Kenniskring Natuurlijke Koudemiddelen

De productnorm IEC 60335-2-40 ‘’Household and similar electrical appliances - Safety - Part 2-40: Particular requirements for electrical heat pumps, air-conditioners and dehumidifiers’’ is recent aangepast, waardoor de toepassingsmogelijkheden voor brandbare koudemiddelen, met name het natuurlijke koudemiddel propaan, aanzienlijk zijn verruimd. Deze keer was de stemronde door de nationale normcommissies van vele tientallen landen, waaronder Nederland, gelukkig in ruime meerderheid positief; dat heeft er vooral mee te maken dat deze herziening ook positief uitwerkt op de toepassing van de brandbare F-gassen (R32 en HFO’s). Met deze herziening komt eindelijk een einde aan de magische maar totaal ongefundeerde ‘’veilige’’ grens van 150 g brandbaar koudemiddel.

De herziene norm is extreem complex, en vol details en compromissen die eigenlijk alleen nog goed zijn te begrijpen door de commissieleden die er jarenlang aan hebben gewerkt. Vanuit Nederland zijn we hier niet rechtstreeks bij betrokken, maar via de Refrigerants Naturally! Associatie, waar KNVvK lid van is, zijn we met een ‘’Standards Task Force’’ wel actief betrokken. Hopelijk komt er nog eens een vereenvoudiging van deze complexe norm, al is daar vooralsnog geen zicht op. We moeten dus maar blij zijn met het afscheid van de magische 150 g, en de komende jaren leren leven met deze complexe norm.

De komende tijd worden in ons vakblad RCC K&L artikelen gepubliceerd waarin de details over de praktische toepassing van deze norm worden besproken en uitgelegd.

Het ‘Refrigerants, Naturally! for LIFE’-project (RefNat4LIFE) wil het gebruik van duurzame natuurlijke koudemiddelen bevorderen bij kleine voedingsmiddelenwinkels in Europa, en de leveranciers en installatiebedrijven die voor deze winkels de apparatuur voor koeling, airconditioning en warmtepompen leveren en onderhouden, daarbij betrekken.

Dit Europese project, met KNVvK als een van de partners, loopt eind dit jaar af, en er zijn afgelopen jaren tal van praktische hulpmiddelen ontwikkeld die nu zoveel mogelijk inde praktijk moeten worden toegepast. Alles kan gratis worden gebruikt! Het gaat dan om handige online e-learning voor zowel winkeleigenaren als voor installateurs en monteurs, een uitgebreide Europese database met alle trainingsmogelijkheden (zowel praktijk als theorie) met handige zoekfuncties, informatieve documenten over techniek, wetgeving of markt, en praktische hulpmiddelen en apparaatlijsten om de meest duurzame en kosteneffectieve technische oplossingen te kunnen kiezen. Zie hiervoor de (Nederlandstalige) projectwebsite . Daarnaast worden de krachten internationaal gebundeld via de Refrigerants Naturally! Associatie, waar KNVvK lid van is.

De komende tijd gaan we vooral met de eigenaren van kleine winkels in Nederland samenwerken, waar mogelijk via de brancheorganisaties, om samen met hun installateurs de verduurzaming van hun koeling en verwarming aan te gaan pakken. Dat is een grote uitdaging, want deze gefragmenteerde sector loopt nog ver achter bij de grote supermarktketens die al een stuk verder zijn op de weg naar verduurzaming. Ter ondersteuning van dat proces hebben we onlangs een webinar gepresenteerd met veel praktische informatie over verduurzaming in de kleinkoeling. U kunt dit webinar hier terugkijken.

René van Gerwen

Duurzame koeling voor kleine levensmiddelenwinkels in Europa (tot 1000 m² winkeloppervlakte): het Refrigerants, Naturally! for LIFE-project (RefNat4LIFE) bevordert de invoering van klimaatvriendelijke apparatuur voor koeling, airconditioning en warmtepompen in heel Europa. Dit project richt zich specifiek op de kleine winkels, omdat die in duurzaamheid sterk achterblijven bij de grote supermarktketens.

