Energiescan De Ruiter Erichem

Energiescan De Ruiter Erichem Energie zuinig fruittelen

F.G. van de Geijn

Rapport nr. 12560-a

Colofon

Titel Auteur(s) Nummer ISBN-nummer Publicatiedatum Vertrouwelijk OPD-code Goedgekeurd door

Energiescan De Ruiter Erichem F.G. van de Geijn Nvt Nvt april 2015

Wageningen UR Food & Biobased Research P.O. Box 17 NL-6700 AA Wageningen Tel: +31 (0)317 480 084 E-mail: [email protected] Internet: www.wur.nl © Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, hetzij mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. De uitgever aanvaardt geen aansprakelijkheid voor eventuele fouten of onvolkomenheden. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system of any nature, or transmitted, in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the prior permission of the publisher. The publisher does not accept any liability for inaccuracies in this report.

2

© Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek

Abstract Deze rapportage beschrijft de bevindingen van de energiescan en monitoring van Fruitteeltbedrijf De Ruiter te Erichem, die binnen het project – Energiezuinig Fruittelen – onderdeel van de demonstratieprojecten Schoon en zuinig 2012, is uitgevoerd. De energiescan is uitgevoerd vanuit de beschikbare geregistreerde data. Het doel voor dit bedrijf was een natuurlijk koudemiddel installatie (ammoniak pomp systeem) te volgen in operatie en energieverbruik. Deze ammoniak pomp installatie is oogst 2012 in gebruik genomen op basis van afspraken over energieverbruik met koeltechnisch installateur. De installatie is ingericht met een registratie van het elektraverbruik van de koeltechnische installatie. Deze installatie is de eerste, waarbij met de installateur een concrete afspraak is gemaakt over het te verwachten energieverbruik. Bij het toetsen van het elektraverbruik blijkt dit verbruik zelfs nog lager. Een relatief kleine koelunit ingericht als ammoniak pomp systeem toe te passen voor lange bewaring van peren is ondanks de kritische productconditie eisen, mogelijk. Waar bij andere projectdeelnemers het automatisch registreren van elektraverbruik lastig blijkt, is op deze locatie een goede database opgebouwd. Hierdoor is een beeld verkregen van de invloed van instellingen en externe factoren op het elektraverbruik van de koeltechnische installatie. Wel vraagt het uitlezen en interpreteren van de data nog veel tijd. Gedurende de looptijd van het project zijn diverse contactmomenten besteedt aan de keuze voor instellingen. Hierbij is een balans gezocht tussen de productkwaliteit en het energieverbruik. Hierbij is het inschatten van de impact van wijzigingen van instellingen op de kwaliteit zeer lastig gebleken. Alleen het effect op de condities is registreerbaar. De effecten op productkwaliteit worden zeker ook door de initiële kwaliteit bepaald.


3

Inhoudsopgave Abstract

3

1 Inleiding

5

2 Bedrijfsinformatie 2.1 Algemeen 2.2 Beschrijving koelfaciliteit De Ruiter 2.3 Koelinstallatie op basis van natuurlijk koudemiddel 2.4 Beschrijving componenten bewaartechnische installatie 2.5 Registratie bedrijf specifieke elektraverbruik

6 6 6 6 6 7

3 Resultaten 3.1 Seizoen 2013-2014 3.2 Seizoen 2014-2015 3.3 Opsplitsing verbruik binnen installatie 3.4 Aandachtspunten installatie gebruik 3.4.1 Verdamperventilatoren 3.4.2 Koelacties 3.4.3 Ontdooi instellingen 3.4.4 Instellingen CA apparatuur 3.5 Energiebesparingen door investeringen 3.6 Alternatieven ammoniak pomp in vorm van propaan-CO2 3.6.1 Systeem beschrijving propaan-CO2

