Houd de bo(e)l koel! Het koelen van bollen is noodzakelijk om de rust te doorbreken of juist om de bollen in rust te houden. Door slim te koelen is het mogelijk om op energie(kosten) te besparen.
Bij het koelen van bloembollen wordt veel energie gebruikt. De tulpenbroeierij heeft bijvoorbeeld een groot aandeel in het totale elektraverbruik van de bolbloemensector. In 2011 werd er in Nederland op 5.100 hectare leliebollen geteeld. Hiermee staat de lelie qua oppervlakte bloembollenteelt op de tweede plaats na de tulp (11.900 hectare) en voor de narcis (1.800 hectare). Voor het energieverbruik in kwh door koeling ten behoeve van de teelt zijn vooral zomerbloeiende bolgewassen als lelie verantwoordelijk. 76% van het totale energieverbruik tijdens het productieproces bij lelie komt voor rekening van koeling. Het energieverbruik van deze 5.100 ha is bij een gemiddeld energieverbruik van 7.230 kwh/ha in totaal ruim 36 miljoen kwh. Houd de bo(e)l koel! In het project Houd de bo(el)l koel ligt de focus op het koelen van bloembollen. Het doel van het project is een bijdrage te leveren aan energiebesparing in de bollensector door het demonstreren en het communiceren van technieken die leiden tot energiebesparing tijdens het koelen van bollen. Daarbij is niet specifiek naar één energiebesparende maatregel gekeken, maar naar meerdere maatregelen die geïntegreerd zijn toegepast op 3 demonstratiebedrijven: een tulpenbedrijf met broei en teelt, een bedrijf met bol-op-pot en een lelieteeltbedrijf. Een aantal van de toegepaste technieken zijn relatief nieuw en zijn nog niet algemeen bekend in de sector.
Bedrijf 1: Tulpenbroeierij Bedrijf 1 heeft een tulpenkwekerij en broeierij. In 2010 is op het demonstratiebedrijf een nieuwe bedrijfshal gebouwd met cellen uitgerust met een ammoniakkoelinstallatie. Tot nu toe werd ammoniakkoeling i.v.m. de hogere installatiekosten voornamelijk toegepast in grote koel- en vrieshuizen. Het kostenverschil wordt kleiner naarmate de installatie groter is. Ammoniak is een natuurlijk koudemiddel dat de ozonlaag niet aantast. Het energieverbruik van een ammoniakkoelinstallatie is lager door gunstige koeleigenschappen, een lagere zuigdruk en een kleinere compressor in vergelijking tot de installaties met een direct expansiesysteem, zoals vaak toegepast op agrarische bedrijven. De lucht over de gehele verdamper koelt gelijkmatiger af en de temperatuurverschillen zijn kleiner. Hierdoor blijft het celklimaat vochtiger en treedt minder uitdroging van het product op. De nieuwe bedrijfshal op bedrijf 1 heeft 9 cellen met een totale opslagcapaciteit van 1528 kisten (ca. 1800 m 3 bollen). Het ammoniakkoelsysteem bevat 600 kg koudemiddel. De koelcapaciteit is 170 kw bij -5 C verdampingstemperatuur en 30 C condensatietemperatuur. Er zijn twee direct gekoppelde compressoren à 85 kw. De ene compressor is voorzien van een frequentieregelaar en de andere van een capaciteitsregelknop. Beide compressoren zijn via een drycooler voorzien van kopkoeling met water. 120% 100% Temperatuur (oc) 80% 60% 40% 20% 0% 01- jun. 21- jul. 09- sep. 29- okt. 18- dec. 06- feb. 28- mrt. 17- mei Figuur: bezebngsgraad bewaarcellen 30 25 20 15 10 5 Oude cellen Nieuwe cellen Figuur 1: Bezettingsgraad van de oude en nieuwe cellen. RESULTATEN 0 01- jun. 21- jul. 09- sep. 29- okt. 18- dec. 06- feb. 28- mrt. 17- mei Figuur: gemiddelde bewaartemperatuur Oude cellen Nieuwe cellen Het energieverbruik van de ammoniakkoelinstallatie in het nieuwe bedrijfsgebouw is vergeleken met het bestaande bedrijfsgebouw met een conventionele koelinstallatie (R22). Installateur Polytechniek heeft kwh-meters geplaatst om het