Koudemiddelen

Koudemiddelen worden in een koelinstallatie, airconditioninginstallatie of warmtepomp toegepast als medium voor transport van warmte (thermische energie). Installaties met koudemiddelen bestaan uit een zijde met hoge druk (warme zijde) en een gedeelte met lage druk (koude zijde).

De theorie

De werking draait om een natuurkundig verschijnsel. Elke stof kan 3 vormen aannemen, wat afhankelijk is van de temperatuur en de druk. Bij kamertemperatuur is water vloeibaar. Bij een waarde van 0 ˚C of lager is het vast (ijs) en bij een waarde van 100 ˚C of hoger wordt het een gas (waterdamp). Als de druk wordt verhoogd dan veranderen de waarden van het smeltpunt en kookpunt. Denk hierbij bijvoorbeeld aan een snelkookpan, waarin water pas gaat koken bij 116 ˚C onder hoge druk in plaats van 100 ˚C bij normale druk.

Een koudemiddel is bij normale druk een gas, met een laag kookpunt. Dit gas wordt samengeperst in een compressor, waarbij de druk, en daarmee ook het kookpunt, zover wordt verhoogd dat het gas bij de temperatuur van de omgeving gaat condenseren (vloeibaar wordt). Bij het condensatieproces komt warmte vrij, wat kan worden afgestaan aan de omgeving aan de warme zijde. Het vloeibare koudemiddel is door het afstaan van warmte afgekoeld en komt vervolgens bij een expansieventiel, waar de druk, en dus ook het kookpunt, weer wordt verlaagd. Hierdoor is de omgevingstemperatuur aan de koude zijde hoog genoeg om de vloeistof aan de kook te brengen en het koudemiddel weer gasvormig te maken (verdampen). Bij dit proces wordt juist warmte aan de omgeving onttrokken. De compressor zuigt het koudemiddel weer aan, waarna de cyclus zich herhaalt.

Toepassing

Afhankelijk van het doel van de installatie kan met koudemiddelen een ruimte of object worden verwarmd of juist gekoeld. Bij een koelkast wordt warmte onttrokken aan de binnenkant door de koude zijde van de installatie, waarbij de temperatuur dus daalt. Aan de achterzijde van de koelkast wordt de overtollige warmte afgestaan aan de omgevingslucht (warme zijde). Bij airconditioning via een split-unit is de buiten-unit de “warme zijde”, waar de warmte wordt afgestaan aan de buitenlucht. De binnen-unit is de koude zijde waarmee koude lucht in de ruimte wordt geblazen. Bij een lucht-water warmtepomp bestaat de buiten-unit juist uit de koude zijde van de installatie, waar warmte wordt onttrokken aan de buitenlucht, zelfs als het buiten vriest. De binnen-unit bestaat uit de warme zijde, waar water op een hogere temperatuur wordt gebracht om vervolgens bijvoorbeeld het huis mee te verwarmen.

Koudemiddelen zijn gassen waarbij het kookpunt gemakkelijk verschuift onder invloed van druk. Deze middelen hebben echter ook andere, minder gewenste eigenschappen.

Werken met koudemiddelen

Vrijwel alle koudemiddelen hebben eigenschappen die schadelijk zijn voor het milieu (broeikaseffect of ozonlaag) of een gevaar kunnen vormen voor de directe omgeving (giftig en/of brandbaar). Het is daardoor belangrijk om met de juiste kennis en meetapparatuur te werken.

Bij werkzaamheden aan installaties met koudemiddelen maakt u gebruik van diverse apparatuur, waaronder een manifold voor de juiste drukafstellingen, een nauwkeurige temperatuurmeter met de juiste meetsondes, een afpompunit om koudemiddel in of uit een installatie te pompen, een vacuümpomp en -meter, een weegschaal en een lekdetector die geschikt is voor het gebruikte koudemiddel. EURO-INDEX biedt een breed assortiment instrumenten voor het werken met koudemiddelen en wij adviseren u graag over de juiste apparatuur voor uw werkzaamheden en de typen koudemiddel waar u mee te maken hebt.

Soorten koudemiddelen

Er wordt onderscheid gemaakt tussen natuurlijke en synthetische koudemiddelen. Synthetische koudemiddelen zijn door de mens ontwikkeld en worden onderverdeeld in (H)CFK’s en HFK’s.

HCFK’s en CFK’s
HCFK’s en CFK’s zijn gechloreerde fluorkool(water)stoffen. Deze stoffen hebben een schadelijk effect op de ozonlaag in de atmosfeer. CFK’s breken moeilijker af dan HCFK’s en brengen daardoor 20 tot 50 keer meer schade toe aan de ozonlaag dan HCFK’s. Op beide soorten is de Europese Ozonverordening van toepassing. Deze verordening is geldig vanaf 2010 en legt het gebruik van deze stoffen aan strenge banden (handelsverbod en vulverbod).

HFK’s
HFK’s zijn fluorkoolwaterstoffen die het broeikaseffect versterken. Het broeikaseffect van deze stoffen is 124 tot 22.800 maal groter dan dat van CO₂. Op HFK’s is de Europese F-gassenverordening van toepassing. Deze verordening is geldig vanaf 2015 en zorgt voor regelgeving over het gebruik van HFK’s en op termijn uitfasering van zwaardere HFK’s.

Natuurlijke koudemiddelen
Natuurlijke koudemiddelen komen ook van nature voor in het milieu en hebben daardoor een veel lager broeikaseffect bij lekkage. Veiligheid is echter wel een belangrijk aandachtspunt, omdat deze middelen wel giftig en/of zeer brandbaar kunnen zijn.

Overzicht koudemiddelen