte systemen in

elk klimaat te realiseren.

Warmtepompen zijn erg geschikt voor het herge-

bruik van (opgeslagen) energie waardoor zowel

individuele woningwarmtepompen als industriële

(R717) warmtepompen voor stadsverwarming en

warmteterugwinning steeds meer toegepast

worden.

Hoewel R32 een HFK is, heeft het pragmatische

voordelen die niet buiten beschouwing mogen

worden gelaten. Binnen het zevenkrachtenmodel is

R32 een levensvatbare en ecologisch keuze voor

veel ontwikkelingslanden op middellange termijn.

Wel moet R32 moet nog worden ingedeeld als

geschikt koudemiddel, gezien vanuit de normalisa-

tie en de wetgeving. n

Bewerking van een paper van de Gustav Lorent-

zen conferentie 2012 door ing. Kees van Heinin-

gen, lid redactieraad RCC Koude & Luchtbehande-

ling