Koel- en vriesinstallaties
Koel- en vriesinstallaties aan boord van vissersvaartuigen zijn essentieel voor het behoud van de kwaliteit en versheid van de vangst. Ze worden gebruikt om vis, schaaldieren en andere zee-producten direct na de vangst te koelen of in te vriezen, waardoor de groei van bacteriën wordt vertraagd en bederf wordt voorkomen.
De vangst wordt:
- op scherfijs gelegd; en/of
- gekoeld met een koelinstallatie; of
- gekoeld met Refrigerated Sea Water (RSW) om deze te koelen tot net boven het vriespunt; en
- bevroren met een vriesinstallatie
Ook wordt er voor de koeling van visruimen soms indirecte koeling toegepast. Het koudemiddel is dan veelal een glycolmengsel welke door middel van een warmtewisselaar gekoeld wordt. Het glycolmengsel gaat op zijn beurt door de verdampers in het visruim om het visruim te koelen. Het voordeel van dit systeem is dat de koudemiddelinhoud een stuk lager is.
Tot slot zijn er koel- en vriesinstallaties in de accommodatie voor het opslaan van etenswaren voor de vissers aan boord. Dit zijn vaak commercieel verkrijgbare apparaten.
Voor airconditioning verwijzen naar andere Leidraad!
2 Materialen en types
2.1 Kenmerken koelmiddel
Een goed koelmiddel voor scheepskoelsystemen moet een aantal kritische kenmerken bezitten:
Milieuvriendelijkheid
Het koelmiddel mag geen ozonafbrekend potentieel (ODP) en een laag aardopwarmingsvermogen (indexcijfer Global Warming Potential – GWP – uitgedrukt in CO2) hebben, idealiter minder dan 150 (verplicht voor nieuwe stationaire koelinstallaties vanaf 2030). Dit minimaliseert de impact op het milieu, waardoor het koelmiddel duurzamer wordt.
Toxiciteit
Het mag niet giftig zijn om de veiligheid van de bemanning te garanderen. Er moet rekening worden gehouden met zowel acute als chronische toxiciteit.
Ontvlambaarheid
Het koelmiddel moet idealiter niet-ontvlambaar zijn en geen verbranding bevorderen wanneer het wordt gemengd met omgevingslucht, zodat het geen brandgevaar oplevert.
Compatibiliteit met smeerolie
Het koelmiddel moet goed mengbaar en oplosbaar zijn met de smeeroliën die in het systeem worden gebruikt. Deze compatibiliteit is cruciaal voor het behoud van de integriteit en levensduur van de koelcomponenten.
Toegankelijkheid
Het koelmiddel moet redelijk geprijsd en gemakkelijk toegankelijk zijn, zodat praktische implementatie en onderhoud mogelijk zijn.
Kritiek punt van het koelmiddel
Boven het kritieke punt kan het koelmiddel niet meer vloeibaar worden, hoe hoog de druk ook is. Voor CO2 is dat bijvoorbeeld 31,1°C. Als zeewater te warm is, kan de CO2 niet meer condenseren en werkt het systeem niet (goed).
2.2 Kenmerken koel- en vriesinstallatie
Een goede koel- en vriesinstallatie aan boord van vissersvaartuigen moet aan de volgende kenmerken voldoen o.a. vanwege de uitdagingen op zee:
Beweging — slingeren en stampen beïnvloeden koelmiddelverdeling – slingertanks en buffervaten zijn nodig
Trillingen — door de trillingen van het schip die doorwerken in het systeem moet het leidingwerk voldoende bestendig zijn
Zout/vochtige omgeving — corrosie is een groot probleem – roestvaststaal of speciale legeringen zijn nodig (zoals bijvoorbeeld bij condensors die gekoeld worden met zeewater waardoor speciale materiaal als bijv. Cunifer (legering van ijzer, koper en nikkel) wordt gebruikt om corrosie tegen te gaan)
Beperkte ruimte — compacte installaties vereist
Veiligheid — ammoniak is giftig, bemanning werkt dichtbij de installatie, zie voor veiligheden de eisen onder 4.