Naast tal van andere ondersteunende informatie en hulpmiddelen, zijn er inmiddels uitgebreide online cursussen (MOOC) ontwikkeld die beschikbaar zijn op de website. Er zijn twee cursussen: een voor de koude-, klimaat- en warmtepompinstallateurs en een voor de winkeleigenaren. Aan deze cursussen zijn geen kosten verbonden en u kunt ze in uw eigen tempo online volgen.

Met de e-learning tool voor de installateur verkrijgt u o.a. antwoorden en informatie over:

• technische achtergronden van klimaatvriendelijke koel- en klimaatapparatuur en warmtepompen, en hulp bij het kiezen van de juiste apparaten en systemen;
• praktijkvoorbeelden (best practices) op het gebied van energiezuinigheid en klimaatvriendelijke koeling;
• hoe u meer bewustzijn bij uw klanten kunt creëren over het belang van duurzaam ondernemen, verminderen van energiegebruik en gebruik van natuurlijke koudemiddelen voor klimaatvriendelijke koeling.

De cursus geeft niet alleen informatie over de kansen, maar ook over aandachtspunten en risico’s bij het gebruik van duurzame koel- en klimaatapparatuur en warmtepompen met natuurlijke koudemiddelen. Ook wetgeving, alternatieve en integrale koeloplossingen, en energiebesparingspotentiëlen komen aan bod.

Via de website kunt u zich registreren voor de cursus (installateur) en direct online beginnen.

Voor winkeleigenaren is er ook een cursus, qua inhoud vergelijkbaar, maar toegesneden op de behoeften en het kennisniveau van deze doelgroep. U kunt uw klanten daarnaar verwijzen, via dezelfde website.

Voor warmtepompfabrikanten is de keuze voor een koudemiddel een cruciale factor die het ontwerp en de componentkeuze voor een warmtepomp bepalen. De Europese F-gassen verordening bepaalt dat de productie van synthetische koudemiddelen (HFK) met een significant broeikaseffect worden teruggefaseerd. Fabrikanten worden dus verplicht goed na te denken welke middelen zij in hun warmtepompen stoppen.

De twee grootste opties zijn: een nieuwe generatie synthetische koudemiddelen of natuurlijke koudemiddelen (voornamelijk koolwaterstoffen, kooldioxide en ammoniak). Je zou denken dat er dan direct gekozen wordt voor de gezondste en veiligste oplossing voor mens en klimaat. Die werkelijkheid blijkt echter weerbarstig.  

F-gassen veroorzaakten gigantische problemen
Warmte365 sprak met René van Gerwen van Entropycs. Hij deed samen met Charles Geelen, in opdracht van TKI Urban Energy en RVO, onderzoek naar natuurlijke koudemiddelen in warmtepompen.

Het is niet voor niets dat de bestaande synthetische koudemiddelen worden teruggefaseerd. Waarvan wij ooit dachten dat het de perfecte oplossing was, veroorzaakten de gassen onvoorziene gigantische problemen. Het gat in de ozonlaag en de klimaatverandering door het in de atmosfeer komen van de chloor en fluor bevattende gassen waren destijds niet voorzien.

Alleen maar plussen voor natuurlijke koudemiddelen?
Je zou denken dat we ons lesje daarvan wel hebben geleerd. Uit het onderzoek van Van Gerwen blijkt dat voor veel warmtepomptoepassingen er geschikte natuurlijke koudemiddelen beschikbaar zijn. Ze hebben een gering effect op het milieu, vergelijkbare of betere prestaties en acceptabele, stabiele kosten.

Het rapport laat zien dat je in heel veel gevallen prima uit de voeten kunt met natuurlijk koudemiddel. Berekeningen van de COP met een simulatieprogramma laten zien dat de rendementen van warmtepompen met natuurlijke koudemiddelen niet onder doen voor die met synthetische koudemiddelen of in veel gevallen zelfs iets beter kunnen zijn.

