Industrial Heat Pumps

 

Toepassingen

Warmtepompinstallatie gereed voor transportWanneer een warmtepomp toepassen?

Warmtepompen zijn breed inzetbaar. Enerzijds zijn er in de industrie verschillende restwarmte-bronnen zoals (afval)water, de condensor van een koelinstallatie, vochtige lucht enz. Anderzijds zijn er diverse potentiële gebruikers zoals schoonmaakwater, blancheurs, drogers, ruimteverwarming enz.

Alvorens naar de toepassing van een warmtepomp wordt gekeken, moet eerst een inventarisatie gemaakt worden van de beschikbare reststromen en de potentiële gebruikers. In de procesindustrie wordt meestal de pinch analyse toegepast. Voor minder complexe industrieën is dit een te uitgebreide aanpak en kan volstaan worden met de volgende aanpak:

1: Inventarisatie

Inventarisatie van alle warmteverbruikers. Hierbij moet voor zowel de warmtevragers als de restwarmtebronnen het volgende overzicht worden opgesteld:

  • Medium
  • Temperatuur
  • Vermogen

2: Directe warmte uitwisseling

Indien de temperatuur van de restwarmte hoger is dan de warmtegebruiker, kan er direct
warmte worden uitgewisseld. Het is dan niet zinvol om een warmtepomp toe te passen.

3: Inzet warmtepomp

Is de temperatuur van de restwarmte te laag om deze direct in te zetten, dan kan het zinvol zijn om een warmtepomp toe te passen. Bepalend voor het rendement zijn de temperatuur van de restwarmte, de toepassing, het aantal draaiuren en de capaciteit. Via de haalbaarheidscheck kan aanvullende informatie verkregen worden.

Veelvoorkomende toepassingen

Droogprocessen
Droogprocessen komen voor in de industrie in allerlei soorten en maten, zowel wat betreft droogtechniek als wat betreft de temperatuur waarop gedroogd wordt. Lucht wordt verwarmd met stoom, aardgas of warm water, en stroomt vervolgens door het product. De energie in de warme lucht wordt gebruikt om water te verdampen. Deze vochtige lucht bevat veel restwarmte. Normaal wordt de lucht uitgestoten naar de omgeving of ontvochtigd. Met een warmtepomp is het echter mogelijk warmte uit de verzadigde afvoerlucht van een droger te onttrekken. Door het afkoelen van de afvoerlucht zal het vocht uit deze lucht condenseren. Door de condens af te voeren, wordt de lucht gedroogd. De onttrokken warmte kan vervolgens worden afgegeven aan deze gedroogde lucht en worden hergebruikt in het droogproces. De combinatie van het opwarmen van de drooglucht en het onttrekken van warmte en vocht uit de afvoerstroom maken de warmtepomp ideaal om toe te passen in een droger. In het hieronder genoemde voorbeeldproject wordt de zogenaamde warmtepompdroger in meer detail beschreven. In de condensor wordt de vochtige lucht afgekoeld en ontvochtigd. Deze energie wordt met de warmtepomp opgewaardeerd waarmee vervolgens de droger wordt verwarmd.
Lees meer...
Project warmtepomp op frietdroger

Wasprocessen
In de industrie komen veel was processen voor. Veelal zijn dit processen waarbij warm water, eventueel gemengd met een reinigingsmiddel, wordt versproeid over het te wassen product. De wasinstallaties zijn meestal voorzien van luchtafzuiging om te voorkomen dat damp door de in- en uitlaat van van de waslijn en de overige openingen van de waslijn ontsnapt naar de omgeving. Door de luchtafzuiging wordt vochtige warme lucht afgezogen en wordt de luchtdruk in de waslijn onder de omgevingsdruk gehouden. De afgezogen vochtige lucht bevat veel energie. Met behulp van een warmtepomp is het mogelijk om de energie in deze afzuiglucht te benutten voor het verwarmen van het waswater.
Lees meer...

Verwarming van proceswater met warmte uit de koelinstallatie
In met name de voedingsmiddelenindustrie, wordt eindproduct vaak gekoeld of ingevroren. Tevens is er veel warm water nodig voor het proces en om schoon te maken. Restwarmte uit de koelinstallatie (25 tot 30°C) kan met een add-on warmtepomp worden opgewaardeerd om water te verwarmen tot maximaal 80 °C. De add-on warmtepomp is een extra compressor welke het koudemiddel van de koelinstallatie verder in druk verhoogd tot de gewenste eindtemperatuur.
Lees meer...
Project add-on warmtepomp in de voedingsmiddelenindustrie
Project add-on warmtepomp bij Sportiom

Pasteurisatie
Bij pasteurisatie wordt het product verwarmd tot boven 70°C. Vervolgens wordt het weer afgekoeld. Bij de meeste pasteurisatieprocessen wordt binnen het proces al warmte uitgewisseld tussen de warme en de koude productstroom. Er blijft echter altijd behoefte aan extra verwarming voor het einde van het verwarmingstraject en extra koeling voor het koeltraject. Deze combinatie is ideaal voor de warmtepomp. Met de koude zijde van de warmtepomp kan het product worden afgekoeld. De energie die hierbij vrijkomt wordt opgewaardeerd om de productstroom tot boven de 70°C te verwarmen.
Lees meer...

Warmtenetten
Op steeds meer plekken in Nederland worden warmtenetten toegepast. Hierbij wordt restwarmte van een industrieel bedrijf, energiecentrale of een afvalverbrandingscentrale via het warmtenet naar woonwijken, kantoorgebouwen en bedrijven getransporteerd. Warmtepompen kunnen worden toegepast voor het leveren van restwarmte aan warmtenetten of voor betere benutting van warmte uit warmtenetten.
Lees meer...

Overige toepassingen
De mogelijkheden voor industriële warmtepompen zijn eindeloos door de vele verschillende combinaties van restwarmte en gebruikers. Zoals eerder vermeld, is het van belang om eerst alle warmtestromen in kaart te brengen. Dit vormt de basis voor de studie naar de haalbaarheid van een warmtepomp.

Haalbaarheid warmtepomp

De technische- en economische haalbaarheid van een warmtepomp hangt van diverse factoren af. Enkele belangrijke factoren zijn:

  • Temperatuurverschil tussen warmtebron en te verwarmen proces;
  • Draaiuren van het proces;
  • Capaciteit en belasting van de warmtepomp;
  • Benodigde aanpassingen om proces met warmtepomp te kunnen verwarmen;
  • Benodigde aanpassingen om restwarmte uit te kunnen koppelen;
  • Energieprijzen;
  • Etc.

Voor de economische haalbaarheid van warmtepompen vormen de energieprijzen een zeer belangrijke factor, lees meer hierover.

Wilt u weten of een warmtepomp voor uw toepassing haalbaar is, ga dan snel naar de pagina Advies.

Lees meer