Zoals voor alle warmtepompen geldt, moeten ook industriële warmtepompen de overstap maken van F-gassen naar natuurlijke koudemiddelen. In de industrie is er, vaker dan in de utiliteit of voor woningen, vraag naar extremere temperaturen of in grotere hoeveelheden. Afhankelijk van de toepassing kunnen in de industrie zowel propaan, CO2 of ammoniak worden gebruikt.

In een reeks artikelen inventariseert Warmte365 hoe het ervoor staat met die overstap van F-gassen naar natuurlijke koudemiddelen. Eerder werden woningen en de utiliteit behandeld, in dit derde artikel warmtepompen voor de industrie.

Grotere warmtepompen mogen volgens de nieuwe F-gassenverordening wat langer gebruikmaken van koudemiddelen met hoge GWP’s (Global Warming Potential). Zo mogen bijvoorbeeld monoblocks met een vermogen boven de 50 kilowatt nog tot 2030 koudemiddelen gebruiken met een GWP tot 150. Warmtepompen met een vermogen kleiner dan 50 kilowatt mogen dat maar tot 2027.

Uiteindelijk zal dus ook de industrie moeten overstappen van F-gassen naar natuurlijke koudemiddelen. Er bestaan ook al voorbeelden van industriële warmtepompen met GWP’s ver onder de 150. Deze warmtepompen in de industrie worden vooral ingezet voor het ophogen van de temperatuur van restwarmte. Welk koudemiddel daarbij gebruikt wordt, hangt af van de toepassing waar een warmtepomp voor wordt ingezet. Zowel propaan als CO2 kunnen gebruikt worden, maar in de industrie is ammoniak ook een optie.

Zo produceert bijvoorbeeld het bedrijf ICEFISH industriële warmtepompen met propaan (R290) als koudemiddel. Deze warmtepompen verwarmen tot ongeveer 70 graden Celsius en hebben een vermogen tot 1500 kilowatt. Een ander voorbeeld is de industriële warmtepomp van IBK, die gebruikmaakt van (iso)butaan (R600a) als koudemiddel. Dit is ook een natuurlijk koudemiddel, en net als propaan is het een koolwaterstof.

Een butaan-warmtepomp kan een condensatietemperatuur tot wel 135 graden Celsius bereiken. Ook noemt Charles Geelen, senior adviseur strategische duurzame energie bij Infinitus Energy Solutions,  de butaanwarmtepomp van Servex als voorbeeld. Die warmtepomp is ontwikkeld voor een bierbrouwproces en kan stoom van 120 graden Celsius produceren. Daarnaast ontwikkelde Servex een warmtepomp met propaan en butaan in cascade, die tapwater tot 80 graden Celsius kan verwarmen.

Mogelijkheid voor ammoniak
In de industrie wordt er ook soms voor gekozen om ammoniak als koudemiddel te gebruiken. In woningen of andere gebouwen waar veel mensen zijn, doen we dat niet omdat het een te groot veiligheidsrisico vormt. Door blootstelling aan ammoniak kunnen mensen last hebben van een prikkelende geur die bij inademing slijmvliezen en ademhalingsorganen kan aantasten. In bepaalde omstandigheden is ammoniak ook brandbaar en explosief. Vaak wordt ammoniak op tijd geroken, maar bij het werken met ammoniak worden wel veiligheidsmaatregelen genomen zoals detectieapparatuur.

Hoewel het dus veiligheidsrisico’s met zich meebrengt, is ammoniak (R717) wel erg goed in te zetten als koudemiddel. Het heeft een GWP van 0, en door zijn gunstige thermodynamische eigenschappen is ammoniak net als CO2 en propaan in te zetten als efficiënt koudemiddel. Volgens Geelen kan een substantieel hoger rendement behaald worden dan bij CO2 en propaan. Het is goed bruikbaar in industriële toepassingen, omdat hoge temperaturen, vaak van 80 of 90 graden, bereikt kunnen worden. Warmtepompen met ammoniak als koudemiddel zijn verkrijgbaar bij onder andere GEA en IBK. Deze behalen hoge vermogens tot wel 3500 kilowatt en kunnen water verwarmen tot 95 graden Celsius.

Ammoniak is niet onbekend als koudemiddel. Van oudsher wordt het al veel toegepast in industriële koelinstallaties, vertelt Geelen. Ammoniak zal dus ook voor warmtepompen vooral in de industrie gebruikt worden. Hier zijn de extra kosten om aan de benodigde veiligheidseisen te kunnen voldoen ook relatief klein vanwege de hoge vermogens die behaald worden.

Hoge temperaturen blijven lastig
In het algemeen is het lastig om warmtepompen te vinden die hogere temperaturen bereiken. Industriële warmtepompen die een maximum temperatuur tussen de 130 graden Celsius en 200 graden Celsius kunnen bereiken zijn wel in ontwikkeling, ook in combinatie met het gebruiken van natuurlijke koudemiddelen.