9 9 10 11 13 13 13 14 14 15 15 15

4 Conclusies

18

4


1

Inleiding

Binnen het project – Energiezuinig fruittelen – onderdeel van de demonstratieprojecten Schoon en zuinig 2012, zijn bij een drietal bedrijven energiescans uitgevoerd. Hiernaast zijn de bedrijven zo mogelijk gemonitord in omgang met de installatie. Het betreft een drietal bedrijven die allen een specifieke rol in het project hebben. 1) Fruitteeltbedrijf Landrust te Werkhoven, introductie zonnepanelen en opsplitsing van energieregistratie van verschillende verbruikers binnen het bedrijf. 2) Fruitbedrijf de Ruiter te Erichem, koelinstallatie met natuurlijk koudemiddel (ammoniak) installatie met installatie specifieke registratie van energie 3) Fruitbedrijf Bert Jongerius, koelfaciliteit voor grootste deel gevoed met energievoorziening vanuit zonne-energie. De energiescan is uitgevoerd vanuit de beschikbare geregistreerde data. Het projectdoel is om een verbruik te registreren en deze te toetsen aan het landelijk verbruik. Hiernaast worden de belangrijkste verbruikers specifiek binnen de koelfaciliteit in beeld gebracht en mogelijkheden besproken om het elektraverbruik te beperken. De mogelijkheden om het elektraverbruik te beperken, richt zich, vanwege de nieuwe installatie een het optimaliseren van de instellingen. Op het Fruitteeltbedrijf De Ruiter te Erichem zijn de volgende voorzieningen aanwezig: - Koelfaciliteit met opslagcapaciteit van ruim 1090 ton, 6 cellen De overige verbruikers (woonhuis en overige verbruik in loods) hebben een eigen voedingsgroep. De energiescan richt zich op de rol van de koelen CA(Controlled Atmosphere)-installatie op het energieverbruik.


5

2

Bedrijfsinformatie

2.1 Algemeen Fruitteeltbedrijf De Ruiter beschikt over enerzijds een centrale registratie van de elektra (meter toeleverancier) en een specifieke meter voor de koeltechnische installatie. Deze voorziening is direct bij de nieuwbouw opgenomen en onderdeel van de afspraak met koeltechnisch installateur betreffende het energieverbruik. Deze energiescan richt zich op de geplaatste installatieonderdelen en de specifieke instellingen die het verbruik bepalen. Lopende het project zijn er tijdens de contactmomenten adviezen gegeven gericht op het kwaliteitsbehoud enerzijds en anderzijds op het beperken van het energieverbruik. 2.2 Beschrijving koelfaciliteit De Ruiter Fruitteeltbedrijf De Ruiter beschikt over totaal 6 cellen van een tweetal celafmetingen en tonnage, respectievelijk 642 m3 en 703 m3 en 176 ton en 194 ton peren. De totale opslagcapaciteit is 1090 ton peren. De cellen zijn opgebouwd uit sandwichpanelen met PUR kern van 140 mm. De cellen zijn geplaatst in een temperatuur neutrale loods (volledig geïsoleerd) waar naast de koelcellen alleen opslag van leeg fust plaats vind. De loods en koelinstallatie is voorbereid om met nog drie cellen te worden ingevuld. De cellen zijn geschikt voor CA (Controlled Atmosphere) bewaring. Deze opslagfaciliteit richt zich op lange bewaring. 2.3 Koelinstallatie op basis van natuurlijk koudemiddel Binnen dit project is voor dit bedrijf het doel de impact van een ammoniak pomp systeem voor kleinere opslag volumes te demonsteren. Ammoniak pomp installaties worden meest als industriële installaties geplaatst met koelvermogens boven de 750 kWatt. Binnen de agrarische sector, en zeker binnen de fruitteelt zijn veel installatie in gebruik met lage koelvermogens. Gezien de transitie van koelinstallaties met synthetische koudemiddelen naar natuurlijke koudemiddelen is het belangrijk, ervaringen met dit natuurlijke koudemiddelen te delen. Op vlak van effecten op productkwaliteit en op het energieverbruik niveau. Tijdens dit project ontwikkelt zich een alternatief voor ammoniak als natuurlijk koudemiddel in de vorm van propaan-CO2. Aan projectleiding is voorgesteld deze installatie ook te volgen (in beperkte mate) en informatie beschikbaar te stellen aan het project “Energiezuinig Fruittelen”. 2.4 Beschrijving componenten bewaartechnische installatie De koelinstallatie op fruitteeltbedrijf De Ruiter is als volgt te beschrijven: CA installatie: 1) Perslucht compressor ten behoeve van persluchtvoorziening CO2-scrubberkleppen, watermeters, vermogen 1.5 kWatt, onduidelijkheid over draaiuren 2) Actieve koolscrubber VA 2000 met 5.5 kWatt, draaiuren in te schatten

