Ammoniak (NH3/R717) als koudemiddel Ja natuurlijk !!

Geschiedenis Ammoniak CO2 NH3 CO2 NH3 NH3 1834 1930 1950 1987 SO2 HC’s Ethyl-ether 1930 1950 1987 SO2 HC’s HC’s CFK Montreal protocol CFC HCFK HFK HFO ? HC’s CO2 NH3 HC’s HFK HFO HCFK HFK CFC HCFK 2013 1997 1990 CO2 NH3 Kyoto protocol CO2 NH3 NH3 HFK Ammoniak Al meer dan 100 jaar een duurzame oplossing

“Optimalisatie” NH3 systemen Definitie optimaal: zo gunstig mogelijk In de ontwerp fase: De juiste systeemkeuze Infrastructuur Minimalisatie koudemiddel inhoud De NH3 installatie als warmtebron In de gebruiks fase: Oliehuishouding Niet condenseerbare gassen Vocht

Systemen met NH3 Natuurlijke circulatie Pompcirculatie Directe expansie Direct Indirect

Pomp circulatie Badverdamping met gebruik van een koudemiddelpomp waarbij de verdamper volledig “nat” wordt gebruikt. Grote flexibiliteit van opstelling Verdampers met kleine Δt mogelijk (fruitbewaring) Heetgas ontdooiing eenvoudig 0-100% regelbaar Lage condensatietemperatuur mogelijk Eenvoudige oliehuishouding Relatief grote vullingen, echter wel afhankelijk van componentenselectie.

Pomp circulatie

Pomp circulatie Nat retour Droge zuig Afscheider Koudemiddelpomp Circulatievoud

Pomp circulatie Wanneer ? Grote mate van fexibiliteit De beste prestaties Vulling geen bezwaar Persgasontdooiing Vanaf ca. 150 kW en groter

Natuurlijke circulatie Badverdamping zonder gebruik van een koudemiddelpomp waarbij de verdamper volledig “nat” wordt gebruikt. Statische vloeistofhoogte als drijvende kracht voor de circulatie. Voornamelijk gebruikt in indirecte systemen Glycol / temper CO2 koudedrager en cascade Koud water systemen 0-100% regelbaar Lage condensatietemperatuur mogelijk Eenvoudige oliehuishouding Uitermate geschikt voor minimalisatie vulling

Natuurlijke circulatie Droge zuig Afscheider Nat retour Verdamper Vloeistof

Test systeem bij TNO Badverdamper Bovengeplaatste afscheider Camera Inspuiting Badverdamper Bovengeplaatste afscheider Natuurlijke circulatie Gefilmd vanaf de boven zijde Oplopende capaciteit, 100% is nominaal Licht

Natuurlijke circulatie Wanneer ? Beperkte vulling gewenst Geen NH3 in gekoelde ruimte (indirect systeem) Koeling van vloeistoffen Vanaf ca. 50 kW en groter

Directe expansie Slechts enkele systemen gerealiseerd, soms met succes…. Waarom moeilijk? De eigenschappen van NH3 ! Minerale olie mengt zich normaal niet met NH3 Door zuiggasoververhitting wordt de persgastemperatuur snel te hoog Vloeistof / gasmengsel vormt geen nevel NH3-druppels vloeien samen Voor oververhitting is maar weinig vloeistof nodig In deellast moeilijk stabiel te krijgen Vocht in NH3 grote invloed

Directe expansie Wanneer ? Bij behoefte aan avontuur !!

Infrastructuur Optimalisatie begint al op de tekentafel Opstelling machinekamer Leidingloop Plaats koelers en condensors Statische hoogte - Leidingweerstanden - Koudemiddelvulling Verdamperdruk ΔP in kPa -10 -40 10 0,86 2,72 15 1,31 4,26 20 1,75 6

Vulling - 43% LD vloeistof 161 liter Machine Kamer 800 kW 200 kW 400 kW LD vloeistof 78 liter Nat retour (50% vloeistof) 452 liter Totaal 530 liter DN 100 DN 125 DN 25 DN 40 Machine kamer 600 kW LD vloeistof 161 liter Nat retour (50% vloeistof) 760 liter Totaal 921 liter DN 150 DN 200 DN 50 DN 65 Vulling - 43%

