WARMTEPOMPEN
Install Magazine 972 – oktober 2020
Hoe gevaarlijk zijn brandbare koelmiddelen?
Resultaten van het Life Front project
Het basisprobleem: tot een juiste inschatting komen van het risico van brandbare koelmiddelen, zoals koolwaterstoffen.
De meeste lekdebieten zijn erg klein, ongeacht het type installatie.
De koelmiddelinhoud heeft geen invloed op de grootte van de lekken.
In het kader van de F-gassenverordening moeten we af van de huidige generatie gefluoreerde koelmiddelen. Een mogelijk alternatief zijn natuurlijke koelmiddelen zoals koolwaterstoffen, in de eerste plaats propaan. Koeltechnisch hebben die voordelen, maar ze vertegenwoordigen ook een brandrisico. Daarom zijn ze onder de huidige normering aan strenge beperkingen onderworpen. Vanuit diverse hoeken wordt er echter voor gepleit om die beperkingen te versoepelen, om zo het toepassingsgebied te verbreden. Een versoepeling kan echter alleen als men een duidelijk idee heeft hoe groot de risico’s in de praktijk zijn. Het Life Front project werd in het leven geroepen om daar gegevens over te verzamelen.
Life Front
In de naam Life Front, staat Front voor Flammable Refrigerant Options for Natural Technologies. Life verwijst naar het gelijknamige instrument van de Europese Unie om acties voor de bescherming van klimaat en milieu te financieren, in het kader waarvan ook dit project gesubsidieerd werd. Life Front werd gedragen door een aantal partners uit de industrie, met Shecco als coördinator. Het werd opgestart in juni 2017 en liep tot half juni 2020.
De centrale opdracht was om drempels uit de weg te werken die het gebruik van brandbare natuurlijke koelmiddelen belemmeren. Dat houdt onder meer de ontwikkeling van aangepaste veiligheidsmaatregelen en voorschriften in. Tevens doet Life Front ook aan kennisverspreiding rond deze koelmiddelen om potentiële gebruikers meer vertrouwd te maken met mogelijkheden en beperkingen van deze koelmiddelen. Een correcte risicobepaling is cruciaal voor een succesvolle marktintroductie.
Schat men de risico’s te hoog in, dan zal het toepassingsgebied te strikt beperkt worden. Tevens worden installaties duurder, omdat er extra voorzorgen en veiligheidsmaatregelen genomen moeten worden, wat alles uiteraard complexer en omslachtiger maakt. Schat men daarentegen het risico te laag in, dan riskeert men ongelukken met zeer zware gevolgen.
Lekdatabase
Om daar een antwoord op te bieden, startte men in het kader van Life Front met een database van lekken in installaties met koolwaterstoffen. Tot nu toe waren er immers nauwelijks cijfers voorhanden. De gegevens die beschikbaar waren -en die dikwijls aan de basis lagen van normen en voorschriften- kwamen veelal voort uit incidenten, of waren eerder anekdotisch. In hoeverre die datapunten representatief waren voor de situatie in de praktijk, bleef een open vraag. Aan de hand die database wilde Life Front tot een meer realistische inschatting van de risico’s komen. De database omvat nu een duizendtal installaties, van verschillende omvang en leeftijd, en is vrij toegankelijk op de website.
Een eerste vaststelling is dat lekken typisch erg klein zijn. De meeste lekken zijn kleiner dan 15 g/minuut, waar gangbare normen uitgaan van een veelvoud daarvan, soms tot 250 g/minuut. De normen zijn dus duidelijk gebaseerd van een bijzonder pessimistisch worst case scenario, dat in de praktijk nauwelijks voorkomt. In de voorschriften houdt men bijvoorbeeld rekening de situatie waarbij een airconditioninginstallatie helemaal leegloopt binnen vier minuten, waarbij al het koelmiddel in één ruimte terechtkomt. In de praktijk zal men dat geval zo goed als nooit aantreffen. Als er immers lekken zijn met zeer hoge debieten, dan zijn die te wijten aan duidelijk herkenbare externe factoren zoals leidingbreuk. Dat gaat dan om een technicus die nogal enthousiast ijs van de leidingen verwijdert, en per ongeluk een gat maakt in de koelleidingen met een scherp voorwerp, of om een koelmiddelleiding die wordt afgerukt door een vorkheftruck. Bij dergelijke incidenten weet men meteen hoe de vork in de steel zit, kan men passende maatregelen treffen. Het heeft weinig zin om dergelijke gevallen op te nemen in de standaard voorschriften voor lekbeveiliging.