energieverbruik te registeren. Afhankelijk van de maand staan de tulpenbollen bij verschillende temperaturen en in wisselende cellen. Dit is allemaal geregistreerd. Ook de klimaatcomputer logt diverse parameters. De verzamelde gegevens zijn gebruikt om het energieverbruik van het koelproces inzichtelijk te maken. Op basis van de verzamelde gegevens is voor de periode 6 juli 2012 tot 15 april 2013 een goede schatting te maken van het energieverbruik per kist voor koeling en circulatie van de oude cellen en de nieuwe cellen. De resultaten staan in onderstaande tabel. Oude Cellen Nieuwe cellen periode koeling circulatie totaal koeling circulatie totaal 16/Jul 0 0 0 0 0 0 23/Jul 5 5 10 0 16 16 6/Aug 11 14 25 3 34 37 20/Aug 16 35 52 2 43 45 3/Sep 24 43 67 18 49 66 17/Sep 32 51 84 18 54 72 1/Oct 40 58 98 31 59 90 15/Oct 48 64 113 31 64 95 29/Oct 57 71 129 33 68 102 12/Nov 72 77 149 52 72 124 26/Nov 83 79 162 55 75 130 10/Dec 89 80 169 72 77 149 24/Dec 96 81 177 74 80 154 7/Jan 104 82 187 92 82 174 21/Jan 111 84 194 94 85 179 4/Feb 116 85 201 113 87 200 18/Feb 122 86 207 119 89 207 4/Mar 127 87 214 145 91 236 18/Mar 133 88 221 152 93 245 15/Apr 166 93 259 192 97 289 Tabel 1: Cumulatie elektraverbruik per kist (kwh) De tabel bevat het cumulatieve elektraverbruik voor koeling, circulatie en de som daarvan. Het energieverbruik voor circulatie loopt aanvankelijk snel op. Rond half september neemt dit weer af. Voor de oude en nieuwe cel is uiteindelijk het energieverbruik voor circulatie vrijwel gelijk: ongeveer 70 kwh tot begin november, tot bijna 100 kwh per kist tot half april. Het elektraverbruik voor koeling van de nieuwe cellen is per kist tot begin februari duidelijk lager (gem. 25%) vergeleken met de oude cellen. Vanaf februari is de bewaartemperatuur in de nieuwe cellen lager t.o.v. de oude cellen, waardoor voor de koeling in de nieuwe cellen meer energie wordt gebruikt. Op basis van de verzamelde gegevens is de conclusie dat de toegepaste technieken in de nieuwe cellen voor een lager energieverbruik per kist zorgen.
Bedrijf 2: Broeierij van bol-op-pot Bedrijf 2 heeft een nieuwe bedrijfshal met twee koelcellen laten bouwen. De belangrijkste energiebesparende maatregel is dat de verdamper op automatisch staat ingesteld. Daarnaast zijn de verdampers toerengeregeld, hebben de compressoren een elektronisch expansieventiel en zijn de twee cellen goed geïsoleerd. Door installatiebedrijf Eval zijn kwh-meters geplaatst, waarbij per koelcel het stroomverbruik van de compressor en verdamper wordt gelogd. In een koelcel komt warmte naar binnen door de wanden, vloer, dak en deur (koudeverlies). Daarnaast wordt warmte geproduceerd door de verdamperventilatoren en ademende bollen. De ademhaling van de (opgeplante) bollen is bepaald door CO 2 -meting. Om de gewenste celtemperatuur te handhaven, moet de cel regelmatig worden gekoeld. Totaal is per dag voor cel 4 en 5 respectievelijk 23 kwh en 22 kwh berekend. De kwh-meters gaven aan 25 kwh voor cel 4 en 28 kwh voor cel 5. Voor cel 4 is de berekening redelijk goed, voor cel 5 wat minder. Dit komt doordat het stroomverbruik van de condensor gemeten wordt op de kwh-meter van cel 5. De warmteafvoer van beide cellen komt via een warmtewisselaar in de vloerverwarming van de kas terecht. Dit bespaart ca. 13 m 3 gas per dag. Wat opvalt, is dat het koudeverlies een groot aandeel heeft in het energieverbruik voor warmteafvoer. Cel 4 en 5 zijn nieuwe cellen, maar bij oude cellen zal dit aandeel vermoedelijk nog veel groter zijn. Een goede isolatie is dus heel belangrijk. Op dit bedrijf zijn de koelmaanden voor bol-op-pot oktober t/m maart (6 