nieuws

CO2 warmtepomp met speciaal buffervat biedt kansen maar is geen panacee

bouwbreed Premium 5634

CO2 warmtepomp met speciaal buffervat biedt kansen maar is geen panacee
Buffervaten met PCM's in de techniekruimte van de Anne Frankschool.

Omdat hij veel warmer water levert dan een gewone warmtepomp kunnen bij een CO2 warmtepomp de radiatoren gewoon hun werk blijven doen. Dat biedt kansen, ook voor de woningbouw, leert de renovatie van een school in Doesburg. Hoewel het ook geen panacee is.

Het is dat op het gemiddelde huis niet voldoende plek is voor PV-panelen. Anders zou de combinatie van een CO2 warmtepomp, een PCM-buffervat en zonnepanelen misschien wel de ultieme oplossing zijn voor het verwarmingsprobleem van de bestaande woningbouw. Dan hoeft er niet meer geïsoleerd te worden, kan driedubbel glas achterwege blijven en is er ook geen kostbaar vloerverwarmingssysteem nodig, om de warmte af te geven. Voor een bedrag van zo’n 15.000 euro voor een CO2 warmtepomp met bijbehorend buffervat zou de warmtevraag voor een gemiddelde rijtjeswoning definitief zijn geregeld zonder gas.

De trias energetica blijft van kracht

Maar zo mooi is de oplossing die VDK Advies, samen met Global E-systems uitwerkte voor de Anne Frankschool in Doesburg nou ook weer niet. “Het is een interessante optie die navolging verdient, ook in de woningbouw. Maar het is geen panacee of het ultieme antwoord voor het gasloos maken van woningen”, aldus Remco van der Kaay van VDK advies. “Dat wil zeggen: niet zonder andere maatregelen te nemen. De trias energetica blijft van kracht. Maar in sommige situaties kan de CO2 warmtepomp met een slim buffervat wel degelijk uitkomst bieden.”

De gerenoveerde Anne Frankschool in Doesburg

Grootste voordeel van de CO2 warmtepomp is dat die water van veel hogere temperaturen levert, tot maximaal 85 graden. Dat is vergelijkbaar met een CV installatie. Zelfs als het buiten 10 graden onder nul is haalt de CO2 warmtepomp die hoge watertemperatuur.  Een normale luchtwaterwarmtepomp laat het onder die omstandigheden afweten. De CO2 warmtepomp is volgens Van der Kaay technisch wel een complexere installatie, omdat hij met veel hogere drukken werkt tot boven de 100 bar. Tot nu toe werd hij vooral in de industrie toegepast, bijvoorbeeld in koel- en vrieshuizen.

CO2 warmtepomp werkt alleen efficiënt bij groot temperatuurverschil

Probleem is dat de CO2 warmtepompen alleen efficiënt zijn bij een groot temperatuurverschil tussen aanvoer- en retourwater. Verschillen die in de woning- en utiliteitsbouw niet snel worden bereikt. Ook niet bij gebruik van ouderwetse radiatoren. En daar komt de slimme koppeling van pas, die Global E-systems bedacht met haar buffervat met PCM’s. De firma uit Alblasserdam verwierf afgelopen jaren enige bekendheid door de ontwikkeling van de bijzondere vloer van het Circl-paviljoen van Abn amro aan de Amsterdamse zuidas. Daarin zijn phase change materials  of PCM’s toegepast. Materialen waarin energie kan worden opgeslagen of juist aan onttrokken door ze te laten wisselen tussen de vaste en vloeibare toestand.

De CO2 warmtepomp op het dak van de school in Doesburg

Die materialen paste Global E-systems ook toe in het buffervat dat ze koppelen aan de CO2 warmtepompen. Daarin kan vijf keer zoveel energie worden opgeslagen als in een normaal buffervat van dezelfde omvang. Bij de school in Doesburg wordt dat vat benut om het retourwater verder af te koelen voor het teruggaat naar de CO2 warmtepomp, legt Mareijn Gouw van Global E-systems uit. Terwijl dus het vat wordt geladen koelt het retourwater af, zodat de CO2 warmtepomp optimaal kan draaien. “Op het moment dat er warmtevraag is, wordt eerst de warmte uit het buffervat aangesproken. Pas als dat is afgekoeld springt de CO2 warmtepomp bij.”