Variabele belasting — afhankelijk van vangst en buitentemperatuur
Energiezuinig — dus ook presteren bij deellast
Betrouwbaar systeem – redundantie (reservecompressor) is gebruikelijk
RSW: Hierbij wordt continu gekoeld zeewater door de opslagtanks gepompt. Dit wordt uitsluitend gebruikt voor pelagische visserij. Zeewater wordt door pompen door de tanks en het koelsysteem gecirculeerd. Voordat het de tanks binnengaat, wordt het zeewater gekoeld door de koelapparatuur (die bestaat uit een compressor, condensor en een verdamper). Het zeewater wordt gelijkmatig over de volledige bodemdoorsnede van de tanks verdeeld via een set geperforeerde platen of vergelijkbare verdeelvoorzieningen. Het gekoelde zeewater stroomt omhoog door de tank en de lagen vis, waardoor de vis half zwevend blijft en tegelijkertijd wordt gekoeld. Het water keert terug via zuigschermen aan de bovenkant van de tanks naar de koelunit van het systeem en vervolgens wordt het circulatieproces herhaald).
RSW-systemen kunnen worden bediend met verschillende soorten koudemiddelen.
Aan boord van kotters wordt er veelal gebruikt gemaakt van een scherfijs- of schilferijs (flake ice) machine die direct ijs produceert uit zeewater of uit zoetwater in combinatie met een koelsysteem met koelmiddel:
- Compacte koelmachine drijft een scherfijsmachine aan of een slurry-ijsmachine. Slurry ijs vormt een beschermende laag om de vis heen, waardoor de koude overdracht maximaal is.
2.3 Indirecte koeling met glycol
Bij een indirect systeem blijft het koudemiddel geconcentreerd in de machinekamer. Het koudemiddel koelt een mengsel van water + glycol (meestal propyleenglycol of ethyleenglycol), of brijn. Dit leidt tot minder koudemiddel, omdat het koudemiddel alleen aanwezig is in de compressor, de condensor, het drukvat, de warmtewisselaar en in korte leidingen in de machinekamer. Vaak kan hiermee onder de grens van 5 ton CO2 equivalent gebleven worden en is er geen lekdichtheidscontrole vereist volgens de F-gassenverordening (zie 2.5). Een nader voordeel van indirecte koeling is dat zeer nauwkeurig op temperatuur geregeld kan worden.
2.4 Ammoniak/CO2 cascade systeem
Een cascade systeem werkt goed, maar is complex en duur en is niet rendabel onder de 500 kW koelvermogen. Daarnaast moeten de vissers getraind zijn in de behandeling van ammoniak en zijn er speciale veiligheidsvoorzieningen vereist, zoals een aparte machinekamer voor NH3.
Het systeem bestaat uit twee afzonderlijke kringlopen die warmte uitwisselen via een cascadewarmtewisselaar:
2.4.1 Bovenste kringloop (High Stage) — Ammoniak (NH₃)
- Ammoniak absorbeert de warmte van de CO₂-kringloop
- Condenseert bij relatief lage druk
- Werkt typisch tussen −10°C en +40°C
2.4.2 Onderste kringloop (Low Stage) — CO₂ (R744)
- CO₂ koelt de te koelen ruimte of het proces
- Verdampt bij zeer lage temperaturen (tot −50°C of lager)
- De warmte wordt afgegeven aan de ammoniakkringloop
2.4.3 Voordelen van het systeem
- Volledig natuurlijke koelmiddelen (geen F-gassen, voldoet dus aan de EU F-gassenverordening)
- Hoge energie-efficiëntie over een breed temperatuurbereik
- Ammoniak blijft beperkt tot de machinekamer — CO₂ circuleert in de rest van het vissersvaartuig, wat relatief veiliger is.
2.5 Europese F-gassen verordening
De Europese F-gassenverordening moet gefluoreerde broeikasgassen (F-gassen) verminderen. F-gassen, waaronder vele soorten koudemiddelen, zijn bijzonder krachtige broeikasgassen die een groot effect hebben op de opwarming van de aarde. Deze verordening bevat een schema voor de uitfasering van HFK's (hydrofluorkoolwaterstoffen), een groep gassen met een hoog GWP.
