Compressiekoeling

Compressiekoeling is een thermodynamisch proces waarbij warmte wordt onttrokken aan een ruimte of product en afgegeven aan een groter of warmer milieu via een gesloten kringloop met een compressor en een koelmiddel. Het principe komt veelvuldig voor in huishoudelijke koelkasten, airconditioning, warmtepompen en industriële koelinstallaties.

Het systeem werkt volgens de vapor-compressiecyclus. De compressor verhoogt de druk en temperatuur van het verdampingsmiddel. In de condensor geeft het koelmiddel warmte af aan de omgeving en verandert het van gas naar vloeistof. Via een expansieventiel daalt de druk, koelt het koelmiddel af en verdampt het terug tot gas, waarbij warmte uit de te koelen ruimte wordt onttrokken en opgenomen in de kringloop.

Koelmiddelen variëren van kooldioxide (R-744) en ammoniak (R-717) tot synthetische HFC's en HFO's. Veel oudere koelmiddelen veroorzaakten milieu- en gezondheidsproblemen, waardoor regelgeving en technologische ontwikkelingen gericht zijn op lagere globale-warmingpotentieel (GWP) en minder toxiciteit. Voorbeelden van huidige opties zijn R-717, CO2, R-32 en andere laag-GWP-mengsels, afhankelijk van toepassing en drukbereik. Systemen kunnen luchtgekoelde, watergekoelde of gecombineerde condensatoren gebruiken.

De efficiëntie van compressiekoeling wordt uitgedrukt in de COP (rendement) of de EER. De prestaties hangen af van factoren zoals buitentemperatuur, verdamperdruk en lekken. Moderne systemen verbeteren efficiëntie met variabele toerentalcompressoren, elektronische expansiekleppen, betere warmtewisselaars en microchannel-ontwerpen.

Toepassingen variëren van huishoudelijke koelkasten en auto-airconditioning tot industriële koelinstallaties voor voedselverwerking en proceskoeling. Veiligheid en onderhoud zijn cruciaal: hoge drukken, mogelijke toxiciteit of brandgevaar van bepaalde koelmiddelen en de noodzaak van lekdetectie en periodieke inspecties.