6


3) N2 machine VPSA 16 (16 m3/uur) met 3.6 kWatt, draaiuren minimaal Koelinstallatie ammoniak direct pompsysteem 1) Compressor set bestaande uit: a. Bitzer W6HA, frequentie geregeld, -9/+35, 50Hz, 75 kWatt koelvermogen, 20 kWatt opgenomen vermogen b. Bitzer W6HA, -9/+35, 50Hz, 64 kWatt koelvermogen, 16.7 kWatt opgenomen vermogen c. Bitzer W6FA, -9/+35, 50Hz, 88 kWatt koelvermogen, 23 kWatt opgenomen vermogen d. Bitzer W6FA, -9/+35, 50Hz, 88 kWatt koelvermogen, 23 kWatt opgenomen vermogen 2) Condensor Helpman 10 ventilatoren totaal 5.7 kWatt (EC ventilatoren) 3) Drycooler (cilinderkop koeling) 1 ventilator 1.3 kWatt (EC ventilator) 4) Vloeistofpomp (2 stuks) totaal 4.4 kWatt (elk 2.2) 5) Verdamper ventilatoren (alle cellen gelijk) 6 stuks ventilatoren per verdamper totaal 3.0 kWatt per verdamper 6) Klein verbruikers: verlichting cellen, verwarmingslint, afzuigingventilator machinekamer, glycolpomp kopkoeling In de installatie zijn een aantal voorzieningen opgenomen om het elektraverbruik te verminderen. De koelinstallatie is voorzien van een frequentie regeling van één van de compressoren. De thermostaat-, ontdooi- en ventilatie regeling is uitgevoerd in de vorm van een computer regeling van Van Kempen (installateur). In deze regelingen zijn diverse functionaliteiten opgenomen die energie besparen waaronder de estafette regeling, de buitentemperatuur afhankelijke condensordruk regeling, heetgasontdooiing, zware leidingisolatie, EC ventilatoren op condensor en drycooler, frequentie regeling compressoren. 2.5 Registratie bedrijf specifieke elektraverbruik Gezien de geplaatste elektrische vermogens en de gebruiksuren van deze apparatuur, is de koeltechnische installatie op dit bedrijf de belangrijkste gebruiker van elektriciteit op dit bedrijf. Lopende het project is een duidelijk beeld ontstaan van het elektraverbruik en de effecten van het wijzigen van instellingen op het elektraverbruik. Wel blijken er ten aanzien van het interpreteren van de data, nog verbeteringen aan te brengen. In de energiescan en monitoring is het elektraverbruik, gekoppeld met het gebruik van de installatie getoetst met elektra verbruiksnormen in de fruitbewaring sector. Hiervoor is gebruik gemaakt van overzichten uit het systeem (zie figuur 1, meest rechtse kolom het verbruik in kWh per ton product per etmaal).


7

Figuur 1:

Systeem registratie van kWh (per ton per dag)

De bewaarder dient in het koelsysteem hiervoor zelf het aantal te koelen cellen (tonnage) te kiezen. Bij het uitzetten van cellen dient handmatig het te koelen tonnage te worden aangepast. Helaas is dit niet geautomatiseerd waardoor er fouten in de registratie optreden. Eveneens vraagt het maken van een jaarverbruik overzicht veel handmatige dataverwerking.

8


3

Resultaten

3.1

Seizoen 2013-2014

Vanuit de geregistreerde data is het elektraverbruik van de koeltechnische installatie van fruitbedrijf De Ruiter voor de seizoenen 2013-2014 en 2014-2015 in beeld gebracht.

In onderstaande grafiek is het kWh verbruik per ton per dag van seizoen 2013-2014 weergegeven (figuur 2).

Energieverbruik seizoen 2013-2014 1.6

KWh per ton per maand

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 17-sep 17-okt 17-nov 17-dec 17-jan 17-feb 17-mrt 17-apr 17-mei Figuur 2:

Elektra verbruik seizoen 2013-2014 in kWh per ton per dag

De grafiek toont een duidelijk hoger verbruik tijdens het inkoelen (periode 17 september tot 17 oktober). Door de warmtebelasting van het ingeslagen product is de systeembelasting maximaal en hiermee ook het elektra verbruik hoger. Na 17 oktober stabiliseert het verbruik op een niveau van ongeveer 0.5 kWh per ton per dag. Verfijningen in instellingen voor de bewaarfase brengen het verbruik terug naar het niveau van 0.35 kWh per ton per dag (half november). Door het verhogen van de luchtcirculatietijden (van 600 naar 750 minuten) neemt het verbruik direct na 17 december toe tot ongeveer 0.45 kWh per ton per dag. Medio maart is een toename van elektra verbruik te zien als gevolg van een beperkte temperatuur correctie in enkele cellen. Eind mei neemt het elektraverbruik toe als gevolg van ijsvorming bij enkele koelers. De ijsvorming was nauwelijks zichtbaar maar bij het interpreteren van het kWh dag verbruik al wel in beeld. Begin juni worden de eerste cellen geopend en is de registratie niet betrouwbaar mee (onjuist invullen van tonnage te koelen cellen).