Hoe zit het met veiligheid?
De drie belangrijkste natuurlijke koudemiddelen zijn als gezegd koolwaterstoffen, kooldioxide en ammoniak. Ook bij het gebruik van natuurlijke koudemiddelen treden veiligheidsrisico’s op; bij koolwaterstof betreft dit vooral brandbaarheid. Bij kooldioxide zijn deze risico’s vooral gerelateerd aan hoge drukken en de vorming van droogijs en bij ammoniak is dat giftigheid, brandbaarheid en het niet samen kunnen met koper.

Van Gerwen: “Veiligheid is geen enkel probleem en gewoon oplosbaar. Vergeet niet dat aardgas ook brandbaar is, en ook daar zijn prima toepassingen voor gemaakt. We  hebben een heleboel brandbare stoffen in ons leven en daar kunnen we ook prima mee uit de voeten. Voor iedere specifieke toepassing moet men het beste koudemiddel kiezen en daarbij de benodigde veiligheidsmaatregelen toepassen.”

Wat doen de synthetische middelen in de toekomst?
Naast deze natuurlijke koudemiddelen bestaan er sinds de vijftiger jaren van de vorige eeuw synthetische koudemiddelen, die door de mens via complexe scheikundige processen worden geproduceerd. Vrijwel alle synthetische koudemiddelen bevatten naast koolstof ook fluor (F-gassen). De productiesector wordt daarom vaak aangeduid met de term Fluorchemie.

Voor al deze synthetische stoffen blijft er altijd de onzekerheid of er in de toekomst, na jaren van gebruik en emissie, zal blijken dat er significant nadelige milieueffecten plaatsvinden. Bij natuurlijke koudemiddelen bestaat deze onzekerheid niet.

Waarom zouden we überhaupt kiezen voor synthetische koudemiddelen als we het effect op de lange termijn op het milieu nog niet weten?
Van Gerwen: “We weten het best wel. Het gaat om een groep stoffen met fluor erin, PFAS dus. Deze ‘eeuwige chemicaliën’ breken niet af in de natuur, ze vervuilen het drinkwater, de bodem en stapelen zich op in het menselijk lichaam. Teflon is zo’n voorbeeld. Fluorchemie is een miljarden dollar business, gedekt door een beperkt aantal grote multinationals. En daar wringt de schoen, er zijn veel te veel economische belangen mee gemoeid.”

Waarom wordt er niet gewoon besloten alleen met natuurlijke koudemiddelen te werken?
“De fluorchemische industrie heeft een enorm dikke vinger in de pap. En dat is niet alleen in Nederland zo, maar ook in Europa en vooral in de Verenigde Staten. Zo zitten er in internationale  normencommissies, waar veiligheidsaspecten voor apparaten worden vastgelegd, bovengemiddeld veel mensen uit de chemiehoek. Die hebben de financiële mogelijkheid en het belang daar enorm veel tijd in te stoppen, terwijl de gefragmenteerde bedrijfssector die met natuurlijke koudemiddelen werkt die mogelijkheid minder heeft”, vertelt Van Gerwen.

Welke koudemiddelen zullen we op termijn het meest gaan gebruiken: natuurlijke koudemiddelen of HFO’s (Hydro-Fluor-Olefine) en HFO-mengsels?
Van Gerwen: “Mijn persoonlijke voorkeur gaat naar natuurlijke middelen waarvan bewezen is dat ze milieuvriendelijk zijn. Alleen in toepassingen en op plaatsen waar natuurlijke koudemiddelen (nog) niet haalbaar zijn, mogen we (tijdelijk) gebruikmaken van HFO’s, HFO-mengsels of R32. Dit zijn F-gassen met een lagere bijdrage aan het broeikaseffect dan de veel toegepaste F-gassen R134a en R410a.

Waarom heeft u deze mening?
“Ik ben bang voor het hypothetische trieste moment in de toekomst waarop we moeten vaststellen dat die synthetische koudemiddelen een negatieve invloed op het milieu hebben. Wanneer die koudemiddelen eenmaal in een grote verscheidenheid aan apparaten over de wereld verspreid zijn, zal het erg moeilijk zijn om ze weer van onze planeet te verwijderen. Dat is kennis uit het verleden, want we hebben dit al tweemaal eerder meegemaakt, met het gat in de ozonlaag en de opwarming van de aarde. Ik wil zo’n ervaring niet een derde keer meemaken.”

