Energie besparen in koelsystemen zonder pomp

Al begin jaren 1990 zag het Deense bedrijf Birton A/S het potentieel van koolstofdioxide als een essentieel onderdeel van koelinstallaties met natuurlijke koudemiddelen. Deze systemen zijn niet alleen milieuvriendelijker; ze verhogen ook aanzienlijk de efficiëntie van de processen waarin ze worden gebruikt.

Ontwikkeld "pomp-loos" systeem

Vandaag de dag worden de duurzame koelinstallaties van Birton met natuurlijke koudemiddelen geproduceerd en verkocht onder het merk CO2OL Solutions. "Onze eerste CO₂-installatie was een laagtemperatuur cascadesysteem in 2001," zegt Bent Johansen, CEO van Birton.

In 2004 ontwikkelde Birton systemen voor middel- en hogetemperatuur met een CO₂-ontwerpdruck tot 50 bar. Johansen zegt: "Omdat er geen geschikte CO₂-pompen beschikbaar waren, moesten we andere oplossingen vinden om een pompdruk te genereren. Dit leidde tot de ontwikkeling van ons thermisch pompsysteem, dat CO₂ alleen met ‘gratis energie’ circuleert."

Interessant is dat dit "pomp-loze" systeem geen pomp, compressor of ander mechanisch apparaat gebruikt. In plaats daarvan bestaat het uit twee vaten, warmtewisselaars en leidingen – zonder bewegende delen. Het systeem kan worden gebruikt als alternatief voor (of vervanging van) centrale koel- en airconditioningsystemen die gebruikmaken van directe expansie van synthetische koudemiddelen, of in chillers met water- of pekelsystemen. Typische toepassingen zijn zowel in commerciële als industriële koeling te vinden.

Aanzienlijke besparingen

In Birtons CO₂-systeem wordt een condensor gekoeld door het primaire koelsysteem [zie stroomschema’s in PDF]. De zwaartekracht leidt vloeibare CO₂ naar een van de twee pompende vaten, waar de druk gelijk wordt aan de condensor druk. De pompdruk wordt opgewekt door vloeistof uit het primaire systeem, die CO₂ in het andere vat verwarmt. Deze druk stuurt de vloeibare CO₂ naar de verdamper. Wanneer het pompvat leeg is, wisselt het systeem af. "Zonder pompen en compressoren," zegt Johansen, "wordt het energieverbruik verminderd en wordt het risico op pomp kavitaties geëlimineerd. Bovendien betekent minder componenten minimale onderhoudsbehoefte."

Elk primair koudemiddel kan met het systeem worden gebruikt (inclusief HFK’s), maar het kan worden beperkt tot de compressorruimte of een luchtgekoelde buitenunit, wat het risico op lekkages aanzienlijk vermindert. Ook is de hoeveelheid primair koudemiddel lager, wat het milieu ten goede komt. Voor de klanten van Birton levert dit aanzienlijke besparingen op. Door een Birton CO₂-systeem te installeren, heeft een van de klanten van het bedrijf ongeveer 40 procent bespaard op energie, wat zich vertaalt naar flinke kostenbesparingen.

De natuurlijke keuze

Birton vertrouwt sterk op de componenten die ze gebruiken. "We zijn een systeembouwer," zegt Johansen, "en daarom is de kwaliteit van alle componenten cruciaal. Omdat de platenwarmtewisselaars zo essentieel zijn voor de prestaties van onze thermische systemen, hebben we gekozen voor Alfa Laval. Als wereldleider in hun vakgebied leveren zij topkwaliteit producten, goede levertijden en de technische expertise die we nodig hebben om ons zeker te voelen."