9

Tijdens het inkoelen is een gemiddeld elektra verbruik geregistreerd van 0.90 kWh per ton. In de bewaarfase ligt het verbruik op gemiddeld 0.41 kWh per ton per dag. Gemiddeld over de gehele bewaarperiode is het verbruik 0.47 kWh per ton per dag. Het bewust zijn van de toename van elektraverbruik door wijzigen in instellingen maakt ook de afweging tussen elektra verbruik en kwaliteit duidelijk. Het verminderen van elektra verbruik is tegen de geldende tarieven immers om te zetten in een geldelijk bedrag die afgewogen kan worden tegen de risico’s op verandering van kwaliteit. Deze afweging zijn ook in de diverse project bijeenkomsten toegelicht. 3.2

Seizoen 2014-2015

In onderstaande grafiek is het kWh verbruik per ton per dag van seizoen 2014-2015 weergegeven (figuur 3).

Energie verbruik seizoen 2014-2015 1

kWh per ton per dag

0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 10-sep Figuur 3:

10-okt

10-nov

10-dec

10-jan

10-feb

10-mrt

10-apr

Elektra verbruik seizoen 2014-2015 in kWh per ton per dag

In de registratie van het elektraverbruik 2014-2015 vallen een aantal zaken op. Door onjuiste data (foutief tonnage van in gebruik zijnde cellen) mist van de eerste weken van inslag de registratie. Pas vanaf 10 september klopt de registratie (einde inslagperiode). Na het inkoelen wordt het verbruik snel lager (ongeveer 0.55 kWh per ton per dag) tot 10 oktober. Door een keuze om de luchtcirculatietijden in alle cellen te verhogen van 850 minuten per etmaal naar 1050 minuten neemt het verbruik toe. Vanaf 20 oktober wordt de luchtcirculatietijd verlaagd tot minder dan 600 minuten waarmee het verbruik onder de 0.40 kWh per ton per dag komt.

10 © Wageningen UR Food & Biobased Research, instituut binnen de rechtspersoon Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek

Het verbruik lag in de totale registratieperiode 2014-2015 gemiddeld op 0.40 kWh per ton per dag. Gedurende de bewaarperiode lag het verbruik op 0.34 kWh per ton per dag. Het verbruik lag in dit jaar, door verfijndere instellingen, duidelijk lager dan in seizoen 2013-2014. Ten opzichte van het landelijk gemiddelde ligt het elektraverbruik van deze installatie in de bewaarperiode erg laag. Tijdens aanbesteding van de installatie (2012) is door koeltechnisch installateur een afspraak gemaakt het verbruik (onder de 0.45 kWh per ton per dag). In onderstaande grafieken zijn enkele normaalverdelingen weergegeven van de variatie van het elektraverbruik in de bewaarfase van fruitinstallaties. Deze data zijn verzameld in eerdere projecten. Het gemiddelde energieverbruiksniveau ligt rond de 0.55 tot 0.65 kWh per ton per dag. De spreiding in verbruik tussen bedrijven met gelijke functie (opslaan van fruit) is groot (factor 2.5 tot 3). Verdeling van verbruik 25

Aantal bedrijven

20 15 10 5 0 tot 0,35 0,35-0,34 0,45-0,55 0,55-0,65 0,65-0,75 0,75-0,85 0,85-0,95 verbruiksklasse (kWh/ton/dag)

Figuur 4:

