CO2 koelgas R744 in Memmert apparaten met compressorkoeling

De compressiekoelsystemen in de Memmert klimaatkamer ICHeco en de gekoelde incubator ICPeco, werken met het koelmiddel CO2 (R744). Dankzij dit klimaat neutrale koelmiddel zijn de units niet alleen milieuvriendelijker, maar ook krachtiger dan vergelijkbare temperatuur geregelde apparatuur gekoeld met gefluoreerde broeikasgassen zoals R134a.

Het koelmiddel CO2, in de klimaatregelingsindustrie bekend als R744, was al vóór 1900 bekend. Vanwege de schadelijke eigenschappen van synthetische koelmiddelen, ervaart het al enkele jaren een renaissance. Memmert heeft zich gecommitteerd aan het gebruik van natuurlijke, milieuvriendelijke koelmiddelen. Voor de eco-versies van de constante klimaatkamers ICH en de gekoelde incubators ICP is een modern koelsysteem ontwikkeld dat de ICHeco en de ICPeco net zo efficiënt maakt als systemen met synthetische koelmiddelen. Bovendien kunnen ze hun duidelijke voordelen ten volle benutten in termen van koelcapaciteit en klimaatvriendelijkheid. Het basisprincipe: de koelregeling regelt de temperaturen in het werkgebied uitsluitend via het koelsysteem - zonder energie-intensieve terug verwarming.

Toppunt van klimaatvriendelijkheid

De GWP-waarde (Global Warming Potential) wordt gebruikt om de effecten van stoffen op de opwarming van luchtlagen nabij de grond en dus het broeikaseffect te vergelijken. Het koelmiddel dat wordt gebruikt in Memmert ICHeco / ICPeco-apparaten met de afkorting R744 en de chemische molecuulformule CO2 heeft een GWP-waarde van 1 en is daarom praktisch klimaatneutraal. Het koelmiddel R134a dat wordt gebruikt in veel vergelijkbare temperatuurregulatietoepassingen met een GWP van 1430 draagt daarentegen 1430 keer zo sterk bij aan het broeikaseffect. R744 bevat geen chloor en is niet ontvlambaar noch giftig. Het veroorzaakt geen ozonafbraak in de atmosfeer en vereist geen verwijdering of recycling. Lekkages keren eenvoudig terug naar de natuurlijke omloop. CO2 is een bijproduct van veel industriële processen en is in vrijwel onbeperkte hoeveelheden verkrijgbaar. Daarom is er veel minder energie nodig voor de fabricage dan voor synthetische, gefluoreerde koelmiddelen.

Verbeterde koelcapaciteit

Het hoge volume koelcapaciteit van CO2 (R744) maakt een ruimtebesparend ontwerp mogelijk van compressor, warmtewisselaars en leidingen. Dankzij de uitstekende warmteoverdracht van CO2 scoren Memmert eco-apparaten met snellere afkoelsnelheden vergeleken met apparaten met synthetische koelmiddelen. Interne metingen met een ICH750eco bijvoorbeeld, vertoonden een 20% hogere temperatuursverandering tijdens afkoeling bij een omgevingstemperatuur van 22°C. Nog een voordeel voor de energiebalans: minder warmteafgifte vermindert het energieverbruik voor de airconditioning in de kamer en de eco-apparaten zijn bijna onderhoudsvrij.

Regulering F-gas biedt prikkels voor conversie

De nieuwe F-gasverordening van de Europese Unie heeft tot doel de uitstoot van gefluoreerde broeikasgassen tegen 2050 met ongeveer 90% te verminderen ten opzichte van 1990. Tot de maatregelen behoren geleidelijke volumeverminderingen en een verbod op het op de markt brengen ervan. Nieuwe commerciële koelkasten met een GWP groter dan 150 mogen bijvoorbeeld niet meer worden verkocht vanaf 1 januari 2022. De koelvloeistof R744 wordt echter niet beïnvloed door deze regelgeving.

Koelcircuit in het compressiekoelsysteem

Ongeacht het koelmiddel is het werkingsprincipe van een apparaat voor temperatuurregeling met compressiekoelsysteem in essentie hetzelfde. Om de kamerlading te koelen, extraheert de koelvloeistof warmte uit de kamer van een klimaatkamer of gekoelde incubator en geeft deze af in de omgeving. Koeltechniek maakt gebruik van de verschillende aggregaten van koelvloeistoffen. Vloeistoffen die verdampen halen warmte uit de omgeving en vice versa.

Transkritische CO2-koelapparatuur

De temperatuur en druk van gassen, en dus ook van koelmiddelen, zijn proportioneel ten opzichte van elkaar onder het zogenaamde kritieke punt. Hoe hoger de druk bij hetzelfde volume, hoe hoger de temperatuur. Het gas wordt warm bij een verhoogde druk in de compressor. Met CO2-koeling is er nu een speciale functie: het kritieke punt van R744 is zeer laag bij + 31 ℃ (bij 73,6 bar). Bij transkritisch bedrijf voorbij het kritieke punt kan gas niet langer vloeibaar worden gemaakt door druk en bestaat de relatie tussen temperatuur en druk niet langer. Het koelmiddel blijft in de toestand tussen vloeibaar en gasvormig. Daarom vervangt een gaskoeler voor continue koeling van het gas de condensor. Vanwege het temperatuurverschil dat nodig is voor warmteoverdracht, is de limiet voor warmteoverdracht naar de omgeving door condensatie van het koelmiddel in de praktijk rond de 25°C. In de meeste gevallen wordt koelapparatuur daarom gebruikt in een laboratoriumomgeving met normale kamertemperatuur boven het kritieke punt, d.w.z. met hoge drukken.