Zelfs bij een buitentemperatuur van min 5 graden haalt de installatie gemakkelijk een COP van 3. Met andere woorden: de installatie levert drie keer meer warmte dan er aan elektrische energie wordt toegevoegd. Een reguliere warmtepomp blijft bij dergelijke lage temperaturen steken op de helft: een COP van 1,5. Gouw: “En dan moet je dus ook nog iets bedenken voor je warm tapwater. Dat hoeft hierbij allemaal niet. Want 85 graden is een prima temperatuur voor tapwater en maakt het ook gemakkelijk om legionella tegen te gaan.”

65% van de warmte geleverd

In Doesburg bewijst de gerenoveerde Anne Frankschool volgens Van der Kaay dat het systeem werkt. Het verouderde schoolgebouw uit de jaren ’70 werd met een kwart vloeroppervlak uitgebreid en na-geïsoleerd. Van de bestaande installatie met drie 120 kW gasketels werd er één vervangen door een CO2 warmtepomp met een vermogen van 35 kW. De ervaringen van het afgelopen jaar der Kaay bewijzen de ervaringen afgelopen half jaar dat het werkt. De twee oude ketels waren tijdens de zachte winter alleen bij warmtevraag pieken nog nodig. De warmtepomp leverde meer dan 65 % van de benodigde warmte op duurzame manier. De benodigde elektriciteit daarvoor kwam van de  zonnepanelen op het dak.

Global E-systems levert inmiddels ook een CO2 warmtepomp met een vermogen van 4,5 kW vergelijkbaar geschikt voor woningen. Het bijbehorende buffervat van 200 liter kan op de plek komen van de ketel, terwijl de warmtepomp op het dak of half verzonken in het dak wordt geplaatst. Daarmee is het volgens Gouw een uitstekende optie om woningen te verduurzamen. Van der Kaay ziet dat ook, maar waarschuwt voor overspannen verwachtingen. “Als overal op de daken die apparaten staan te brommen, creëer je nieuwe problemen.” De geluidsproductie van de CO2 warmtepomp is volgens hem vergelijkbaar met die van een gewone warmtepomp.

Global E- systems heeft inmiddels ook twee galerijflats van Vestia in Zoetermeer met een paar honderd woningen uitgerust met haar systeem dat luistert naar de naam Caldameg. Daar zijn collectieve systemen gebruikt die de bestaande CV-installaties grotendeels vervangen. Van der Kaay kent de specificaties niet en is heel benieuwd. Maar hij benadrukt nogmaals dat de CO2 warmtepomp met het PCM-buffervat geen panacee is. “Dit is niet de oplossing waarmee we in een keer onze fouten uit het verleden kunnen wegpoetsen.”

“De historische fout van onze armzalige dunne gebouwschilletjes poets je niet zomaar uit met een slimme installatie”

De bouw heeft het volgens hem de afgelopen twintig jaar in Nederland gruwelijk laten afweten. “We zijn jarenlang doorgegaan met het maken van belachelijk dunne schilletjes om onze gebouwen. Iedereen nam zitting in de technische normcommissies om zijn eigen belangen zeker te stellen, waardoor er geen keuzes zijn gemaakt en we op de vertrouwde voet verder zijn gegaan. Kijk naar de landen om ons heen: Duitsland, Oostenrijk, Scandinavië. Stuk voor stuk bouwen ze daar al veel langer huizen met een pakket van zeker 20 centimeter isolatie en veel uitgekiendere details voor ventilatie en verwarming. Daar ligt de oorzaak van de problemen waar we nu mee worstelen. En daarom hebben we nu zo’n moeite onze gebouwvoorraad te verduurzamen. Die historie poets je niet allemaal uit met een slimme technische installatie. Hoe mooi en innovatief die ook is.”

Buffervaten met PCM’s in de techniekruimte van de Anne Frankschool.

 

PCM’s in roestvaststalen bolletjes

Het buffervat van Global E-systems werkt nu met polypropyleen bolletje met daarin het phase change material: een zoutoplossing met een smeltpunt van rond de 70 graden. In het buffervat kan ongeveer vijf keer zoveel warmte worden opgeslagen als in warmwatervat van dezelfde grootte. Het 200 liter vat voor de woningbouw is ongeveer net zo groot als een CV-ketel en kan gemakkelijk op zijn plek wordne geinstalleerd. Global E –systems werkt volgens Mareijn Gouw nu aan een buffervat waarin de PCM in roestvaststalen bolletjes is opgesloten. Daarbij is de warmte-overdracht groter, waardoor het rendement van de installatie toeneemt.

Reageer op dit artikel