maanden). Het valt op dat in deze maanden relatief weinig energie wordt gebruikt, circa 5000 kwh per maand. Als dan ook nog eens ingezoomd wordt op de twee nieuwe koelcellen, dan gebruiken de koelcompressoren met verdampers ongeveer 1500 kwh per mnd. Dit is een kostenpost van 180 euro per maand. Cel 4 en 5 zijn de nieuwe cellen op het bedrijf. Cel 4 wordt gebruikt voor het koelen van narcissenbollen in kuubkisten. De ingestelde temperatuur is 2 C met een RV van 85%. De narcissen-op-pot staan in cel 5 bij een temperatuur van 5 C en een RV van 95 tot 100%. De celinhoud van beide cellen is ca. 900 m 3. PPO heeft aan de hand van de geregistreerde gegevens berekend hoeveel energie nodig is voor de warmteafvoer in cel 4 en 5. Het gaat om de koelperiode in de maand december. Het resultaat van de berekeningen is samengevat in onderstaande figuur. kwh per dag 25 20 15 10 5 0 15,4 1,1 2,0 4,6 cel 4 9,6 4,1 8,1 cel 5 Figuur 2: Energieverbruik voor warmteafvoer koudeverlies verdamperven=latoren Ven=latoren systeemwand warmte bollen 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 0 jan.-13 feb.-13 mrt.-13 apr.-13 mei-13 Elektra verbruik 2013 (kwh) Figuur 3: Elektraverbruik van het praktijkbedrijf bol-op-pot In vergelijking met het elektraverbruik in de zomermaanden voor het drogen en bewaren van de bollen, zijn de elektrakosten voor koelen laag. Dit project maakt duidelijk dat koelen van bol-op-pot relatief weinig elektra vraagt, mits gebruik wordt gemaakt van energiezuinige maatregelen. Het demonstratiebedrijf kan vooral in de zomermaanden nog besparen op elektra. De ventilatoren zijn allemaal toerengeregeld, maar bestaan deels uit energievretende centrifugaalventilatoren. Naar schatting kunnen energiezuinige gelijkstroomventilatoren het elektraverbruik met 20% verlagen in de zomermaanden. Dit levert een besparing op van 12.000 kwh (= 1.440 euro) per jaar. Verder is gebleken dat een verkeerde instelling van de klimaatcomputer het energieverbruik bij koelen aanzienlijk kan verhogen. Door het analyseren van de gegevens en het kiezen van de juiste computerinstellingen kan dus energie worden bespaard. jun.-13 jul.-13 aug.-13 sep.-13 okt.-13 nov.-13 dec.-13
Bedrijf 3: Teelt van lelies Op het derde praktijkbedrijf is de teelt van lelie een belangrijke activiteit. Het bewaren van lelieplantgoed vraagt veel energie. Bij de nieuwbouw op dit bedrijf is veel aandacht besteedt aan energiebesparende technieken. In samenwerking met het bedrijf en installateur Olof Schuur is een combinatie van technieken en maatregelen onderzocht om maximaal te besparen op energie(kosten). Productkwaliteit stond daarbij voorop. CO 2 Kort na de oogst zijn leliebollen erg actief. Daarbij gebruiken de bollen zuurstof en geven CO 2, warmte en vocht af aan de lucht. In de praktijk wordt veel geventileerd en gecirculeerd om o.a. de CO 2 -concentratie in de cel laag te houden. In de buitenlucht is de CO 2 -concentratie gemiddeld 400 ppm. Praktijksituaties tonen aan dat concentraties van meer dan 5.000 ppm tussen de bollen geen schade geven. Alleen bij extreem hoge concentraties kunnen zwarte spruiten ontstaan. Dit is wel waargenomen na 2 weken 20.000 ppm. Door te sturen op een CO 2 -concentratie van bijvoorbeeld 5.000 ppm, wordt overmatig ventileren voorkomen. Door het in kaart brengen van temperatuur, vocht en CO 2 - gehalte in de cellucht kan de ventilatie geoptimaliseerd worden. Als het CO 2 -gehalte in de cellucht het toelaat kan de ventilatie verminderd worden, door het knijpen van de luchtklep en/of het terugtoeren van de verversingsventilator. Als de buitentemperatuur laag genoeg is, wordt de ventilatie juist weer