Technische werking warmtepomp

Een warmtepomp is een duurzaam energiebesparend alternatief voor het verwarmen van water in bijvoorbeeld een reinigingsproces. De CO2-uitstoot bij verwarming door middel van een warmtepomp is nul wanneer deze energie uit een afvalstroom wordt gewonnen.

Hoe werkt een warmtepomp?

Warmtepompen nemen warmte op en geven deze weer af op een hoger temperatuur niveau. Binnen in de warmtepomp circuleert een koudemiddel (een vloeistof), door een compressor, een condensor, een expansieventiel en een verdamper wordt energie continu overgedragen.

Wat doet het koudemiddel in de warmtepomp?

In de warmtepomp gebruiken we koudemiddelen met een laag kookpunt als medium voor het transport van energie. Langs dit middel laten we een flow met afvalenergie stromen; de bron. Deze bronenergie wordt omgezet naar een hogere temperatuur en afgegeven aan de afname zijde van de Heat-X HTHP Warmtepomp.

De 4 stappen van de HTHP warmtepomp

De Heat-X HTHP Warmtepomp werkt door een natuurlijk koudemiddel (vloeistof) bij lage temperatuur te laten verdampen (1) en de damp bij hoge temperatuur te laten condenseren (3). In het eerste geval moet het kookpunt dus worden verlaagd en/of in het tweede geval worden verhoogd.

Het kookpunt kan worden verhoogd door de druk te verhogen met een compressor (2). Aan de andere kant kan het kookpunt weer worden verlaagd door de druk te laten zakken in een turbine of smoorventiel (4).

Het geheel van verdampen, comprimeren, condenseren en expanderen vormt een gesloten kringloop voor het circulerende koudemiddel, de thermodynamische cyclus. Maar dit geldt niet voor de warmte en de arbeid: aan het systeem wordt netto arbeid toegevoerd in de compressor (elektrische energie) en er wordt warmte verplaatst van de verdamper naar de condensor. Deze geeft deze warmte op een hoger temperatuur niveau af aan de inkomende flow voor het proces.

Schematisch ziet dit er als volgt uit:

Toepassingen voor een warmtepomp

Een warmtepomp is wellicht bekend voor verwarming in huizen. Bij TBR Solutions passen wij de warmtepomp techniek toe in de industrie. Zo gebruiken wij bijvoorbeeld als bron energie afvalenergie wordt normaliter verloren gaat via het riool of het dak. Deze restenergie wordt gebruikt om inkomend water te verwarmen voor het reiniging proces.

Je kunt deze afvalstromen niet zomaar als bronenergie gebruiken. Het is nodig om eerst te inventariseren hoe het huidige proces eruit ziet en wat de consequenties zijn voor het gehele proces.

Bekijk de projecten waarbij we de waterpomp toepassen in de wasserijindustrie.

• Moderna Hardenberg
• Wasserij Ergon Veldhoven

Het koudemiddel

In een warmtepomp kan men verschillende koudemiddelen toepassen. Bij TBR Solutions kiezen we voor natuurlijke koudemiddelen. Deze hebben slechts een geringe belasting op het milieu anders dan de synthetische middelen.

COP

De energie die de warmtepomp aandrijft levert dus het veelvoudige op aan thermische energie. Elke warmtepomp heeft een eigen prestatie. Het is afhankelijk van een aantal factoren waaronder de input. We noemen deze prestatie COP wat staat voor ‘Coëfficiënt Of Performance’. Met dit getal geef je de verhouding aan tussen verkregen bruikbare thermische warmte en de aandrijfenergie.

Rendement Heat-X HTHP Warmtepomp

Het rendement wordt bepaald door prijsstellingen van fossiele energie, elektra en subsidie mogelijkheden. Generaal kunnen we stellen dat:

• De terugverdientijd is afhankelijk van een aantal factoren maar bedraagt gemiddeld 5 jaar. Bij overweging van een stoomketel is dit nog korter, maar wie gaat met de huidige rendementen nog een stoomketel overwegen?
• De CO2 uitstoot wordt verminderd en let op; In 2030 is de verwachting dat de CO2 heffing €125 per ton CO2 kost! De HTHP geeft een reductie van duizenden euro’s!
• De energievraag ten behoeve van het was proces wordt voor 100% gewonnen uit afvalenergie.
• De prestatie van TBR’s HTHP warmtepomp heeft een prestatie COP (Coëfficiënt Of Performance) van circa 4,8 bij hogere temperaturen! Dit wil zeggen dat met 1 kW input circa 4,8 kW aan thermische energie wordt afgegeven!
• Het geeft een besparing op fossiele brandstoffen en reduceert de CO2 uitstoot
• De HTHP geeft een hoog constant rendement tegenover en een zekere terugverdientijd ten opzichte van elk ander energie voorziening!

Projecten bekijken

 

Wil je meer weten over deze techniek neem dan contact op met:

Henk Klatter,
Project Engineer TBR Solutions