De metafoor die opdoemt is dat je met een kwaal naar de huisarts gaat. Voor deze kwaal kan de huisarts pil A of pil B voorschrijven. Beiden hebben hetzelfde effect, maar bij pil A weet je niet zeker of je over tien jaar last krijgt van vervelende bijwerkingen. Je mag in dat geval toch hopen dat de huisarts dit eerlijk vertelt en niet, gesteund door de farmaceutische industrie, alleen pil A aanbiedt. Want dat zou betekenen dat onze gezondheid een verdienmodel is.

Van Gerwen studeerde werktuigbouwkunde met als specialisatie koudetechniek en klimaatbeheersing. Hij werkte in hetzelfde werkveld voor TNO en Unilever en begon zes jaar geleden een adviesbureau en ingenieursbedrijf waar hij een bonte verzameling van opdrachtgevers heeft. Een ding blijft een rode draad in zijn werkzame leven en dat zijn koudemiddelen.

Bron artikel: www.warmte365.nl

Case Study: CO2-installaties bij een Nederlandse Biowinkel met een terugverdientijd van de meer-investering van slechts vier jaar 

"Ekoplaza richt zich op natuurlijke koudemiddelen en energiebesparing en streeft ernaar in de toekomst voor 100% op natuurlijke koudemiddelen te zijn overgeschakeld."

Over de winkel

Ekoplaza (onderdeel van de Udea Groep) begon in 1980 als een biologische buurtsupermarkt in Amsterdam. Inmiddels is het uitgegroeid tot een winkelketen met ruim 80 winkels en 40 afhaalpunten door heel Nederland.

De kleine biologische Ekoplaza-winkel in Haarlem beslaat 529m2 verkoopoppervlakte en telt zes medewerkers. In 2020 had deze Ekoplaza-winkel behoefte aan uitbreiding, en daarom werd de verkoopruimte van de winkel ernaast aan het bestaande pand toegevoegd. Hiervoor moest het R404A-koelsysteem worden geüpgraded naar een gloednieuw, ultramodern systeem met natuurlijk koudemiddel (CO2).

Ekoplaza is uitgesproken biologisch. Zij geloven dan ook niet in het eenvoudigweg nastreven van de laagste prijs; er is transparantie in de keten en het bedrijf vindt het belangrijk om langdurige relaties op te bouwen met zijn klanten en leveranciers. "Er is geen sprake van winstmaximalisatie ten koste van moeder aarde", aldus Geert-Jan Smits, Formule Manager van Ekoplaza. Ekoplaza biedt een veilige haven voor mensen die duurzame keuzes willen maken. Het is een biologische supermarktketen die een gezonde, biologische levensstijl wil ondersteunen.

"Bij Ekoplaza streven we ernaar om de wereld gezonder en duurzamer te maken," legt Smits uit. "Als familiebedrijf en biologische supermarkt voelen we ons verantwoordelijk. Ons doel is om samen met onze medewerkers, leveranciers, partners en klanten bij te dragen aan een gezonde wereld. Een van onze belangrijkste aandachtspunten is duurzaamheid. Het gaat er hierbij om dat ecologische systemen kunnen blijven bestaan dankzij klimaatneutrale systemen die de natuurlijke hulpbronnen niet uitputten. We blijven voortdurend onderzoeken hoe we hulpbronnen nog beter, duurzamer en efficiënter kunnen inzetten."

Natuurlijke koudemiddelen waren voor Ekoplaza dan ook een strategische keuze toen ze een besluit namen over het nieuwe koelsysteem. "We hebben voor natuurlijke koudemiddelen gekozen omdat dit een toekomstbestendige oplossing is voor de lange termijn, die aansluit bij de duurzaamheidsdoelstellingen van het bedrijf", legt Smits uit.

Om er verder voor te zorgen dat er geen energie wordt verspild, werden alle verticale kasten (inclusief halfhoge kasten) voor de vernieuwde winkel voorzien van glazen deuren. Daarbij worden de HACCP-normen (Hazard Analysis and Critical Control points) te allen tijde gerespecteerd.

