Propaan, CO2 of ammoniak?

In oktober is er op Europees niveau een nieuw akkoord bereikt over aanpassingen van de F-gassenverordening. De aangescherpte regels hebben vooral invloed op het gebruik in kleinere installaties en warmtepompen. Daarnaast is er een voorstel gelanceerd voor een verbod op productie, verkoop en gebruik van PFAS, gevaarlijke stoffen die voorkomen in veel synthetische koudemiddelen.

Natuurlijke koudemiddelen

Eén en ander betekent dat het gebruik van synthetische koudemiddelen in koelinstallaties verder onder druk komt. Zolang je geen middel hoeft bij te vullen (bij lekkage of onderhoud) zijn de gevolgen beperkt, hooguit zullen de prijzen stijgen. Maar vanaf 2050 mogen synthetische koudemiddelen niet meer bijgevuld worden. Harrie adviseert daarom te kiezen voor een installatie met natuurlijke koudemiddelen. Die leveren een prima prestatie en zijn toekomstbestendig. De investering in deze installaties is wel hoger, maar de jaarlijkse kosten zijn vaak lager. In hoofdlijnen zijn er drie natuurlijke koudemiddelen: propaanachtigen, ammoniak en CO2. Alledrie zijn qua energieverbruik in basis zuinig. De grootste verbruiker is de compressor, die het gas onder druk zet, waardoor de temperatuur stijgt. Het warme gas wordt vervolgens buiten in de condensor met buitenlucht afgekoeld. Hoe hoger deze persgastemperatuur, des te meer energie het kost. Een energiezuinige installatie zorgt er daarom voor dat de temperatuur van het gas zo'n 10 graden Celsius boven de buitenluchttemperatuur zit. Als het buiten koud is, dan is de persgasdruk en de persgastemperatuur dus lager dan wan- neer het buiten warm is. De installatie verbruikt dan minder energie. Dat verbruik wordt uitgedrukt met de COP (coefficienty of performance). Een COP van 4 betekent dat met 1 kW elektra, 4 kW aan warmte (of koude) kan worden verplaatst.

Energetische prestaties

De energetische prestaties van de drie koudemiddelen verschillen. Ammoniak en propaan presteren ongeveer even goed, CO2 verbruikt meer stroom. Tot circa 15 graden buitentemperatuur is het extra stroomverbruik beperkt. Als het warmer wordt dan 15 graden Celsius, stijgt het energieverbruik van een CO2- installatie fors. Voor producten die vooral in de warme maanden gekoeld moeten worden is een propaan- of ammoniakinstallatie een betere keuze.

Europese ATEX-richtlijn

Propaan heeft wel een beperking. Het is brandbaar en explosief. Daardoor moet de installatie voldoen aan de Europese ATEX-richtlijn. Wat exact nodig is, moet de installateur met een risicoanalyse bepalen. Vaak zal detectie nodig zijn. Door de risico-analyse is dit vooral maatwerk. Een handvat is dat er binnen geen explosierisico is bij maximaal 5 kg propaan en buiten bij maximaal 50 kg propaan. Zodra een groter koelvermogen verlangd wordt, nemen de maatregelen toe. Verder valt een installatie boven de 100 kg propaan niet meer onder het Activiteitenbesluit en daarmee heb je een aparte vergunning nodig. Om dit te voorkomen, is het soms zinvol om twee decentrale installaties. Ten opzichte van synthetische koudemiddelen stelt propaan weinig extra eisen aan de installatie zelf. Hierdoor zijn de (meer) kosten van deze installatie beperkt.

Eisen

Bij een ammoniakinstallatie gelden eveneens extra wettelijke eisen. Zo moet de installatie voldoen aan de PGS13. Daarin staat dat voor dit koudemiddel een risico-analyse gemaakt moet worden. Ook uit die inventarisatie vloeien maatregelen voort, zoals een detectie. Daarnaast is boven de 1.500 kg ammoniak een vergunning nodig. Bij ammoniak worden overigens wel extra eisen gesteld aan de installatie. Zo moeten de koperen leidingen naar en in de verdamper van duurder rvs worden gemaakt. Vooral bij kleinere installaties is dat kostenverhogend.
Ook bij een installatie met CO2 gelden extra eisen. De installatie moet bestand zijn tegen de hoge druk, die kan oplopen tot 80 bar. Dat maakt de installatie complex en het maakt diverse onderdelen duurder. Bij installaties die kleiner zijn dan 60 tot 100 kW telt dat hard door.

Detectie in een verblijfsruimte verplicht

Alledrie de koudemiddelen zijn - net als synthetische middelen - gevaarlijk. Een hoge concentratie CO2 is dodelijk, propaan is explosief en brandbaar en ammoniak is giftig. Om de risico's te beperken, is een detectie van deze middelen in een verblijfsruimte verplicht (tenzij de inhoud ervan heel klein is). Vraag is of met een verblijfsruimte ook de koelcellen worden bedoeld. Daar verblijven weliswaar ook wel eens mensen, maar een koelcel is toch vooral bedoeld voor de opslag van producten. Verder is het risico te beperken door onderdelen van de installatie met een groot lekkage risico buiten de ruimte te plaatsen. Goede detectie is namelijk duur en vereist een jaarlijkse (gespecialiseerde) controle.

Met het oog op de bezwaren van ammoniak (veel duurder) en propaan (explosiegevaar) kiezen sommige installateurs standaard voor CO2. Toch is dat niet altijd de juiste keuze. Een vergelijking op kosten en vooral jaarkosten is zinvol. Bedenk ook dat bij grotere installaties sommige nadelen kunnen worden getackeld door de installaties te splitsen of door toepassing van een indirect systeem, waarbij twee type koudemiddelen gebruikt worden.

Onderhoudskosten

Leveranciers bieden vaak pas een onderhoudscontract aan bij oplevering en dat is niet voor niets. Er zitten grote prijsverschillen tussen contracten. Uiteraard ontstaan verschillen door de keuze tussen een beperkt en een all-in- contract. Maar die verschillen komen ook door een inschatting van de leverancier in uren of slijtage. Hoe vaak en wanneer komen ze onderhoud plegen? Verder zijn er vaak meters die geijkt moeten worden. Ook dat ijken moet worden meegenomen in de onderhoudskosten. Tenslotte is van belang dat monteurs de nodige opleidingen en certificaten moeten hebben om met de koudemiddelen te mogen werken.

Dit artikel is in aangepaste versie overgenomen van LandbouwMechanisatie