Op de R&D-afdeling van Lu-Ve in Italië werken vijftien medewerkers continu aan de ontwikkeling van producten. Daarbij worden diverse onderzoeken uitgevoerd. Om een beeld te krijgen van dat onderzoek spraken we met Stefano Filippini. Hij is als Technical Director verantwoordelijk voor het technisch onderzoek bij Lu-Ve.

Tekst: Uko Reinders

Een belangrijk onderdeel van het onderzoeksprogramma bij Lu-Ve omvat simulaties van luchtstromingen. Dit wordt Computational Fluid Dynamics (CFD) genoemd. Er zijn verschillende softwareprogramma’s waarmee deze simulaties kunnen worden uitgevoerd.

Ontwikkeling van luchtkoelers
CFD wordt gebruikt bij het ontwikkelen van producten waarbij luchtstromen een belangrijke rol spelen, zoals in de luchtvaart, de auto-industrie en de Formule 1. Lu-Ve maakt er gebruik van voor de ontwikkeling van luchtkoelers. Dat doet het bedrijf al meer dan twintig jaar. Om een beeld te krijgen van de CFD-simulaties bij Lu-Ve kunt u het onderzoekrapport hierover lezen: Air throw and the fluid dynamics of cold rooms, geschreven door Umberto Merlo, R&D-medewerker van de Lu-Ve Group. 

Zicht op luchtworp en -circulatie
Met CFD kan Lu-Ve inzicht krijgen in hoe nieuwe luchtkoelers in de praktijk zullen functioneren; vooral hoe ver de luchtworp reikt en hoe de lucht in koelcellen circuleert. Elke serie luchtkoelers die bij Lu-Ve nieuw in het sortiment wordt opgenomen, wordt vooraf onderworpen aan een CFD-simulatie. Er wordt daarbij steeds één product uit de serie getest. De uitkomsten daarvan worden vertaald naar de andere producten uit de serie. “Ze beschikken allemaal over dezelfde ventilatoren, waardoor we goed zicht hebben op de luchtworp en luchtcirculatie van de andere producten uit de serie”, zegt Filippini.

Toetsen aan de praktijk
De vraag rijst waarom er niet voor elke type product en wellicht voor elke koelcel waarin het zal worden gebruikt, een CFD-simulatie kan worden uitgevoerd. Volgens Filippini is dat niet realistisch, want een test kost veel tijd en is daarmee kostbaar. Nadat een CFD-test plaats heeft gevonden, worden de koelers ook aan een praktijktest onderworpen. “Daarbij kijken we in hoeverre de resultaten van de CFD-test overeenkomen met de praktijk. Als er afwijkingen zijn, passen we de CFD-test aan. Omdat we dat al meer dan twintig jaar doen, is de CFD-test inmiddels zeer nauwkeurig”, zegt Filippini.

Koelen op de gewenste temperatuur
Het doel van de testen is volgens Filippini om er uiteindelijk voor te zorgen dat alle versproducten in een koelcel op een gelijke en gewenste temperatuur worden gekoeld. “In dat kader is het belangrijk dat de gekoelde lucht alle plekken in de koelcel bereikt, en daarvoor moeten we weten wat de luchtworp is. Die kan met de CFD-simulatie worden bepaald.” In de ASHRAE-standaard wordt de luchtworp gedefinieerd als de afstand van de luchtkoeler (waar de lucht deze verlaat) tot de plek in het verlengde van de ventilator waar de luchtsnelheid op 0,25m/s is uitgekomen.

Testen onder verschillende condities
Voor de praktijktesten van de luchtkoelers heeft Lu-Ve verschillende testruimtes op de R&D-afdeling ingericht. Er wordt getest onder verschillende condities. “We meten standaard onder vijftig condities, waarmee we de meeste praktijkopties nabootsen. Als we weten hoe de luchtkoelers onder die condities functioneren, weten we ook hoe ze dat bij de klanten zullen doen”, zegt Filippini. Maar als je praktijktesten uitvoert, waarom zijn de CFD-simulaties dan nog nodig? Filippini: “Dat doen we omdat we met de uitkomsten van CFD-testen, die geverifieerd zijn in de praktijk, beter kunnen vaststellen hoe de luchtkoelers onder alle mogelijke praktijkcondities zullen presteren.”

Zuigende en blazende luchtkoelers
De tweede studie van Lu-Ve die we hier behandelen, betreft een experimenteel onderzoek genaamd Comparing the performance of LU-VE unit coolers installed in apple storage coldrooms at the C.O.L. Lovernatico Fruit and Vegetable Groers Consuortium in Sporminore – Melinda Growers’Association (Trento). Het rapport is geschreven door Umberto Merlo van Lu-Ve en Giovanni Lozza, Professor of Systems for Energy and the Environment, Department of Energy, aan de Milan ­Polytechnic University.
In deze tweede studie worden in een praktijktest met de opslag van appels twee luchtkoelers met elkaar vergeleken; traditionele zuigende en een nieuwe blazende luchtkoeler. “We wilden aantonen wat de invloed van de nieuwe luchtkoeler is op vochtverlies van producten in de koelcel”, aldus Filippini. “Vochtverlies wil je voorkomen om de producten zo lang mogelijk goed op te slaan. Je wilt het liefst dat het gewicht van de producten aan het begin hetzelfde is als op het moment dat ze de koelcel verlaten.”