"We hebben voor natuurlijke koudemiddelen gekozen omdat dit een toekomstbestendige oplossing is voor de lange termijn, die aansluit bij de duurzaamheidsdoelstellingen van het bedrijf"

Beschrijving van het systeem

Om aan de toegenomen koelvraag te voldoen, werd het verouderde gecentraliseerde R404A koelsysteem in Haarlem vervangen door een gloednieuw gecentraliseerd transkritisch CO2-systeem dat koeling, diepvries, airconditioning en verwarming levert voor zowel de winkel als voor de slagerij ernaast. Het systeem wordt compleet geleverd met warmteterugwinning die met vier warmtewisselaars de winkel verwarmt.

Deze nieuwe gecentraliseerde installatie is gebouwd door Koning Koudetechniek, een gespecialiseerd bedrijf in Nederland dat zich richt op installaties met natuurlijke koudemiddelen. De installateur was Wieman Koel- en Klimaattechniek. De installatie is gebouwd volgens alle geldende Europese en Nederlandse normen.

De installatie is ontworpen om te voorzien in de totale thermische energiebehoefte van de winkel, inclusief koelopslag, presentatie van producten, airconditioning en verwarming van de winkel.

Over het systeem:

- Verkoopoppervlakte: 529m2
- Koelsysteem: gecentraliseerd transkritisch CO2-systeem
- Elektriciteitsverbruik: 95.000 kWh/jaar
- Kostenbesparing energie: EUR 3.500/jaar
- Nominaal koelvermogen = 33,4 kW
- Nominaal vriesvermogen = 4,15kW
- Vermogen airconditioning = 8,3 kW
- Nominaal verwarmingsvermogen (bij -10°C omgevingstemperatuur) = 26kW

Rendement op investering
Dankzij een fiscale investeringsaftrek bedraagt de netto extra investering van het CO2-systeem slechts 12.000 euro in vergelijking met een traditioneel systeem op basis van HFK's.

Het elektriciteitsverbruik (berekend op 95.000 kWh/jaar) is vergelijkbaar met dat van de vorige installatie, maar met het nieuwe CO2-systeem is er geen aardgasverbruik voor verwarming. Dit levert een besparing op van ongeveer 3.500 euro per jaar. De terugverdientijd van deze nieuwe installatie bedraagt dus minder dan vier jaar.

"Het rendement op de investering maakt deze initiële kosten de moeite waard."

100% natuurlijk in de toekomst

Hoewel Ekoplaza er strategisch voor heeft gekozen om zich in de toekomst te richten op natuurlijke koudemiddelen, kan deze oplossing soms veel duurder zijn dan het achteraf aanpassen aan koudemiddelen met een lager GWP, legt Smits uit. Vooral voor franchisepartners kan deze kostprijs een uitdaging zijn. Maar het rendement op de investering maakt deze initiële kosten de moeite waard.

Er zijn geen problemen geweest met deze installatie en Ekoplaza is zeer tevreden met de nieuwe CO2-systemen.

De winkel in Haarlem was de eerste winkel van Ekoplaza die met natuurlijke koudemiddelen werkt, maar inmiddels zijn er meerdere winkels gevolgd, bevestigt Smits. "Ekoplaza richt zich op natuurlijke koudemiddelen en energiebesparing en streeft ernaar in de toekomst 100% over te schakelen op natuurlijke koudemiddelen", zegt hij.

Wereldwijd, en zeker in Nederland, zijn de grote supermarkten goed op weg om hun koeling te verduurzamen. Denk maar aan de transkritische CO2 systemen in tal van Nederlandse supermarkten, waarmee we wereldwijd vooroplopen.

Maar hoe staat het met de kleinere winkels, zoals buurtsupers, bio-winkels, bakkers, slagers, kaaswinkels, delicatessenzaken, boerderijwinkels? Omdat we de indruk hadden dat de kleine winkels achterlopen en veel te weinig aandacht krijgen, hebben de KNVvK en STEK hun nek uitgestoken en met anderen een Europees samenwerkingsproject opgezet, met financiering door de EU en de deelnemende partners.