Definitie: „gefluoreerde broeikasgassen': fluorkoolwaterstoffen, perfluorkoolstoffen, zwavelhexafluoride en andere broeikasgassen die fluor bevatten, als opgenomen in de lijst van bijlage I, en mengsels die een van deze stoffen bevatten;
Scheepvaart valt
buiten
het toepassingsgebied van de Europese F-gassen verordening.
Echter, de ILT beschouwt:
- apparatuur die gefluoreerde broeikasgassen bevat en die op een schip is geïnstalleerd, als 'mobiele' apparatuur, zoals gedefinieerd in artikel 3, lid 21, van Verordening (EU) 2024/573.
- de eigenaar van een schip waarop apparatuur die gefluoreerde broeikasgassen bevat is geïnstalleerd, als de 'exploitant', zoals gedefinieerd in artikel 3, lid 5, van Verordening (EU) 2024/573.
- een bemanningslid van een schip dat in het bezit is van een geldig certificaat van bekwaamheid als werktuigkundige op operationeel of managementniveau, als een 'geschikt gekwalificeerde natuurlijke persoon', zoals bedoeld in artikel 4.5, 4.7 en 8.10 van Verordening (EU) 2024/573.
- de artikelen 4 en 8.10 van Verordening (EU) 2024/573 van toepassing op een schip waarop apparatuur met gefluoreerde broeikasgassen is geïnstalleerd.
- de artikelen 5, 6, 7, 8.2 en 10.1, lid (a) tot en met (c), van Verordening (EU) 2024/573 niet van toepassing op een schip en vereist daarom niet:
dat apparatuur met gefluoreerde broeikasgassen die op een schip is geïnstalleerd: wordt gecontroleerd op lekkages;
en is voorzien van een lekdetectiesysteem2.
dat er voor elk apparaat met gefluoreerde broeikasgassen dat op een schip is geïnstalleerd, een logboek wordt bijgehouden.
acht het aan de scheepseigenaar te hebben om de training van zijn bemanningsleden zodanig te regelen dat deze voldoet aan artikel 8.10.
Sinds 2020 is het volgens de F-gassen verordening verboden om nieuwe/virgin R-404A, R-507 en R-422D bij te vullen in bestaande koelsystemen omdat de GWP hoger is dan 2.500. Dit zijn precies de koelmiddelen die traditioneel veel gebruikt werden aan boord van kotters.
2.6 Toegestane koelmiddelen
Om snel uit te rekenen hoeveel ton CO2 equivalent een installatie heeft3, gebruik dan de volgende berekening:
Inhoud installatie (kg) x GWP koudemiddel / 1000
Categorie 1 koudemiddelen: Onbrandbaar en zonder significant gezondheidsrisico
Deze middelen worden beschouwd als veilig voor algemeen gebruik, hoewel het gevaar van verstikking in besloten ruimten altijd in acht moet worden genomen
Categorie 2 koudemiddelen: Toxisch, bijtend of met een explosiegrens
Dit zijn middelen die giftig of bijtend zijn, of die bij menging met lucht een onderste explosiegrens hebben van minstens 3,5 vol%
Categorie 3 koudemiddelen: Middelen met een explosiegrens lager dan 3,5 vol% (zoals ethaan of ethyleen) worden door deze regels niet goedgekeurd voor gebruik
|
Als er onderhoud wordt gepleegd door walpersoneel aan de koel- en vriesinstallaties moet de monteur beschikken over de juiste training en een geldig certificaat. Met het F-gassen categorie 1 certificaat mag de monteur handelingen verrichten aan alle installaties die werken op synthetische koudemiddelen. Met een F-gassen categorie 2 certificaat mag de monteur werkzaamheden verrichten aan installaties met een synthetische koudemiddelinhoud tot 3 kg en maximaal 5 ton CO2 equivalenten.
