Industrial Heat Pumps

 

Industriƫle warmtepompen: Veel gestelde vragen


Wat is een warmtepomp?

Wat is het verschil tussen een warmtepomp en een koelmachine?

Wat zijn voor- en nadelen bij het opwaarderen van restwarmte met een warmtepomp?

Hoeveel kost de installatie van een warmtepomp?

Hoeveel energie kan worden bespaard door inzet van een warmtepomp?

Hoe werkt een warmtepomp?

Welke werkingsprincipes zijn er voor een warmtepomp?

Tot welke temperaturen kan een warmtepomp worden ingezet?

Zijn er subsidiemogelijkheden voor het inzetten van warmtepompen?

 

Wat is een warmtepomp?

WP met uitleg 2Een warmtepomp waardeert laagwaardige restwarmte op tot hoogwaardige warmte. De hiervoor meest toegepaste techniek is de mechanische warmtepomp. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het comprimeren en expanderen van een werkmiddel. Dit werkmiddel stroomt door de vier hoofdcomponenten waaruit een warmtepomp bestaat, namelijk de verdamper, compressor, condensor en het expansieventiel. De drijvende kracht is een compressor waarmee de druk van het werkmiddel wordt verhoogd. Het werkmiddel functioneert als een transportmiddel dat onttrokken warmte uit een laagwaardige reststroom verplaatst om elders nuttig in te zetten. Met de elektrische energie benodigd voor het aandrijven van de compressor wordt ook nuttige warmte geproduceerd. Naar boven

 

Wat is het verschil tussen een warmtepomp en een koelmachine?

Een warmtepomp en een koelmachine zijn in principe dezelfde apparaten. Zowel een warmtepomp als een koelmachine verplaatst warmte van een laag temperatuurniveau naar een hoger temperatuurniveau. Echter, het verschil zit hem in het doel van de apparaten. Men spreekt van een koelmachine als het doel van het apparaat is om te koelen; men spreekt van een warmtepomp als het doel van het apparaat is om te verwarmen. Voor situaties waarbij met één apparaat zowel wordt gekoeld als verwarmd kan men beide termen gebruiken.Naar boven

 

Wat zijn voor- en nadelen bij het opwaarderen van restwarmte met een warmtepomp?

Voordelen:

  • De warmtepomp heeft een zeer hoog rendement ten opzichte van een gasgestookte installatie
  • De warmtepomp levert direct een grote energiebesparing op
  • Grote besparing op CO2 uitstoot
  • In sommige gevallen is het gewenst om de restwarmtestroom verder af te koelen, denk bijvoorbeeld aan te lozen afvalwater

Nadelen:

  • Investering benodigd
  • De warmtepomp verbruikt elektriciteit, er dient een voldoende zware elektrische aansluiting beschikbaar te zijn
  • Sommige werkmiddelen die worden ingezet voor warmtepompen zijn brandgevaarlijk en/of giftig

Naar boven

 

Hoeveel kost de installatie van een warmtepomp?

De investeringskosten van een warmtepomp hangen sterk van de situatie af. Belangrijke invloedsfactoren zijn:

  • Benodigde verwarmingscapaciteit, meer capaciteit betekent een grotere en duurdere installatie
  • Benodigde temperatuur, hoe hoger de benodigde temperatuur, hoe duurder de componenten
  • Aantal installaties, afhankelijk van de situatie kan het goedkoper zijn om één grotere installatie te plaatsen, in plaats van meerdere kleine installaties
  • Beschikbare ruimte om de warmtepomp in een bestaande installatie te integreren

Met behulp van de WarmtepompWijzer kan meer inzicht worden verkregen in de kosten van een warmtepomp.
Naar boven

 

Hoeveel energie kan worden bespaard door inzet van een warmtepomp?

De energiebesparing is met name afhankelijk van het temperatuurverschil dat door de warmtepomp moet worden overbrugd, omdat dit een direct invloed heeft op de COP van de warmtepomp.

