Enerpedia is dé agrarische energie-encyclopedie.

Koeling

Cyclisch koelen

Met cyclische koeling bedoelen we dat er bv. ’ s nachts dieper gekoeld wordt dan overdag omdat men ’s nachts beschikt over goedkopere energie (nachttarief) of juist andersom kunnen sommige koelinstallaties overdag goedkoper koelen omdat er “gratis” zonne-energie beschikbaar is.  Door hierop in te spelen zou men niet noodzakelijk met minder energie maar wel goedkoper kunnen koelen door in te spelen op de prijs.  Wat betekent dit voor de vruchtkwaliteit wanneer er in een extreme situatie jaarrond continu cyclisch gekoeld wordt?  VCBT testte het uit in 2014-2015.  Jonagold appels werden tot juni in ULO bewaard waarbij de helft van de vruchten continu bij 1°C stonden en de andere helft een bewaarregime kregen dat schommelde van 0.3°C tot 1.7°C.  Op verschillende momenten tijdens de bewaring werd de vruchtkwaliteit beoordeeld, ook na uitstalling bij 18°C.  Hierbij waren hardheid, kleur en afwijkingen de belangrijkste aandachtspunten.  Besluit van dit experiment was dat er geen verschil was in de kwaliteit tussen de vruchten die bewaard waren op constante of fluctuerende temperatuur.  Wat dit betreft is er dus geen bezwaar om gebruik te maken van de cyclische koeling.

Met CFD-berekeningen (MeBioS) werden bovenstaande metingen bevestigd.  Hier rekenden we wel een dag-nachtregime door voor een appelkoelcel van ongeveer 600 m³ waarbij ’s nachts de temperatuur 8 uren op 0.6°C werd gehouden en overdag 16 uren op 1.2°C.  Uit deze berekeningen bleek dat er meer energie nodig is om de cyclische koeling in stand te houden (Figuur 1).  In beide situaties ging men uit van continue ventilatie. 

Figuur 1.  Energieverbruik van appelkoelcel van 600 m³ bij 2 koelscenario’s

VCBT en MeBioS KU Leuven stapten twee jaar geleden samen in een project “Energiezuinige koeling van groenten en fruit”, gefinancierd door het Agentschap Innoveren en Ondernemen (LA-traject 120745), het Verbond van Belgische Tuinbouwcoöperaties, de firma’s Vos Technics, ABCool, HVA koeling, Aucxis Trading Solutions en Agrofresh.  In dit project werd ondermeer nagegaan wat het effect van cyclische koeling is op de kwaliteit van appel.

Ventilatie en energieverbruik

Aandeel van de ventilatoren in het totaal verbruik van de koelcel

Nadat het fruit of de groenten zijn ingekoeld is er nog maar een beperkte hoeveelheid koelcapaciteit nodig.  Deze dient namelijk vooral om de ademhalingswarmte en de isolatieverliezen weg te koelen.  Een bijkomende bron van warmte die op dat moment erg belangrijk wordt is de warmte die geproduceerd wordt door de ventilatoren van de verdamper (rode stippellijn in de figuur). Na de inkoeling blijken de ventilatoren evenveel warmte te produceren als de andere bronnen samen!  Reden genoeg om na te gaan of het hier met minder kan…

Figuur 1.  Gesimuleerde benodigde koelcapaciteit: volle lijnen: ademhaling + isolatieverliezen. Stippellijn: ventilatorwarmte (6 x 550 W)

Effect van gereduceerde ventilatie en koeling

In dit experiment werd gewerkt met een koelcel appelen van 550 m³ (12m x 5.75m x 8m).  
Er werd berekend hoe de inkoeling zou zijn indien men met een kleiner en groter ventilatievoud zou werken.  De koelcel en ventilatoren zijn berekend voor een ventilatievoud van 75/uur.  In onderstaande tabel staat de ½ inkoeltijd en 7/8 inkoeltijd voor een ventilatievoud van 90, 75 en 34/uur.  Bij een normaal ventilatievoud heeft de koelcel 23.3 uur nodig om 7/8 van de veldwarmte af te voeren, bij een ventilatievoud van 90 kan dit in 16 uur en bij een ventilatievoud van 34 duurt dit in 61 uur.

Gevolgen van een eventuele blackout

In dit experiment werd gewerkt met een koelcel appelen van 550 m³ (12m x 5.75m x 8m).  
In het experiment werd nagegaan wat het effect is van het uitzetten (of uitvallen) van de ventilatie en koeling.  Er werden 4 scenario’s doorgerekend: 8, 14, 16 en 20hr  en er werd gestart met een begintemperatuur van 0.5°C: zie .  In de CFD-simulaties (Figuur 1) is duidelijk te zien dat de warme lucht begint te stijgen en dat bovenaan in de koelcel stilaan warme plekken ontstaan: na 8 uur zijn de maxima nog beperkt tot 1°C, na 14 uur zonder koeling loopt de warmste temperatuur al op tot 1.5°C.  Afhankelijk van wat men acceptabel acht is een tijdelijke blackout dus geen ramp wat temperatuur/kwaliteit betreft.  8 uur zonder koeling geeft geen echte problematische temperatuurverhoging.

Figuur 1.  Temperatuurcontouren gedurende stilstand van ventilatie en koeling.  Begintemperatuur was 0.5°C