vergroot zodat de koeling minder hoeft te draaien en dus elektra bespaard wordt. De warmte in het heetgas (afkomstig van de verdamper) kan door middel van een warmtewisselaar worden overgedragen aan het retourwater van de vloerwarming. Dit retourwater wordt opgewarmd tot ca. 40 C en is prima geschikt om de vloer van een broeikas of werkruimte op temperatuur te houden. Dit bespaart gas. maar hier is nog te weinig ervaring mee. Door het meten van temperatuur en CO 2 in de palletkist, is gezocht naar een goede balans tussen het toerental en de tijdklok. Het bleek dat veranderingen in het toerental en de tijdklok geen noemenswaardige invloed hadden op de temperatuur en CO 2 -gehalte in de kist. Er is echter nooit minder dan 100 m 3 lucht per uur per m 3 bollen gegeven. Terugtoeren zorgt direct voor energiebesparing. Teruggetoerde ventilatoren produceren minder warmte, waardoor de koeling minder hoeft te draaien. Dit geeft een extra besparing op elektra. Door te weinig circulatie loopt de RV in de kist op en kan spruitvorming ontstaan. Dit is een belangrijk aandachtspunt. Ook is er bij een hogere RV meer kans op een Penicillium-aantasting. Streef naar continu circuleren bij een laag toerental zodat de luchtconditie in de kist gelijk blijft aan de cellucht. Aanpassing systeemwand Als er minder gecirculeerd wordt, zou de kist waar de lucht het moeilijkst doorheen gaat, te kort lucht kunnen krijgen. De kist met de minste circulatie is de bepalende factor. Om dit te voorkomen zijn de systeemwanden doorgemeten en aangepast. Ook andere zaken kunnen een goede luchtverdeling overigens verslechteren zoals: halfvolle kisten, verschillende bolmaten door elkaar op een rij en lekkage. Als er verschillende maten op een rij komen te staan, zet dan de fijnste maten het verst van de wand af. Besparing In het algemeen kan flink teruggetoerd worden na het optimaliseren van de systeemwand. Bij het koel bewaren van bloembollen kan de gelijkstroomventilator nog minder toeren draaien als de bollen in rust zijn. Minder circuleren heeft nauwelijks effect op de luchtverdeling. Bij lelies lijkt de minimale circulatie bepaalt te worden door de RV. Gelijkstroomventilatoren Gelijkstroomventilatoren met toerenregeling en tijdklok (aan/uit regeling) zorgen op het demonstratiebedrijf voor de circulatie. In eerder onderzoek is een circulatienorm van 300 m 3 vastgesteld en voor later in de tijd 100 m 3 lucht per uur per m 3. Ook 50 m 3 is wel eens getest en gaf toen geen schade, Om alle verschillende processen aan te sturen, wordt op het demonstratiebedrijf gebruik gemaakt van een klimaatcomputer. Kennis van de werking van de computer en het stuurprogramma is belangrijk om een hoge besparing te halen, zonder kwaliteitsproblemen te krijgen. Afhankelijk van de buitentemperatuur bespaart het nieuwe bewaarregime tussen de 49 en 57% op de energiekosten.
Colofon Het demonstratieproject Houd de bo(e)l koel! is uitgevoerd door DLV Plant en PPO Bloembollen in samenwerking met 3 demonstratiebedrijven. De betrokken installateurs zijn Olof Schuur, Polytechniek en Eval. Foto s en redactie: DLV Plant Informatie Bob Bisschops, DLV Plant b.bisschops@dlvplant.nl Rob de Groot, DLV Plant r.degroot@dlvplant.nl Installatieburo EVAL B.V. Galglaan 11-2231 ND Rijnsburg T (071) 4022621 - F (071) 4031647 - www.eval.nl De looptijd van het project is drie jaar en vindt plaats in het kader van de demonstratieregeling Schoon en Zuinig. Het project kwam tot stand door bijdragen uit het Europees Landbouwfonds voor Plattelandsontwikkeling: Europa investeert in zijn Platteland, het ministerie van Economische Zaken en de deelnemende bedrijven.