Dit geldt niet voor de vissers aan boord met een werktuigkundige vaarbevoegdheid. Zie tevens onder 3. Certificering en opleiding vissers
|
|
Koelmiddel
|
GWP
|
Toepassing aan boord
|
Aandachtspunt
|
|
Natuurlijke koelmiddelen – volledig toekomstvast
|
|
CO2
|
1
|
RSW, vriezers, ijsmachine, airconditioning
|
Hoge werkdruk
|
|
NH3
|
0
|
Grote koelinstallaties, cascade
|
Giftig, aparte machinekamer vereist
|
|
Propaan (R290)
|
3
|
Kleine koelers, ijsmachines
|
Brandbaar
|
|
Isobutaan (R600a)
|
3
|
Zeer kleine systemen
|
Brandbaar
|
|
HFO koelmiddelen – toekomstvast niet onder HFC quota
|
|
R-1234yf
|
4
|
Airco accommodatie, retrofit R-134a
|
Licht brandbaar
|
|
R-1234ze
|
7
|
Middelgrote koelinstallatie
|
Licht brandbaar
|
|
HFC koelmiddelen – nog toegestaan, maar tijdelijk
|
|
R-32
|
675
|
Tot 2031 toegestaan
|
Onder de 750-grens, langere levensduur
|
|
R-513A
|
573
|
Tot 2031 toegestaan
|
-
|
|
R-452A
|
2140
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
R-449A
|
1282
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
R-407C
|
1774
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
R-407F
|
1824
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
R-134a
|
1430
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
R-410A
|
2088
|
Bijvullen toegestaan
|
Verboden vanaf 2032
|
|
Koelmiddel
|
GWP
|
Toepassing aan boord
|
|
R-404A
|
3922
|
Verboden sinds 2020 voor virgin gas, zo snel mogelijk omzetten naar R-449A of CO2
|
|
R-507
|
3985
|
Verboden sinds 2020 voor virgin gas
|
|
R-422D
|
2729
|
Verboden sinds 2020 voor virgin gas
|
|
R-23
|
14800
|
Verboden sinds 2025 voor virgin gas
|
|
Er is één uitzondering: voor systemen die kunnen koelen tot -50°C blijven alle koelmiddelen toegestaan. Dit is relevant voor ultradiepvries toepassingen.
|
4 Eisen klasse
4.1 Koelsystemen
Koelsystemen moeten adequaat worden beschermd tegen trillingen, schokken, uitzetten, krimpen, enz. en moeten worden voorzien van een automatisch veiligheidscontroleapparaat om een gevaarlijke stijging van temperatuur en druk te voorkomen.
Koelsystemen waarin giftige of brandbare koelmiddelen worden gebruikt, moeten zijn voorzien van afvoervoorzieningen die naar een plaats leiden waar het koelmiddel geen gevaar oplevert voor het schip of voor de personen aan boord.
Scheiding
Ruimten met machines die toxische koelmiddelen gebruiken, moeten gasdicht gescheiden zijn van andere ruimten.
Ventilatie
Deze ruimten moeten beschikken over een onafhankelijk mechanisch ventilatiesysteem.
Toegang
Deuren moeten naar buiten toe openen en zelfsluitend zijn. Ze mogen niet direct uitkomen op verblijfsruimten.
Temperatuurbewaking
Elk gekoeld ruim moet voorzien zijn van thermometers. Het aantal sensoren is afhankelijk van het volume (bijv. minimaal 2 thermometers voor ruimten tot 300 m³).
Insluiting
Gekoelde ruimten moeten een uitgang hebben die ofwel aan twee zijden geopend kan worden ofwel alleen aan de buitenzijde geopend kan worden in combinatie met een "lock-in" alarm om te voorkomen dat personeel ingesloten raakt. Dit geldt voor ruimtes > 10 m3 (< 0°C)
Reserveonderdelen en reservekoelmiddel
Het is aanbevolen om een specifieke lijst met reserveonderdelen aan boord hebben voor de koelinstallatie, waaronder zuigers, ringen, kleppen, sensoren en lekdetectoren. Aan boord van het schip mogen reservevoorraden koelmiddelen alleen worden opgeslagen in stalen flessen die zijn goedgekeurd voor dit doel.