Stel dat een proces 500 kW warmte verbruikt dat momenteel wordt verwarmd met stoom. De stoom is opgewekt in een gasgestookte installatie met 85% rendement. Het proces is 6.000 uur per jaar in bedrijf. Het gasverbruik bedraagt dan ongeveer 400.000 Nm3 per jaar. Nu wordt deze installatie voorzien van een warmtepomp, waardoor geen stoom meer benodigd is. De warmtepomp heeft een COP van 5,0 en verbruikt dus 100 kW elektriciteit om 500 kW warmte op te wekken. Het elekriciteitverbruik van de warmtepomp bedraagt 600.000 kWh per jaar.

De besparing bedraagt nu 57% op primaire energie en 43% op CO2-uitstoot. Het financiele voordeel is sterk afhankelijk van de gas- en elektriciteitsprijzen. Bij €0,08/kWh en €0,25/Nm3) bedraagt het jaarlijkse voordeel € 52.000,--. Naar boven

 

Hoe werkt een warmtepomp?

De warmtepomp is gebaseerd op de fysische eigenschap dat bij een stijgende druk het kookpunt van een vloeistof stijgt. Door de druk te veranderen kan een medium bij een lage druk verdampt worden en bij een hoge druk condenseren. Hierdoor is het mogelijk om warmte van een laag temperatuurniveau naar een hoog temperatuurniveau te "pompen". Lees meer hierover op de pagina Techniek op deze website.

Welke werkingsprincipes zijn er voor een warmtepomp?

Het doel van een warmtepomp is om een warmtestroom met een lage temperatuur op te waarderen naar een hogere temperatuur. Dit kan op veel verschillende manieren worden gerealiseerd. Het meest voorkomende werkingsprincipe is de mechanische warmtepomp, waarmee door middel van compressie de condensatietemperatuur van een werkmiddel wordt verhoogd. Daarnaast zijn er nog veel andere principes zoals de absorptiewarmtepomp, de adsorptiewarmtepomp en de hybride warmtepomp. Op de pagina Techniek is meer informatie over deze verschillende werkingsprincipes te vinden. Naar boven

 

Tot welke temperaturen kan een warmtepomp worden ingezet?

Het inzetgebied van een warmtepomp hangt sterk af van de toegepaste techniek en het werkmiddel. Met een mechanische warmtepomp met ammoniak als werkmiddel kunnen temperaturen tot maximaal 90 à 100 °C worden bereikt. Bij hogere temperaturen zijn drukken van 63 bar of hoger benodigd. Hierbij worden de componenten duur, waardoor de terugverdientijd over het algemeen zeer lang is. Bij het toepassen van n-butaan als werkmiddel in een mechanische warmtepomp, kunnen hogere temperaturen tot 130 °C worden bereikt. Butaan is echter brand- en explosiegevaarlijk, waardoor extra veiligheidsmaatregelen noodzakelijk zijn. Met absorptiewarmtepompen kunnen temperaturen tot 90 à 120 °C worden bereikt.
Het rendement van een warmtepomp is sterk afhankelijk van het temperatuurniveau waarop de restwarmte beschikbaar is. Zodra hoge temperaturen gewenst zijn, zal de restwarmtebron ook een relatief hoge temperatuur moeten hebben om een acceptabele terugverdientijd te realiseren. Naar boven

 

Zijn er subsidiemogelijkheden voor het inzetten van warmtepompen?

Elektrisch gedreven warmtepompen en ad/absorptiewarmtepompen komen in aanmerking voor de EIA-regeling (Energie Investerings Aftrek). Door de EIA-regeling mag 41,5% van de investeringskosten van de fiscale winst worden afgetrokken. Hierdoor kan een netto voordeel van ongeveer 10% op de investeringskosten worden behaald. Om in aanmerking te komen voor de EIA-regeling moet de warmtepomp wel aan bepaalde rendementseisen voldoen. Op de website van RVO.nl is meer informatie over de EIA-regeling en andere subsidieregelingen te vinden. Naar boven