Minimalisatie koudemiddelinhoud Invloed selectie componenten Vulling Condensor Luchtkoeler Warmte- wisselaar Expansie orgaan Leidingwerk Oliekoeler Compressor / olieafscheider Economiser / tussenkoeler Afscheider / vloeistofvat Appendages Grote invloed op vulling Gemiddelde invloed op vulling Geringe invloed op vulling

Verbeterde afscheidings principes Horizontale meervoudige Afscheiding (HAM) Kleinere diameter benodigd Grote vrijheid positionering aansluitingen

Natuurlijke circulatie NH3 – Glycol Distributiecentrum België

Verbeterde afscheidings principes Compacte oplossingen met demister afscheiding Hoogwaardige afscheiding Minimalisatie van vulling

Energiebewust ontwerpen Warmte terugwinning Door zijn hoge persgas temperatuur is NH3 het perfecte koudemiddel voor het opwekken van warmte. Warmtebronnen: Desuperheater Condensor Oliekoeling Onderkoeler Wamte opwekking: Water voor reiniging Vloer verwarming Comfort verwarming Drogen

Warmte terugwinning

Warmte terugwinning DE-SUPERHEATER OLIEKOELER CONDENSOR

Add-on warmtepomp -7 +35 +80 koude warmte warmte

Olieproblemen voorkomen Onderhoud Olieproblemen voorkomen Selectie goede olieafscheider Olie met één (hoge) verdampingstemperatuur en laag pour point toepassen, let op verschillende oliefracties Aftappen op hoogste temperatuur Olievoorraadvat verwarmen Olieretoursysteem eenvoudig en inzichtelijk Noteren: wat gaat erin en wat wordt afgetapt

Oliesoorten Niet oplosbaar in NH3: Mineraal paraffinische en nafteenhoudend Hydrotreated (Reflo A68, CPI 1009-68) -> AANBEVOLEN PAO (Polyalphaolefin, Reniso SYNTH 68*) Oplosbaar in NH3 (DX systemen): PAG (polyalkylene glycol, Reniso PG 68) Een goede olie heeft een laag pour point (stolpunt) en een hoog flash point. * Ook bruikbaar voor R724

Terugvoeren BDP NH3 Afscheider DBP lt LT Condensor warmtewisselaar

Terugvoeren ORVW NH3 Afscheider ORVW Condensor warmtewisselaar

Niet condenseerbaar gas Oorzaken: Slechte inbedrijfstelling Uiteenvallen van het koudemiddel door hoge persgastemperaturen Servicewerkzaamheden Lekkages aan het koelsysteem Gevolgen voor energieverbruik en koelvermogen: Pc Pe (kW) Oliekoeler (kW) Qo (kW) COP 30 84,2 27,6 366 4,35 32 88,8 33,5 361 4,07 34 93,7 39,7 356 3,8 36 98,7 46,2 350 3,54 38 103,9 53,1 343 3,3 40 109,3 60,2 335 3,04

Niet condenseerbaar gas Maatregelen: Air purger installeren Periodiek onderhoud door gekwalificeerd personeel

Water in NH3 Oorzaken: Water van afpersen componenten Bouwfase (condensatie en slecht vacumeren) Aanzuigen lucht bij draaien in vacuum Onzorgvuldig afblazen NH3 in water Interne lekkages warmtewisselaars Slechte kwaliteit NH3 of olie vullen Servicewerkzaamheden Lekkages aan het koelsysteem

Water in NH3

Water in NH3 Water lost op in NH3 1% water in NH3 resulteert in: 1% toename in energieverbruik 2% afname van koelvermogen Overige nadelige bijwerkingen: Veroudering en uiteenvallen smeerolie (verzuring) Corrosie Problemen met kleppen Asafdichting problemen

Water in NH3 Maatregelen: System cleaner / Ammonia dryer toepassen Periodiek onderhoud en controle kwaliteit NH3

www.wijbenga.nl

Vragen? Climatechno stand 033