Verdeling energieverbruik landelijke energiescans

Gegeven het verbruik in de bewaarperiode van respectievelijk 0.41 en 0.34 kWh per ton per dag in de periode 2013-2014 en 2014-2015 wordt met deze installatie een laag verbruik gerealiseerd. 3.3 Opsplitsing verbruik binnen installatie Het elektraverbruik van de installatie is een optelling van de diverse componenten binnen de koeltechnische installatie. Scheiding op detailniveau is door het ontbreken van tussenmeters niet mogelijk. Twee belangrijke onderdelen zijn wel te scheiden door registratie van draaiuren en elektrische vermogens. We onderscheiden de compressorunit, verantwoordelijk voor de warmtetransport van cel naar buitenlucht en de verdamperventilatoren die de aanvoer en verdeling van de warmte uit het product naar de verdamper moeten verzorgen. Binnen de compressorunit is het elektraverbruik van compressoren inclusief carterverwarming, condensorventilatoren, vloeistofpompen en kopkoeling (pomp en ventilatoren drycooler) opgenomen. In figuur 5 zijn de verbruiken van compressorunit en verdamperventilatoren gescheiden weergegeven. Duidelijk is dat tijdens het inkoelen het elektraverbruik van de koelcentrale (compressor, condensor) het belangrijkste verbruik vormt. Het betreft hier echter een korte periode van 10 tot 15 dagen.


11

Direct na het inkoelen, vanaf 12 september, valt het verbruik van de compressorunit terug. Tijdens de bewaarfase vormt het elektraverbruik van de ventilatoren nagenoeg de helft van het totale verbruik. Het overige elektraverbruik is voor de compressorunit.

Kwh verbruik over periode per cel 2000 1800

kWh per cel per periode

1600 1400 1200 1000

centrale

800

ventilatoren

600 400 200 0 15-aug 22-aug 29-aug

5-sep

12-sep

19-sep

26-sep

3-okt

10-okt

17-okt

24-okt

31-okt

7-nov

Periode 5 dagen

Figuur 5:

Elektraverbruik opgesplitst tussen koelcentrale en ventilatoren (2014)

Wordt een detail van de bewaarperiode beoordeeld waarin de luchthoeveelheid wordt gevarieerd, valt het effect van minder circuleren op de verhouding in het energieverbruik op. Het aandeel 1200

54%

Circilatietijd (min) per etmaal

50% 800

48%

600

46% 44%

400

42% 200

% E-verbruik ventilatoren

52%

1000

circulatie minuten per 24h % E-verbruik ventilatoren

40%

0

38%

Periode 5 dagen

Figuur 6:

Aandeel elektraverbruik ventilatoren bij variatie circulatietijd

elektraverbruik ventilatoren op het verbruik van de totale installatie daalt van ongeveer 52 % naar 45 % door het reduceren van de circulatietijd (per etmaal) van 900 minuten naar minder dan 600


minuten. Het nog verder verlagen van de circulatietijd zal weliswaar tot minder energieverbruik leiden (minder ventilatorvermogen en minder koelvermogen om deze warmte af te voeren) maar verhoudingsgewijs zal het aandeel van de koelcentrale toenemen. 3.4 Aandachtspunten installatie gebruik Bij fruitteeltbedrijf De Ruiter hebben een aantal onderdelen binnen de installatie aandacht gehad. 3.4.1 Verdamperventilatoren Energieverbruik van verdamperventilatoren bepalen in hoge mate het totale elektraverbruik. Het totaal geïnstalleerd elektrisch vermogen van de ventilatoren ligt op 18 kWatt (stuks x vermogen) voor een opslaghoeveelheid van 1090 ton peren (16.5 Watt per ton product). In vergelijk met de compressor vermogens op deze locatie van 314 kWatt onder standaard bedrijfsomstandigheden, is dit vermogen beperkt. Echter de draaitijden van de ventilatoren bepaalt uiteindelijk de verbruikte hoeveelheid energie. In vergelijk met o.a. het ventilator vermogen (elektrisch) van fruitbedrijf Landrust (15.5 Watt ventilator vermogen per ton product) of fruitbedrijf Jongerius (12 Watt ventilatorvermogen per ton product) is het elektrisch vermogen van de ventilatoren hoog. Reden is het hogere geïnstalleerde luchtdebiet van deze ventilatoren, nodig voor een voldoende doorstroming tijdens het voor- en inkoelen van peren (in korte tijd). Vooral in de grote cellen (cel 5 en 6) blijkt lopende de projectjaren de verdeling van de lucht extra aandacht te vragen. In seizoen 2014-2015 is besloten de cel aan de bovenzijde over de kisten af te dekken om de luchtworp van de verdamper verder te verbeteren. Hierdoor is een verbetering van de uniformiteit in het celklimaat (kleiner producttemperatuurverschil) gerealiseerd waardoor het ook mogelijk is gebleken de circulatietijden te verlagen (tussen 550 en 600 minuten per etmaal) ongeveer 1 maand na inkoelen. 3.4.2 Koelacties Door de grote koelercapaciteit in verband met de wens om het product in korte tijd af te koelen is in de bewaarfase de koeltijd per etmaal kort. De koeltijd wordt binnen het etmaal opgedeeld in koelacties om in eerste instantie de variatie in luchttemperatuur beperkt te houden. Met het beperken van deze variatie zal ook de producttemperatuurvariatie beperkt blijven. Door elk uur te koelen wordt gegeven de koeltijd per etmaal de tijd per koelactie erg kort waardoor het systeem nauwelijks tijd krijgt om te stabiliseren. In overleg met koeltechnisch installateur is daarom besloten het aantal koelacties per etmaal te verkleinen zolang als de producttemperatuur variaties niet vergroten. Figuur 7 toont van 3 seizoenen de status van de producttemperaturen

