Het is onvermijdelijk dat koelsystemen die werken met verzadigde aanzuigtemperaturen onder het vriespunt uiteindelijk te maken krijgen met een ophoping van ijs op de verdamperbuizen en -vinnen. Dit ijs fungeert als isolator tussen de warmte die vanuit de ruimte moet worden overgedragen en het koelmiddel, wat resulteert in een afname van de verdamperefficiëntie. Daarom moeten fabrikanten van apparatuur bepaalde technieken gebruiken om dit ijs periodiek van het spoeloppervlak te verwijderen. Ontdooimethoden kunnen onder andere bestaan uit, maar zijn niet beperkt tot, ontdooien buiten de cyclus of ontdooien met lucht, elektrisch en gas (waarover meer in deel II van de maartuitgave). Aanpassingen aan deze basisontdooischema's voegen bovendien nog een extra laag complexiteit toe voor servicepersoneel. Wanneer ze correct zijn ingesteld, zullen alle methoden hetzelfde gewenste resultaat bereiken: het smelten van de ijsophoping. Als de ontdooicyclus niet correct is ingesteld, kunnen de resulterende onvolledige ontdooiingen (en een afname van de verdamperefficiëntie) leiden tot een hogere temperatuur in de gekoelde ruimte dan gewenst, terugstroming van koelmiddel of olie-infiltratie.
Een typische vleesvitrine met een producttemperatuur van 1°C kan bijvoorbeeld een uitlaatluchttemperatuur van ongeveer -4°C en een verzadigde verdampertemperatuur van -5°C hebben. Hoewel dit een toepassing is met gemiddelde temperaturen waarbij de producttemperatuur boven de 0°C ligt, zullen de buizen en vinnen van de verdamper een temperatuur onder de 0°C hebben, waardoor er ijsvorming ontstaat. Ontdooien buiten de cyclus is het meest gebruikelijk bij toepassingen met gemiddelde temperaturen, maar gasontdooiing of elektrische ontdooiing is in deze toepassingen niet ongebruikelijk.
koeling ontdooien
Figuur 1 Vorstvorming
ONTDOOIEN UIT CYCLUS
Ontdooien buiten de cyclus is precies wat het klinkt; ontdooien gebeurt door simpelweg de koelcyclus uit te schakelen, waardoor er geen koelmiddel in de verdamper kan komen. Hoewel de verdamper mogelijk onder de 0°C werkt, is de luchttemperatuur in de gekoelde ruimte hoger dan 0°C. Wanneer de koeling uitgeschakeld is en de lucht in de gekoelde ruimte door de verdamperbuis/vinnen blijft circuleren, zal de oppervlaktetemperatuur van de verdamper stijgen, waardoor de rijp smelt. Bovendien zal de normale luchtinfiltratie in de gekoelde ruimte de luchttemperatuur doen stijgen, wat de ontdooicyclus verder bevordert. In toepassingen waar de luchttemperatuur in de gekoelde ruimte normaal gesproken boven de 0°C ligt, blijkt ontdooien buiten de cyclus een effectief middel te zijn om de opgebouwde rijp te smelten en is het de meest gebruikte ontdooimethode bij toepassingen met gemiddelde temperaturen.
Wanneer een ontdooicyclus wordt gestart, wordt voorkomen dat de koelmiddelstroom de verdamper binnenstroomt met behulp van een van de volgende methoden: gebruik een ontdooitijdklok om de compressor uit te schakelen (enkele compressoreenheid), of schakel de magneetklep van de vloeistofleiding van het systeem uit om een afpompcyclus te starten (enkele compressoreenheid of multiplexcompressorrek), of schakel de magneetklep voor de vloeistofleiding en de zuigleidingregelaar uit in een multiplexrek.
koeling ontdooien
Figuur 2 Typisch bedradingsschema voor ontdooien/afpompen
Figuur 2 Typisch bedradingsschema voor ontdooien/afpompen
Houd er rekening mee dat bij een toepassing met één compressor, waarbij de ontdooiklok een afpompcyclus initieert, de magneetklep van de vloeistofleiding onmiddellijk wordt uitgeschakeld. De compressor blijft werken en pompt koelmiddel uit de lagedrukzijde van het systeem in de vloeistofontvanger. De compressor schakelt uit wanneer de zuigdruk daalt tot het ingestelde uitschakelpunt voor de lagedrukregeling.
In een multiplex compressorrack schakelt de tijdklok doorgaans de stroomtoevoer naar de magneetklep van de vloeistofleiding en de zuigregelaar uit. Dit zorgt ervoor dat er een bepaald volume koelmiddel in de verdamper blijft. Naarmate de temperatuur in de verdamper stijgt, neemt ook de temperatuur van het koelmiddel in de verdamper toe. Dit fungeert als een koellichaam om de oppervlaktetemperatuur van de verdamper te verhogen.
