Maakt deze Nederlandse vinding een einde aan koudemiddel in warm­te­pom­pen?

Een warmtewisselaar in plaats van een compressor in een warmtepomp. Daardoor heb je geen F-gassen meer nodig. Bovendien maakt het een einde aan de cycles van compressie en ontgassen, waardoor je een continue stroom warmte krijgt die niet steeds wordt onderbroken. Het Nederlandse bedrijf ThermoSwap heeft hiervoor de oplossing gevonden.

De huidige warmtepompen verliezen heel veel efficiëntie door de cycles van het koudemiddel. Dat moet eerst onder druk worden gezet en daarna worden ontgast. Door dat laatste komt het verwarmen stil te liggen en heb je een buffervat nodig. De efficiëntie ligt daardoor op zo’n 60 procent. “De efficiëntie van onze oplossing ligt op 98 procent”, vertelt Joost Minnaar, die het systeem van ThermoSwap toelicht op de VSK. “We hebben 0 footprint en daardoor zijn we ook heel goed voor de energietransitie.

Continue warmte

ThermoSwap gebruikt warmtewisselaars. Het bedrijf is al vijf jaar bezig met de ontwikkeling van het systeem en kreeg een week voor de VSK patent. Daar stonden ze met een proefopstelling.

Het systeem is modulair en kan dus makkelijk worden geschaald. Elk element warmt het water dat er doorheen stroomt ongeveer een graad op. Door dat kleine warmteverschil is er relatief weinig energie nodig. Zet je er tien of twaalf achter elkaar, dan warm je het water continu 10 graden op. Wil je meer capaciteit, dan zet je meerdere van zulke in serie gemonteerde elementen naast elkaar. “Dat maakt het ook veel compacter dan een klassieke compressor”, zegt Minnaar. “Het wordt alleen wel steeds zwaarder.” Om dat te illustreren laat hij een koperen element voelen. “Maar het kan allemaal draaien op zonnecellen, het systeem heeft geen spike in het energieverbruik, zoal een compressor dat heeft als de cycle wordt opgestart.”

Peltier

Het systeem is gebaseerd op het effect van Peltier. “Hierdoor zijn er ook nogal wat sceptici”, vertelt Minnaar. “Het peltier-element heeft een slechte naam vanwege de hotelkoelkasten waarin het wordt gebruikt. Uit die dingen komt alleen maar lauw bier. Maar in die koelkasten wordt lucht als geleider gebruikt. Wij gebruiken water en koper, en die geleiden veel beter.”

Minnaar is van huis uit scheikundige. Vier jaar geleden raakte hij betrokken bij de ontwikkeling. “Eerst geloofde ik er zelf ook niet in. Maar toen zag ik met eigen ogen dat een vat van 600 liter in 10 uur werd opgewarmd tot het kookpunt. Ik dacht: dit kan eigenlijk niet, hier wil ik alles van weten.”

De warmtewisselaar heeft geen bewegende delen, dus het gaat niet kapot. “De elementen kunnen makkelijk 30 jaar mee”, stelt Minnaar. “Dus ze kunnen steeds weer worden hergebruikt.”

Ook kan water kan tot veel hogere temperaturen worden opgewarmd dan met een compressor. “Met de platen van de warmtewisselaar zou je in principe tot 200 graden kunnen gaan.”

Koelen en stroom uit restwarmte

Het systeem word binnenkort getest door een aantal fabrikanten, een grote installatiepartij, en UK Research Institute.

“De volgende stap is koelen”, zegt Minnaar. “Op zich moet dat geen probleem zijn, want je hoeft alleen maar de stromen om te draaien. Maar daar zit nog wel wat engineering in.” Stap 3 is dan gebruik maken van het Seebeck-effect. Dat wil zeggen dat met dit systeem restwarmte van bijvoorbeeld energiecentrales kan worden omgezet in elektriciteit. “Het koelwater wordt nu gewoon geloosd in de zee, maar hiermee kun je daar dus ook nog elektriciteit uit halen.”

Bron: Bouweninstallatiehub