Gewicht en kwaliteit van appels
In de blazende koelers wordt lucht met de ventilator door de warmtewisselaar geblazen, terwijl hij in de zuigende koelers er doorheen wordt gezogen. Uit het experiment bleek dat de blazende luchtkoeler over een jaar tijd 19 procent minder energie gebruikt dan de zuigende luchtkoeler. Een ander verschil is dat het gewichtsverlies (oftewel vochtverlies) van appels bij de blazende luchtkoeler lager is (1,5 procent verlies) dan bij de zuigende luchtkoeler (1,79 procent verlies). Filippini: “Dat lijkt een klein verschil. Maar bij grote hoeveelheden appels kom je toch op grote verschillen uit, wat veel geld kan schelen. Niet alleen vanwege het gewicht, maar ook vanwege de kwaliteit.”

‘Minder vochtverlies bij blazende luchtkoelers’
De resultaten uit de praktijk komen volgens Filippini overeen met wat in de CFD-simulaties is te zien. Namelijk dat in de koelcel met de zuigende luchtkoeler meer lucht voor de producten langs circuleert en dat deze luchtkoeler de producten dus niet koelt. “Dit is wat we in deze praktijktest hebben gezien, maar het zegt nog niets over het verschil tussen de twee typen luchtkoelers. Als de producten anders in de koelcel zijn opgesteld, zal het resultaat ook anders zijn.”
Bart van der Werf van Recupair vult aan: “Uit verschillende onderzoeken van Helpman blijkt ook dat er bij blazende luchtkoelers minder vochtverlies optreedt dan bij zuigende luchtkoelers. Of dat in de praktijk echt zo is, hangt af van verschillende factoren, zoals de plaatsing van de luchtkoelers en de producten.”

Prestaties ten opzichte van concurrenten
Een derde voorbeeld van Lu-Ve -onderzoek betreft een vergelijking van een luchtkoeler van dit bedrijf met een luchtkoeler van een andere producent. Dit gebeurde op verzoek van het salesteam van
LU-VE. Het betreffende onderzoeksrapport heeft de titel A technical-economic comparison of two unit coolers operating with frost formation en is geschreven door Umberto Merlo van Lu-Ve.

Verschillen in energiegebruik
Onderzocht werd wat het verschil in energiegebruik tussen de twee producten is. “Energiegebruik is heel belangrijk in in de koeltechniek. We doen hier nu veel onderzoek naar. Het is voor ons belangrijk om te weten hoe onze producten presteren ten opzichte van de markt. Dat kan ons inspireren om de producten nog beter te maken. We zijn niet arrogant en denken niet op voorhand dat we de beste zijn. We moeten onze ogen open houden”, aldus Filippini.

Belang van Eurovent-certificatie
Het R&D-team van Lu-Ve telt vijftien medewerkers en heeft al meerdere nieuwe producten en verbeteringen ontwikkeld. “Met onze grote aandacht voor innovatie onderscheiden we ons van de concurrentie”, zegt Filippini. Het onderzoek naar energie-efficiëntie van de koelers richt zich zowel op het energiegebruik als op de thermische performance. Het zijn prestaties die ook door Eurovent kunnen worden getest. Filippino: “We zien op de markt de nodige luchtkoelers zonder Eurovent-certificaat. Dat is jammer, want om het voor eindgebruikers mogelijk te maken om producten goed te vergelijken, is het beter als ze allemaal zijn getest.”

Energiegebruik volgens specificaties?
Filippini geeft tot slot nadere uitleg aan de hand van een voorbeeld met een airco. “Als een ruimte te warm wordt, zet een gebruiker de airco aan en wordt de ruimte gekoeld. De airco voldoet daarmee aan de wens van de gebruiker. Of dat gebeurt met het energiegebruik dat in de specificaties staat opgegeven, is echter niet bekend. Zonder certificering kan dat energiegebruik hoger zijn; er is niemand die dat controleert.”
Vanuit het oogpunt van verduurzaming is het volgens Filippini zonde als apparaten meer energie gebruiken dan nodig. “Door shortcuts presteren ze niet optimaal. Maar ze komen toch op de markt; de producent kan er namelijk goed aan verdienen. Ik vind dit geen goede zaak. We moeten alles op alles zetten om onze planeet te redden. Energieverspilling past daar niet bij.”

Het originele artikel vind je op koudeenluchtbehandeling.nl: Onderzoek luchtkoelers bij Lu-Ve: van simulaties tot praktijk – Airconditioning en koeling op RCC Koude en Luchtbehandeling