Sinds medio 2019 zijn de Nederlandse partners samen met bio-winkelverenigingen in Duitsland, Spanje en Portugal, een Duitse installateursvereniging en een Belgisch bedrijf voor duurzaamheidsmarketing en een Duitse projectleider volop bezig met de uitvoering. We hebben de huidige stand in kaart gebracht (met als arbitraire grens minder dan 1000 m² winkeloppervlakte) en de kansen en belemmeringen om te verduurzamen uitgewerkt en gerapporteerd. Daarnaast zijn technologiegidsen en overzichten van wetgeving gemaakt en beschrijvingen van voorbeeldwinkels in Europa opgesteld, waaronder een Nederlandse Ekoplaza winkel met een transkritisch CO₂-systeem.

Naast al die rapporten en documenten is ook hard gewerkt aan een indrukwekkende lijst van praktische hulpmiddelen voor winkeleigenaren en voor installateurs:

• twee uitgebreide sets gedetailleerde e-learning modules voor zelfstudie, een set voor winkeleigenaren en een voor installateurs; vrijwel de enige Nederlandstalige e-learning in ons vakgebied;
• een uitgebreide, gedetailleerde online database met alle opleidings- en trainingsmogelijkheden in ons vakgebied in Europa (praktisch en theoretisch);
• een eenvoudige Nederlandstalige checklist voor het kiezen van de juiste koel-, klimaatregelings- en warmtepompapparatuur;
• productzoeker om (1) de meest efficiënte onafhankelijke (stekkerklare) koelapparaten/meubelen te vinden, (2) geselecteerde producten te vergelijken op het gebied van broeikasgasemissies, prestaties, energieklasse, elektriciteitsverbruik en aanschafkosten, en (3) mogelijke leveranciers te vinden;
• emissiecalculator voor winkels om (1) de milieuprestaties van hun winkel (elektriciteitsverbruik, broeikasgasemissies) te bepalen en te vergelijken met de prestaties van andere winkels, en (2) verbetering potentiëlen te identificeren (voor koel-, airconditioning- en warmtepompapparatuur, winkel/gebouw, algemene verbeteropties);
• bespaarcheck-hulp met gedetailleerde informatie over alle financiële aspecten met betrekking tot koelsystemen om (1) bestaande onafhankelijke (stekkerklare) koelapparatuur/meubelen te vergelijken met de meest efficiënte apparaten in termen van elektriciteitsverbruik en kosten per jaar, (2) investeringen, rendement op investering, terugverdientijd en afschrijving te berekenen, (3) financieringsregelingen en financieringspartners per land te vinden.

Al deze hulpmiddelen, voor een groot deel in het Nederlands, zijn gratis verkrijgbaar via de projectwebsite https://refnat4life.eu/, of komen komende maanden beschikbaar voor gebruik in de praktijk.

Het Europese project wordt eind 2022 afgerond. Om ervoor te zorgen dat al deze documenten en hulpmiddelen de komende jaren goed worden gebruikt, is de combinatie gelegd met de Associatie Refrigerants, Naturally!. Dit is een wereldwijd platform dat zich inzet voor duurzaamheid in onze sector, met name het bestrijden van klimaatverandering en aantasting van de ozonlaag, via het bevorderen van het gebruik van natuurlijke koudemiddelen en verminderen van energiegebruik. Met dit initiatief willen we meer bewustzijn creëren voor natuurlijke koudemiddelen, de krachten bundelen en de implementatie van klimaatvriendelijke oplossingen in de koude- en klimaattechniek en warmtepompen bevorderen.

Door u aan te sluiten bij dit snel groeiende platform blijft u op de hoogte van alle ontwikkelingen, kunt u gebruikmaken van dit krachtige (internationale) netwerk, en kunnen wij u ondersteunen bij uw ambitie om natuurlijke koudemiddelen toe te passen en energie te besparen.

Meer informatie via de website http://www.refrigerantsnaturally.com of per e-mail via info@knvvkyoungcool.nl en info@stek.nl.

Lees hier de case study: "CO2-installaties bij een Nederlandse Biowinkel met een terugverdientijd van de meer-investering van slechts vier jaar" (Ekoplaza).