Een nieuw geluid: thermo-akoestisch koelen

22.05.2023 | Interview Anne Agterbos

Een nieuw geluid: thermo-akoestisch koelen

Er is restwarmte in overvloed in de industriële sector, maar het gebruik van restwarmte om te koelen is voor veel ondernemers nog niet de meest voor de hand liggende keuze. Warmte365 sprak met SoundEnergy over de THEAC-25: het thermo-akoestische systeem dat industriële restwarmte omzet in groene koeling.

Met een kopje koffie van vers gebrande bonen uit de Mocca D’or fabriek in Zwolle vertellen Peter Uriot (CCO) en Jeroen Visser (sales manager) van SoundEnergy over de nieuwe technologie. De THEAC-25 is pas sinds enkele jaren op de markt, maar heeft veel potentie om bij te dragen aan een groenere toekomst.

“Veel industrieën zijn bezig met verduurzamen”, vertelt Uriot, “maar als we vertellen dat restwarmte gebruikt kan worden om te koelen kijken mensen toch gek op, daar denkt men niet snel aan.” Toch kan het voor veel industrieën een passende oplossing bieden. “Hierbij kun je denken aan industrieën met hogere restwarmtes, zoals metaalproductie en -bewerking, chemie, papierindustrie, en natuurlijk ook de voedselindustrie kan van de technologie profiteren.”

Met een global warming potential (GWP) van nul is de THEAC een goede manier om duurzame stappen te zetten. Zo besloot Mocca D’or ook over te stappen naar het thermo-akoestische koelsysteem. Hiermee besparen zij jaarlijks tot 20 ton CO2-uitstoot, vertelt Uriot. De huidige markt bestaat voor 80 procent uit conventionele koelers, deze systemen slurpen veel stroom en hebben een hoge GWP.

Van warmte naar kou
Visser legt uit hoe de technologie werkt: “De THEAC-25 werkt met een inputtemperatuur van 160 tot 300 graden Celsius. De restwarmte wordt afgevangen en vervolgens naar de THEAC getransporteerd door middel van thermische olie. Deze warme olie komt aan in een cirkelvormig akoestisch systeem dat bestaat uit vier onderdelen. Op de plek waar de warmte binnenkomt ontstaan staande geluidsgolven.”

Visser vertelt verder: “De staande geluidsgolven creëren druk waardoor het gas gaat bewegen. De beweging kan maar één kant op, namelijk door de buis heen. Daardoor ontstaat een resonerende geluidsgolf. Doordat de energie in de golven pieken en dalen heeft, wordt de temperatuur aan de achterkant van het systeem lager, en koelen we water tot een temperatuur van maximaal -30 graden Celsius."

De THEAC-25 kent ook nog een andere uitvoering, de THEAC-23. De THEAC-23 is de plug-and-play-versie, deze wordt geleverd in een container met twee U-vormig systemen. De THEAC-23 heeft iets meer akoestische  weerstand en levert daardoor 23 in plaats van 25 kilowatt koelvermogen.

Bij al de THEAC modellen is de positie overigens irrelevant: horizontaal, verticaal of schuin, , wat geen probleem is omdat het gas (argon) geen last heeft van externe bewegingen, dit is bijvoorbeeld ook gunstig voor maritieme toepassingen, waar deining een probleem kan veroorzaken bij conventionele koelers.

Hoe heter hoe beter  
De THEAC  bespaart op verschillende vlakken, legt Uriot uit: “Consumenten willen graag een product kopen dat groen is, als bedrijven daarop willen inspelen moeten ze kunnen aantonen dat de bedrijfsvoering vergroent. Voor de omzetting van warmte naar kou wordt geen elektriciteit gebruikt. Daarbij werkt het systeem beter hoe hoger de inputtemperatuur wordt.”

Bij de input-output-circulatiepompen wordt wel wat elektriciteit gebruikt, maar beduidend minder, vertelt Uriot. “De pompen gebruiken ongeveer 2 kilowatt, waar een conventionele koeler 10 kilowatt zou gebruiken.” Bij Mocca D’or levert dit een gemiddelde elektriciteitsbesparing van circa 25 megawattuur per jaar op. Bij bedrijven met meer draaiuren kan de elektriciteitsbesparing oplopen tot 60 megawattuur per jaar.

Ook de besparing op het koelmiddel draagt zijn steentje bij. De THEAC gebruikt helemaal geen koelvloeistof. Daarbij maakt het systeem gebruik van het edelgas argon wat volgens Uriot onschuldig is voor de natuur.

’s Winters kan het systeem ook gebruikt worden om te verwarmen, waardoor er ook op gas bespaard kan worden. Bij Mocca D’or wordt de restwarmte dan  ingezet om de vloer te verwarmen.

Verwarmingspotentie
Het systeem kan in theorie ook gebruikt worden voor industriële processen die lage temperatuur verwarming behoeven. De restwarmte kan worden gebruikt om te verwarmen tot ongeveer 80 graden Celsius. Daar wordt de THEAC echter nog niet voor ingezet, momenteel ligt de focus op koelen.

Kosten
Momenteel kost de THEAC 80.000 euro. Het is een flinke investering, maar het systeem kan naar verwachting ook 30 jaar mee, omdat het geen bewegende delen heeft en daarmee vrijwel geen onderhoud behoeft. Ook worden er edelgassen gebruikt waardoor het materiaal niet erodeert.

Visser legt uit dat de terugverdientijd afhankelijk is van het energieverbruik en aantal draaiuren van de industrie. “Voor Mocca D’or ligt de terugverdientijd op ongeveer vijf jaar, omdat ze ook besparen op gas en gebruik maken van subsidies.”

De toekomst van thermo-akoestiek
De THEAC is te gebruiken voor koeltemperaturen tot -30 graden Celsius. SoundEnergy heeft ambities om in  grotere koelvermogens  te voorzien maar daarvoor zou het systeem groter moeten worden gemaakt. Voor nu ligt de focus in het bedrijf op schaalvergroting met de huidige modellen.

Een andere ambitie van SoundEnergy is het vergroenen van de materiaalkeuze. Voor de THEAC-25 wordt staal gebruikt voor de constructie, volgens Uriot zou kunststof een groener alternatief zijn. Momenteel wordt er nog niet geëxperimenteerd met dit materiaal, er moet immers voldaan worden aan de strenge Europese veiligheidseisen (cat. PED-III). Een meer duurzame materiaalkeuze zou de THEAC komende jaren nog verder kunnen vergroenen. 

Bedrijvenregister

Agenda

Event: Dag van de Warmtepomp

8 juni 2023
13:00 - 19:00

Opleidingscentrum GO┬░

Lees verder

Webinar: Uitvoeringsgereed voor het NIP

8 juni 2023
16 uur
nvt

Regionaal Energieloket

Lees verder

Event: Samenwerkdag Rechtvaardige energietransitie

20 juni 2023
12:30 - 17:30
Basecamp

Stroomversnelling

Lees verder

Event: Hybride Verwarmd

21 juni 2023
TivoliVredenburg Utrecht

Lees verder

Volledige agenda

Wekelijks op de hoogte blijven van de duurzame warmtesector?
Meld u nu aan voor de nieuwsbrief!

Abonneer nu