Figuur 7:

Registratie producttemperatuurvoelers voor 1 week in januari (seizoen 2012-2013, 2013-2014 en 2014-2015)


13

gedurende 1 week in januari voor cel 3. Duidelijk is dat de variatie in producttemperatuur in 2014 en 2015 beperkt is ondanks het beperken van de luchtcirculatie. De verschillen tussen de voelers op de warmste en koudste plaats is sterk afhankelijk van de wijze van plaatsen en is daarom helaas onvoldoende te interpreteren als leidraad voor instellingen van de luchtcirculatie. 3.4.3 Ontdooi instellingen De koelers op fruitbedrijf De Ruiter worden ontdooid met heetgasontdooiing. De instellingen zijn lopende het project verfijnd. Eind seizoen 2013-2014 wordt een grenswaarde gevonden. Door ijsvorming (niet zichtbaar) nemen de koeluren beperkt toe en wordt ook een toename van elektraverbruik geconstateerd. Duidelijk is dat in het beperken van ontdooiing (heetgas) maar een beperkt (elektra) voordeel te halen is. Het risico dat bij te beperkte ontdooiing, ijsvorming de capaciteit doet afnemen is te groot. Duidelijk is ook dat in deze situatie het elektra verbruik toeneemt (figuur 8).

kWh verbruik (Kwh/ton/dag)

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

datum Figuur 7:

Kwh verbruik tijdens ijsvorming (vanaf 16-5-2013) door te weinig ontdooiing

Duidelijk is dat naast visuele controle door het beoordelen van data (koeluren en elektraverbruik) meer zicht is te krijgen op de mate van ijsvorming. 3.4.4 Instellingen CA apparatuur Per cel of CA installatie is met een absorptie- en regeneratietijd de benutting van de actieve kool van een scrubber in te stellen. Omdat elke absorptieactie warme lucht inde cel brengt, is het zo effectief mogelijk benutten van de kool belangrijk. Nodeloos rondpompen van lucht terwijl de kool al verzadigd is, dient voorkomen te worden. Geeft het verkorten van de absorptietijd in de registratie van de acties per etmaal over een periode van minimaal één week, geen structureel extra scrubacties, dan stond de absorptie tijd te lang. Op deze wijze is ook de regeneratietijd te


optimaliseren. Een bovengenoemde analyse van de apparatuur is uitgevoerd. Gebleken is dat de instellingen al optimaal stonden. 3.5

Energiebesparingen door investeringen

De installatie van fruitbedrijf De Ruiter kan alleen door het verder verfijnen van de instellingen verder worden geoptimaliseerd. Het risico is dat door verdere aanscherping langzaam grenzen in de conditiekwaliteit en productkwaliteit worden bereikt. Het advies is om gegeven de al lage energieverbruiken deze instellingen op basis van kwaliteitsbevindingen eerst te handhaven. Bij de kwaliteitsbeoordeling zal vooral het verschil in kwaliteit binnen één cel op verschillende posities in de cel kritisch beoordeeld moeten worden. In technische inrichting is binnen de installatie een al een reeks energiebesparende technieken toegepast. Wel wordt dit bedrijf op korte termijn ingericht met zonnepanelen. 3.6