4.2 Elektrische Installatie
Voeding en Bediening
Verschillende hoofdcircuits en hun controlecircuits die bij één systeem horen, mogen in een gemeenschappelijke kabel worden gecombineerd, mits alle aders centraal kunnen worden losgekoppeld van de voeding. De hele installatie voor de stroomvoorziening, inclusief het gedeelte van de elektrische installatie dat nodig is voor de bediening van de koelinstallatie, moet uitwendig worden geïnspecteerd. Bij de elektrische installatie moeten metingen worden uitgevoerd van de isolatieweerstand.
Veiligheid
De installatie moet worden voorzien van een automatische veiligheidsvoorziening om een gevaarlijke stijging van temperatuur en druk te voorkomen.
4.3 Ventilatie van Specifieke Ruimten
Koelmachinekamers
Deze ruimten moeten een onafhankelijk mechanisch ventilatiesysteem hebben.
Visruimen
Ventilatoren van visruimen mogen geen verbinding hebben met andere ruimten.
4.4 NH3
Omdat NH3 een gevaarlijk gas is zijn er aanvullende regels opgesteld:
- Apparatuur opgesteld in een aparte ruimte met twee toegangsdeuren
- Waterschermen, douches en oogdouches
- Onafhankelijke, vonkvrije ventilatie minimaal 30 luchtwisselingen per uur vereist (of berekend via de formule V=60⋅G2/3) + reserveventilator
- Noodstoppen buiten de ruimte (emergency shut down (ESD) en proccess shut down (PSD))
- Overdruk beveiliging
- Luchtinlaat zo laag mogelijk bij de grond, luchtuitlaat zo hoog mogelijk in de ruimte
- Ammoniak verwijdering of vernietiging (ventilatie met een gasabsorptie unit)
- Onafhankelijk lens systeem (veelal uitgevoerd met een ejecteur)
- Vluchtmaskers en chemicaliënpakken bij ingang van de ruimte
- Explosievrije elektrische apparatuur of uitschakelen bij alarm
- Gasdetectie (explosieveilig) met alarm binnen en buiten de ruimte
- Regels voor opslag ammoniak vaten
- Waarschuwing op de deur naar de ruimte
- Brandblusser bij de ingang van de ruimte
4.5 CO2
CO2 is een gevaarlijk gas, zijn er aanvullende regels opgesteld:
- Actuele noodprocedures en een opleiding van de bemanning.
- Lock-out/tag-out bij onderhoud.
- CO2 is kleurloos, vrijwel geurloos en niet zichtbaar. CO2 kan het zuurstof verdringen – een CO2 gasdetectie met alarm is vereist.
- CO2 is zwaarder dan lucht (dichtheid is ongeveer 1,5 keer zoveel als lucht) waardoor het gevaar bestaat dat het zich verzamelt in bilges, putten, dubbele bodems, visruimen etc. – machinekamer moet daarom goed geventileerd worden.
- De werkdruk van CO2 in het koelsysteem is extreem hoog (90–130 bar) waardoor de leidingen onder hoge druk staan, grotere belasting op afsluiters en krachtige gasuitstroming bij een leidingbreuk – daarom moeten er drukontlastkleppen in het systeem zitten.
- Door de lage temperaturen kan er koudebrand op de huid ontstaan (frostbite), de huid of de ogen kunnen beschadigen – persoonlijke beschermingsmiddelen zijn belangrijk bij werkzaamheden.
- Bij lekkage kan vloeibare CO2 overgaan in een gas en/of droogijs waardoor de afsluiters blokkeren, veiligheidskleppen niet functioneren of leidingen kunnen verstoppen – voorkom snelle drukontlasting, gebruik de juiste afblaas- en ontluchtingsprocedures. Bevroren afsluiters door droogijs moeten niet met open vuur opgewarmd worden, want er kan nog druk op het systeem staan.