Een tweede vaststelling is dat er niet echt een verband is tussen de omvang en leeftijd van een installatie en de kans op lekken. Grote en complexe installaties vertonen niet systematisch meer lekken dan kleine compacte. Bovendien blijven de algemene defecten nog beperkt, omdat, zoals gezegd de meeste lekken erg klein zijn, en het dus zo goed als uitgesloten is dat een hele installatie ongemerkt leegloopt. Dit gaat in tegen de logica van de huidige reglementen, die meer controles en maatregelen eisen naarmate de installatie complexer wordt. Men zou de voorschriften dus kunnen stroomlijnen door over te schakelen op een enkel regime voor lekdetectie en reparatie. Uit de lekdatabase blijkt immers dat 95% van de lekken kleiner zijn dan 0,28 mm
De rol van de normen
Hiermee is het hoge woord eruit: normering. Een norm, zoals de EN 378, is een standaard die wordt afgesproken door de industrie en weerspiegelt de huidige stand van de techniek. Innoverende systemen zijn er per definitie niet in opgenomen. Bovendien zijn normen uit de aard van de zaak conservatief, omdat ze de voorkeur geven aan beproefde methodes. Het risico is dus reëel dat een norm in de praktijk gaat fungeren als een rem op de ontwikkeling van nieuwe technieken. Een norm houdt echter per se geen verplichting in. Het blijft altijd mogelijk om alternatieve technieken toe te passen. Naarmate er meer ervaring wordt opgedaan met innoverende technieken, zoals installatie met brandbare koelmiddelen, kan men die ervaring gebruiken om de norm aan te passen. Life Front is overigens actief in verschillende technische comités om de reglementen rond brandbare koelmiddelen beter te laten aansluiten in de praktijk. Een belangrijk actiepunt daarbij is het vergroten van de maximaal toegelaten koelmiddelinhoud voor systemen met A3-koelmiddelen zoals propaan.
De praktijk
Er zijn nog weinig gebruikers met een ruime ervaring met brandbare koelmiddelen. Distributieketen Colruyt Group is daar een van. Dit bedrijf heeft resoluut voor natuurlijke koelmiddelen gekozen, en heeft dan ook heel wat systemen draaien op propaan. Een complicatie bij grotere systemen met dat koelmiddel is dat de koelmachine in een ATEX omgeving moet staan, zodat indirecte installaties aangewezen zijn. Een oplossing is om het compressorgedeelte in een omkasting te plaatsen. In geval van problemen kan men dan de compressor met omkasting en al demonteren. De reparatie kan dan onder gecontroleerde omstandigheden in het atelier worden uitgevoerd. Colruyt Group past dit systeem onder meer toe in de Okay supermarkten. Elke vestiging is voorzien van twee chillers met 100% redundantie. Bij defect neemt dan de reserve-unit het over, terwijl het defecte toestel wordt losgekoppeld en naar de werkplaats gebracht.
Colruyt Group test nog andere propaan-toepassingen, bijvoorbeeld lucht-water warmtepompen. De vestigingen worden zoveel mogelijk verwarmd door warmteterugwinning uit het koelgedeelte. In sommige gevallen volstaat dat echter niet, en dan wordt een bijkomende warmtepomp geplaatst. Sommige daarvan zijn versies op propaan. Verder heeft Colruyt Group ook DX-installaties met splits op propaan in gebruik. Daarbij gaat het telkens om experimentele toepassingen, omdat de toestellen niet gecertificeerd zijn in Europa. Met deze initiatieven kan men echter praktijkervaring verwerven, die dan aan de basis kan liggen van vernieuwde reglementen die de werkelijke risico’s beter weerspiegelen.
Door Alex Baumans
Figuren: Life Front