Alternatieven ammoniak pomp in vorm van propaan-CO2

Lopende dit project zijn er als alternatief voor installaties op basis van synthetische koudemiddelen naast ammoniak pomp installaties ook andere systemen beschikbaar gekomen voor fruitbewaring. Specifiek betreft het propaan-CO2 installaties. Binnen dit project is gevraagd een deel van de tijd ook aan deze installatie te besteden. Eén van de projectbijeenkomsten is ook juist op deze locatie gehouden om de sector te informeren over mogelijkheden. Verder is in een artikel aandacht aan dit systeem besteedt. 3.6.1

Systeem beschrijving propaan-CO2

Doel van fruitbewaring is maximale controle over temperatuur en vochtigheid. Het gedrag van het koelsysteem moet hierom maximaal gecontroleerd worden. In bestaande systemen zoals bij direct expansie systemen o.b.v. synthetische koudemiddelen en bij pompsystemen o.b.v. synthetische koudemiddelen of ammoniak is dit redelijk onder controle. Bij propaan CO2 installaties is het beheersen van de verdampende en dus koelende CO2 een uitdaging. Binnen dit project is gebruik gemaakt van de koelinstallatie bij C. Uijttewaal te ’t Goy. Deze installatie is in 2013 in gebruik genomen als thermosyphon installatie. Binnen dit systeem blijkt het controleren van het verdampingsproces zeer lastig. Inmiddels is de installatie omgebouwd naar een propaanCO2 pomp systeem waarbij meer controle op het koelgedrag mogelijk is. De basis van het propaan-CO2 systeem lijkt veel op een normaal pompsysteem zoals bij ammoniak. De vloeibare CO2 wordt via een regelafsluiter in de koeler gepompt en neemt hier door verdamping warmte op uit de cel. Het mengsel van vloeistof en damp stroomt terug in de afscheider. Het damp deel wordt via een warmtewisselaar afgekoeld door een primair systeem. In geval van een natuurlijk koudemiddel installatie zal dit meestal gebeuren met propaan, maar hiervoor kan ook een ander koudemiddel worden ingezet. Propaan vraagt vanwege het


15

explosiegevaar wel specifieke technische inrichting en dient zoveel mogelijk buiten het gebouw te worden gehouden. Het afkoelen/condenseren van de CO2 betekent dat de propaan de warmte opneemt (verdampt) en uiteindelijk via een compressor als een normaal direct expansie systeem wordt gecomprimeerd, gecondenseerd en via een expansieventiel weer wordt geëxpandeerd. Net als bij de ammoniak pomp systemen kan bij een juiste inregeling de verdamper volledig benut worden voor het verdampingsproces. De toestroom van CO2 en een gelijkmatige verdeling over de circuits van de verdamper is zeer belangrijk om de toegeschreven capaciteit uit de koeler te halen. Ook CO2 heeft juist tijdens het inkoelen een effectief koelgedrag waardoor de lucht over de koeler snel afkoelt. Het overbrengen van de effectief gekoelde koude lucht op het product, ten behoeve van een gelijkmatige afkoeling, is in gevallen een uitdaging. Het vraagt vaak een andere stapeling om te voorkomen dat plaatsen in de cel te koud worden. Een ander aandachtspunt is het restant CO2 dat na een koelactie in de koeler achter blijft. Deze kan, afhankelijk van de regeling een “nakoel-effect” veroorzaken. Hierdoor blijven de koeluren erg laag, maar vormt een langzame uitdamping voor een verhoogd vochtverlies. Bij de meeste producten is dit geen probleem, maar bij vochtverlies gevoelige producten als peren is dit uiteraard ongewenst. Bij metingen aan de CO2 koeler blijkt de vulling van de koeler een grote uitdaging. In onderstaand figuur is de verdeling van de CO2 over de verschillende circuits weergegeven. Hiervoor is op verschillende posities een voeler gemonteerd (diepte en hoogte). 8,00 6,00

temperature

4,00 2,00 0,00

K5 ('C)

-2,00

K6 ('C)

-4,00

K7 ('C)

-6,00

K8 ('C)

