Airconditioning en koeling op RCC Koude en Luchtbehandeling

Informatie over airconditioning koeltechniek en koude maar ook ventilatie koeling en lucht

De koudemiddelvulling van een installatie is één van de meest controversiële onderwerpen in de koudetechniek. Jeroen Schröer van Wijbenga legt uit hoe je de optimale vulling bepaalt.

Tekst: Jeroen Schröer Openingsbeeld: Bepalen van de vulling met een kijkglas

Mag het een beetje meer zijn? Nou, eigenlijk niet. De koudemiddelvulling van een installatie is één van de meest controversiële onderwerpen en hij moet altijd tot een minimum worden beperkt. Daarvoor zijn diverse redenen te bedenken, zoals de risico’s bij toepassing van brandbare of giftige koudemiddelen, de kostprijs van het koudemiddel, de gevolgen voor de classificering en daaraan verbonden controle-intervallen, en de operationele kosten van de installatie.

Zo werkt het! We willen allemaal de beste installatie bouwen. Om dat te bereiken, is het belangrijk dat we kennis delen. Het team van Wijbenga schrijft daarom elke maand over een specifiek koeltechnisch onderwerp. Deze maand gaat Jeroen Schröer in op het bepalen van de koudemiddelvulling.

Vulling van de diverse componenten Bij het ontwerpen van een installatie is het essentieel om vanaf het begin rekening te houden met de koudemiddelvulling van de diverse componenten. Het is tegenstrijdig om te kiezen voor een compacte afscheider met kleine vulling en vervolgens een extra hogedrukvat toe te moeten passen om de fluctuatie van een grote luchtgekoelde condensor in op te vangen. Van belang is om te weten hoeveel koudemiddel elk component bevat, en daar zit nu net de uitdaging. Veel fabrikanten geven wel de netto-inhoud van de verdampers of condensors op, maar doen geen uitspraak over de te verwachten koudemiddelinhoud die bij de verschillende condities kan optreden. En dat is ook niet vreemd, want vaak zijn de verschillende condities en de wijze waarop het component wordt gebruikt slecht in te schatten.

Het ontwerp van een vloeistofvat.

Niveau van vloeistofvaten en afscheiders Voor kleine systemen is de vulling nog relatief eenvoudig te bepalen. Dit geldt in zekere mate ook voor indirecte koudesystemen waarbij het aantal componenten en de vulling daarvan goed is te overzien. Complex wordt het bij centrale systemen die met wisselende belastingen en temperaturen draaien. De minimale koudemiddelinhoud kan dan bijna alleen nog empirisch worden bepaald tijdens de inbedrijfstelling. Minimaal en maximaal niveau van vloeistofvaten en afscheiders geven daarbij de grenzen aan waarbinnen de koudemiddelvulling dient te liggen, en welke fluctuaties toelaatbaar zijn.

Aandeel vloeistof en gas De grootste onbekenden voor het bepalen van de fluctuatie zijn de componenten waarin het koudemiddel in twee fasen voor kan komen. De condensor en de verdamper bevatten in de meeste gevallen zowel gas als vloeistof. In de verdamper zal in vollast snel veel gas worden gevormd en het vloeistofaandeel gering zijn, maar in deellast kan de verdamper voor een groot deel zijn gevuld met vloeistof. In een condensor zal koudemiddel bij een lage buitentemperatuur eerder condenseren, waardoor hij meer zal kunnen opvullen. Daarnaast is van condensorconfiguraties zoals V-shapes bekend dat ze in ongunstige situaties veel vloeistof kunnen vasthouden.

Hoge- of lagedrukregeling Ook de keuze voor een hoge- of lagedrukregeling kan consequenties hebben voor de uiteindelijke systeemvulling. Wordt een hogedrukvlotter toegepast, dan zal het aanwezige condensaat direct uit de condensor kunnen worden afgevoerd. Bij gebruik van een expansieventiel is een hogedrukvat met een zekere vulling noodzakelijk om goed te kunnen regelen. Ook de plaats van de machinekamer, de verdampers en de loop van het leidingwerk kunnen van zeer grote invloed zijn op de uiteindelijke koudemiddelinhoud van het systeem. Verkeerd gemonteerde appendages vormen vloeistofdrempels die vullingverhogend kunnen werken. De snelheid in verticale stijgende leidingen kan in deellast onvoldoende zijn, waardoor vloeistof niet mee naar boven wordt genomen maar zich verzamelt in lager gelegen leidingdelen. Dubbele risers zijn moeilijk te berekenen en kunnen deze problemen vaak maar gedeeltelijk oplossen. Compressoren en appendages hebben over het algemeen een beperkte invloed op de totale koudemiddelinhoud van het systeem.

De grote onbekende is vaak de koudemiddelinhoud in de verdamper.

Systemen zonder vloeistofvat Theoretisch zou een systeem dat altijd op dezelfde manier wordt belast zonder vloeistofvat kunnen werken. Om deze reden is in een koelkast of splitunit vaak geen vloeistofvat aanwezig, of is in beperkte fluctuatie voorzien door wat extra volume op te nemen in de appendages zoals de filter/droger. Het vullen van systemen zonder vloeistofvat gebeurt meestal volgens het door de fabrikant opgegeven vulgewicht aan koudemiddel, of middels een kijkglas (geen bellen is voldoende vulling). In sommige gevallen kan de vulling ook worden bepaald door de onderkoeling en oververhitting te meten, met een manometer en thermometer. Het vullen van grote centrale systemen gebeurt meestal op basis van een vooraf ingeschatte vulling en wordt tijdens de inbedrijfstelling verder geoptimaliseerd. De werkelijk gevulde inhoud moet uiteindelijk op de installatiekenplaat en in het logboek worden vastgelegd.

Te kleine buffercapaciteit Meestal blijkt pas dat de beschikbare buffercapaciteit van de installatie te klein is als het systeem al in bedrijf is. Deze problemen zijn zeer vervelend en doorgaans niet eenvoudig op te lossen. Inbreken in het systeem om de fluctuatie te verhogen is kostbaar en doet vaak afbreuk aan de eenvoud van de installatie. Een te grote fluctuatie heeft meestal geen negatieve gevolgen voor het functioneren van het systeem. Het betekent vaak wel dat het vloeistofvat een grotere vulling zal hebben, en de kostprijs van de installatie hoger is.

Enkele kentallen Met de rubriek ‘Zo werkt het!’ willen we bijdragen aan betere systemen, dus we noemen tot slot nog wat kentallen om de vulling van een systeem globaal mee te kunnen bepalen. • Vloeistofleidingen: 100% vloeistof • Zuigleidingen: 0% vloeistof bij DX, tot 30% vloeistof bij pompsystemen (CO2-pompsystemen tot 60%) • Condensors: 30% vloeistof • Verdampers: 20-80% vloeistof • Vloeistofvat of afscheider: minimaal niveau volgens opgave fabrikant • Overige componenten: meestal nihil De gelijktijdigheid van het systeem kan bij de berekeningen worden meegenomen. Bedraagt de maximale gelijktijdigheid van een systeem 70%, dan hoeft ook maar 70% van de geschatte verdamperinhoud te worden meegeteld.

De koeltechnische sector doet te weinig om jonge professionals binnen te halen

Schrijf u in voor de nieuwsbrief van Koude en Luchtbehandeling