Wat is een chiller?

Een chiller transporteert energie van een te koelen medium naar de omgeving. Daarmee is een chiller te vergelijken met een transportbedrijf. Het verplaatst warmte-energie uit het te koelen medium (ruimte) en geeft dit af aan de omgevingslucht (luchtgekoeld) of een vloeistofstroom (watergekoeld). Dit is een natuurlijk proces wat op gang wordt gehouden door een compressor.

Elke chiller bestaat uit de volgende vier basis onderdelen:

• Compressor
• Condensor
• Expansieventiel (Smoororgaan)
• Verdamper

De chiller bestaat uit een gesloten systeem gevuld met een koudemiddel. Wanneer de chiller draait, wordt het koudemiddel door een compressor rondgepompt en verandert het van een gas naar een vloeistof en vice versa. Kortgezegd, koeltechniek is een natuurlijk proces van condenseren en verdampen.

Het gasvormige koudemiddel wordt aangezogen door de compressor welke het gas (lage temperatuur en drukzijde) comprimeert naar een hogere druk en temperatuur (hogedruk persgaszijde). Vandaar circuleert het koudemiddel naar de condensor, daar wordt het koudemiddel indirect afgekoeld door de omgevingslucht. In geval van een watergekoelde chiller wordt het koudemiddel indirect afgekoeld door water in plaats van lucht.

Als het koudemiddel afkoelt, geeft het de warmte over aan de omgevingslucht en verandert het koudemiddel in vloeistof (hogedruk vloeistof). Deze vloeistof circuleert vervolgens naar het expansieventiel (smoororgaan) welke de vloeistof laat expanderen van een hogedruk vloeistof naar een lagedruk en temperatuur vloeistof, die vervolgens door de verdamper loopt. De scheiding tussen hoge en lagedruk wordt tot stand gebracht door het smoororgaan (expansieventiel).

Aan de andere kant van de verdamper circuleert de te koelen waterstroom en de te koelen procesvloeistof (in veel gevallen het koelwater) of lucht, in geval van een koelruimte. Door het onttrekken van warmte uit de lucht (koelruimte) of procesvloeistof zal de koude in beide situaties toenemen.

Het gasvormige koudemiddel wordt vervolgens weer aangezogen door de compressor en de cyclus begint weer opnieuw.

Verschil tussen chiller en warmtepomp

Een chiller en een warmtepomp zijn in principe dezelfde apparaten. Zowel een chiller als een warmtepomp verplaatst warmte van een laag temperatuurniveau naar een hoger temperatuurniveau. Echter, het verschil zit hem in het doel van de apparaten en ontwerpdetails. Men spreekt van een chiller als het doel van het apparaat is om te koelen; men spreekt van een warmtepomp als het doel van het apparaat is om te verwarmen. Als een apparaat zowel kan koelen als verwarmen kunnen beiden termen gebruikt worden.

Efficiëntie en rendement

Om de compressor te laten draaien is elektra nodig. Het rendement van een chiller wordt uitgedrukt in energy efficiency ratio (EER). Dit is de verhouding tussen de hoeveelheid getransporteerde energie en opgenomen energie. Dit zou bijvoorbeeld 80 – 20 kunnen zijn. In dat geval is de EER-waarde vier (80:20). Aangezien een chiller gemiddeld in de zomer meer draait dan in de winter is er een ESEER-waarde bepaald (European Seasonal Energy Efficiency Ratio). Deze waarde houdt rekening met de seizoensinvloeden en geeft daarmee een reëler beeld van het totale opgenomen vermogen van de chiller door het jaar heen. De formule om deze ESEER-waarde te berekenen is als volgt:

ESEER = (EER@100% load × 0.03) + (EER@75% load × 0.33) + (EER@50% load × 0.41) + (EER@25% load × 0.23)

Deze formule houdt in dat er een gemiddeld verbruik wordt bepaald waarbij men ervan uit gaat dat de chiller 3% van het jaar op vollast draait, 33% van het jaar op 75% last, 41% van het jaar op 50% last en 23% van het jaar op 25% last. Te moeilijk om dit zo te berekenen? Wij helpen u graag.

Koudemiddelen

Bij koudemiddelen wordt onderscheid gemaakt tussen synthetische koudemiddelen en natuurlijke koudemiddelen.

Synthetische koudemiddelen

Synthetische koudemiddelen zijn stoffen die van nature niet voorkomen, maar door de mens zijn ontwikkeld voor industriële doeleinden. Synthetische koudemiddelen zijn (H)CFK’s en HFK’s. Hiervoor gelden direct werkende Europese verordeningen met voorschriften die gericht zijn op het beschermen van het milieu.

1. 1. (H)CFK’s(H)CFK’s zijn de gechloreerde fluorkool(water)stoffen. Deze stoffen hebben een schadelijk effect op de ozonlaag. De groep is onder te verdelen in zachte HCFK’s en harde CFK’s. De zachte HCFK’s bevatten in plaats van een chlooratoom een waterstofatoom. CFK’s breken moeilijker af en brengen daardoor twintig tot vijftig keer meer schade toe aan de ozonlaag dan HCFK’s. Op (H)CFK’s is de Europese Ozonverordening van toepassing.
   2. HFK’szijn de fluorkoolwaterstoffen: een organische verbinding bestaande uit koolstof, waterstof en fluor, die per molecuul maximaal zes koolstofatomen bevat. Deze stoffen versterken het broeikaseffect. Het broeikaseffect van HFK’s is 124 tot 22.800 maal groter dan het broeikaseffect van CO2. Op HFK’s is de Europese F-gassenverordening van toepassing.

Natuurlijke koudemiddelen

Natuurlijke koudemiddelen komen ook van nature voor in het milieu, zoals:

1. 1. • Water
      • CO2 (R744)
      • NH3 (R717)
      • Koolwaterstoffen, zoals ethaan (R170), propaan (R290), propeen (R1270), butaan (R600), iso butaan (R600a)

Regelgeving over natuurlijke koudemiddelen in koelinstallaties staat in het Activiteitenbesluit. Dit zijn voorschriften gericht op veiligheid. Vanaf 1500 kg ammoniak (NH3) en 100 kg propaan en/of butaan wordt een koelinstallatie vergunning plichtig; de voorschriften staan dan in de vergunning. Voor koelinstallaties met koolstofdioxide als koudemiddel geldt nooit een vergunningplicht.

Natuurlijke koudemiddelen of synthetische koudemiddelen?

Natuurlijke koudemiddelen hebben een veel lager broeikaseffect bij lekkage. Dit broeikaseffect wordt uitgedrukt in een GWP-waarde (Global Warming Potential). Dit is een relatieve maat die het aardopwarmingsvermogen van een broeikasgas aangeeft vergeleken met dat van CO2 (koolstofdioxide).

Het broeikaseffect van HFK’s is 124 tot 22.800 maal groter dan het broeikaseffect van CO2; het broeikaseffect van ammoniak is nul. Vanuit milieuoogpunt zijn de natuurlijke koudemiddelen daarom een beter alternatief. Bij gebruik van natuurlijke koudemiddelen is veiligheid wel een aandachtspunt.

Bij natuurlijke koudemiddelen vindt geen uitfasering plaats. De zwaardere HFK’s worden wel uitgefaseerd in de F-gassenverordening. HFK’s worden alleen maar schaarser en dus duurder. Op termijn is het daardoor onrendabel om volledig afhankelijk te zijn van traditionele HFK’s.

Indien u nog vragen heeft over chillers of meer wilt weten over onze producten, twijfel dan niet om contact op te nemen.