-8,00

K9 ('C) 03-03-2015 10:37:15 03-03-2015 10:37:38 03-03-2015 10:38:01 03-03-2015 10:38:24 03-03-2015 10:38:47 03-03-2015 10:39:10 03-03-2015 10:39:33 03-03-2015 10:39:56 03-03-2015 10:40:19 03-03-2015 10:40:42 03-03-2015 10:41:05 03-03-2015 10:41:28 03-03-2015 10:41:51 03-03-2015 10:42:14 03-03-2015 10:42:37 03-03-2015 10:43:00 03-03-2015 10:43:23 03-03-2015 10:43:46 03-03-2015 10:44:10 03-03-2015 10:44:33 03-03-2015 10:44:56 03-03-2015 10:45:19 03-03-2015 10:45:42 03-03-2015 10:46:05

-10,00

Figuur 8:

K10 ('C)

Verdeling koudemiddel CO2 verdamper


In bovenstaand figuur wordt de registratie van een koelactie getoond op basis van oude instellingen, middels de uitlezing van voelers op verschillende plaatsen op de koeler. De voelers K5, 6 en 7 zijn van onder (aanvoerzijde CO2) naar boven aan de ventilatorzijde van de koeler geplaatst. De voelers K8, 9 en 10 zijn aan de uitblaaszijde van de koeler geplaatst. Duidelijk is dat de voelers (K5 en K8) aan de onderzijde (toevoerzijde verdamper) direct na de start van de koelactie (10:37:15) afkoelen tot de verdampingstemperatuur van het systeem. De overige voelers blijven hoger in temperatuur. De voeler K9 aan de uitblaaszijde van de koeler, heeft een variabele temperatuur waarbij op momenten oververhitte CO2 en verdampende CO2 wordt gemeten. De overige posities meten alleen oververhitte CO2. Duidelijk is dat deze koeler, met de oude instellingen, niet optimaal wordt benut voor het verdampingsproces. Door temperatuurmetingen per circuit is meer inzicht in de benutting van de koeler te verkrijgen. Hierna kan met wijzigingen in systeem of instelling een verbetering worden gerealiseerd.


17

4

Conclusies

Voor Fruitteeltbedrijf De Ruiter was het doel om lopende het project de functionaliteit van een relatief kleine natuurlijk koudemiddel installatie met een semi industriële inrichting te toetsen. Ook was het doel de energieafspraak met het koeltechnisch bedrijf te toetsen. Ervaringen met de kleinere ammoniak pomp installatie in gebruik, conditiekwaliteit, energieverbruik en productkwaliteit geven een positieve indruk. Ook voor kleinere complexen is een dergelijke installatie voor hoogwaardige fruitbewaring bruikbaar met een zeer laag energieverbruik. Voor het behalen van de lage energieverbruiken hoeven geen extreme instellingen te worden gedaan. Uiteraard is investering technisch een industriële ammoniak pomp installatie voor een kleiner koelvermogen per kilogram opslagcapaciteit duur. Dit is ook één van de redenen om binnen de eis van natuurlijk koudemiddel installaties te zoeken naar alternatieven. Hiervoor is ook binnen dit project aandacht besteedt aan het systeem op basis van propaan-CO2 elke in investeringsniveau tussen basis installaties (direct expansie systemen o.b.v. synthetische koudemiddelen) en ammoniak pomp systemen in ligt. Binnen het project is van de beschikbare elektraverbruik metingen gebruik gemaakt ten diensten van andere projectdeelnemers. Bij fruitbedrijf De Ruiter is door het inzichtelijk maken van het elektraverbruik versus gebruik van de koeltechnische installatie op diverse vlakken aangetoond dat inzicht in energieverbruik een meer kritische houding geeft met instellingen. De afweging energiebesparing en kwaliteitsrisico wordt meer concreet. In technische zin zijn er vanuit de toeleverende industrie nog wel stappen te nemen in het vereenvoudigen van de data-analyse. Zonder sterke motivatie van de installatie-eigenaar, geeft ook het registratiesysteem bij De Ruiter onvoldoende inzicht. De systemen vragen nog teveel data behandeling. Op basis van de ervaringen bij fruitteeltbedrijf De Ruiter ten aanzien van de kWh registratie ontbreekt de koppeling met het gebruik van de installatie. Naast het registreren van elektraverbruik op centraal of elektra groepsniveau is voor de belangrijkste elektra groepen (meest de voeding koeltechnische installatie) de koppeling met het gebruik (o.a. hoeveel koelcellen in gebruik uitgedrukt in m3 gekoelde ruimte of ton opslag capaciteit) niet gemaakt. De huidige kWh registratie stopt met het meten van de verbruiken.


Energiescan De Ruiter Erichem

Recommend Documents