Voor een ontdooiing buiten de cyclus is geen andere warmte- of energiebron nodig. Het systeem keert pas terug naar de koelmodus nadat een bepaalde tijd of temperatuur is bereikt. Die drempel voor een toepassing met gemiddelde temperaturen ligt rond de 9°C of 60 minuten uitschakeltijd. Dit proces wordt vervolgens tot vier keer per dag herhaald, afhankelijk van de aanbevelingen van de fabrikant van de vitrine (of W/I-verdamper).
Advertentie
ELEKTRISCH ONTDOOIEN
Hoewel elektrisch ontdooien vaker voorkomt bij lage temperaturen, kan het ook worden gebruikt bij gemiddelde temperaturen. Bij lage temperaturen is ontdooien buiten de cyclus niet praktisch, aangezien de lucht in de gekoelde ruimte een temperatuur onder het 0°C heeft. Daarom is, naast het uitschakelen van de koelcyclus, een externe warmtebron nodig om de verdampertemperatuur te verhogen. Elektrisch ontdooien is een methode om een externe warmtebron toe te voegen om de ijsophoping te laten smelten.
Een of meer weerstandsverwarmingsstaven worden over de lengte van de verdamper geplaatst. Wanneer de ontdooiklok een elektrische ontdooicyclus initieert, gebeuren er tegelijkertijd verschillende dingen:
(1) Een normaal gesloten schakelaar in de ontdooitijdklok die de motoren van de verdamperventilator van stroom voorziet, gaat open. Dit circuit kan de motoren van de verdamperventilator rechtstreeks van stroom voorzien, of de houdspoelen voor de afzonderlijke contactors van de verdamperventilatormotoren. Hierdoor worden de motoren van de verdamperventilator uitgeschakeld, waardoor de warmte die door de ontdooiverwarmingselementen wordt gegenereerd, zich concentreert op het verdamperoppervlak in plaats van wordt overgedragen aan de lucht die door de ventilatoren zou worden gecirculeerd.
(2) Een andere normaal gesloten schakelaar in de ontdooitijdklok die stroom levert aan de solenoïde van de vloeistofleiding (en de zuigleidingregelaar, indien in gebruik), gaat open. Dit sluit de solenoïdeklep van de vloeistofleiding (en de zuigleidingregelaar, indien in gebruik), waardoor de koelmiddelstroom naar de verdamper wordt geblokkeerd.
(3) Een normaal open schakelaar in de ontdooi-tijdklok sluit. Deze schakelaar levert ofwel rechtstreeks stroom aan de ontdooi-verwarmingselementen (kleinere toepassingen met een laag ampèrage ontdooi-verwarmingselement), ofwel stroom aan de houdspoel van de ontdooi-verwarmingselement-installateur. Sommige tijdklokken hebben ingebouwde contactors met een hoger ampèrage, waardoor er geen aparte contactor voor de ontdooi-verwarmingselementen nodig is.
koeling ontdooien
Figuur 3 Configuratie van elektrische verwarming, ontdooibeëindiging en ventilatorvertraging
Elektrische ontdooiing zorgt voor een positievere ontdooiing dan een vriescyclus, met kortere duurtijden. Ook hier eindigt de ontdooicyclus op tijd of temperatuur. Na afloop van de ontdooiing kan er een druppeltijd optreden; een korte periode waarin het gesmolten ijs van het verdamperoppervlak in de lekbak druppelt. Bovendien wordt het herstarten van de verdamperventilatormotoren gedurende een korte tijd vertraagd nadat de koelcyclus is begonnen. Dit zorgt ervoor dat eventueel vocht dat zich nog op het verdamperoppervlak bevindt, niet in de gekoelde ruimte wordt geblazen. In plaats daarvan bevriest het en blijft het op het verdamperoppervlak liggen. De ventilatorvertraging minimaliseert ook de hoeveelheid warme lucht die na afloop van de ontdooiing in de gekoelde ruimte circuleert. De ventilatorvertraging kan worden bereikt door een temperatuurregeling (thermostaat of klixon) of een tijdvertraging.
Elektrisch ontdooien is een relatief eenvoudige ontdooimethode in toepassingen waar een dalurencyclus niet praktisch is. Er wordt elektriciteit toegevoerd, er ontstaat warmte en de vorst smelt van de verdamper. Vergeleken met een dalurencyclus heeft elektrisch ontdooien echter enkele nadelen: als eenmalige kostenpost moeten de extra initiële kosten van verwarmingselementen, extra contactors, relais en vertragingsschakelaars, plus de extra arbeid en materialen die nodig zijn voor veldbedrading, in aanmerking worden genomen. Ook de doorlopende kosten van extra elektriciteit moeten worden vermeld. De noodzaak van een externe energiebron om de ontdooiverwarmingselementen van stroom te voorzien, resulteert in een netto-energieverlies ten opzichte van een dalurencyclus.
Dat was het voor de off-cycle, luchtontdooiing en elektrische ontdooimethoden. In de maartuitgave bespreken we gasontdooiing in detail.
Plaatsingstijd: 18-02-2025