Er wordt steeds meer gesproken over het potentieel van de industriële warmtepomp. Maar hoe staat het ervoor met de industriële warmtepomp in de praktijk? Warmte365 ging langs bij TNO in Petten, waar projectmanager Simon Spoelstra hun industriële warmtepomp liet zien.

Hoewel de  industriële warmtepomp nog niet grootschalig is geïmplementeerd, zijn er inmiddels wel diverse leveranciers die systemen aanbieden voor warmtelevering tot 100 graden Celsius. Dit soort systemen zijn met name goed toepasbaar in de voedingsmiddelenindustrie. Voor hogere temperaturen en stoomproductie zijn allerlei ontwikkelingen gaande. Er worden nu ook systemen aangeboden voor 120 graden Celsius warmtelevering, en nog hogere temperaturen zijn onderweg.

Lees ook: De duurzame industrie geeft een warm welkom aan de industriële warmtepomp

Spoelstra ziet veel mogelijkheden voor de warmtepomp in processen tot 200 graden Celsius. Naast de voedingsmiddelenindustrie komen ook de papierindustrie en de chemische sector dan in beeld. De ontwikkeling van warmtepompen tot 200 graden Celsius hebben speciale compressors en koelmiddelen nodig, en bij TNO wordt er hard gewerkt aan het ontwikkelen van deze technologie.

TNO’s Pentaan warmtepomp
TNO is momenteel bezig met de testfase van een industriële warmtepomp die restwarmte van circa 80 graden Celsius naar stoom van 150 graden Celsius opwaardeert, volgens Spoelstra gebeurt dit op een schaal van 1 megawatt output vermogen. “Dit is een unieke installatie op industriële schaalgrootte.”

De warmtepomp die TNO ontwikkelde in samenwerking met de Japanse leverancier Mayekawa is een gesloten cyclus die zich vooral richt op warmteterugwinning uit waterige stromen. Aan de warmteafvoerkant wordt stoom geproduceerd van 150 graden Celsius.

Om een hoog rendement en een lage GWP (aardopwarmingsvermogen) te bereiken, wordt pentaan gebruikt als koudemiddel. Pentaan geeft een relatief lage druk in het genoemde temperatuurgebied. Pentaan heeft als voordeel dat het een natuurlijk werkmedium is en alle discussie rondom de stabiliteit van synthetische werkmedia vermijdt. Nadeel is dat het brandbaar is en daar dus veiligheidsmaatregelen voor genomen moeten worden.

De compressor is een oliegesmeerde schroefcompressor van circa 400 kilowatt. De compressor wordt aangedreven door een elektromotor. De verwarmingscapaciteit kan worden aangepast door de rotatiesnelheid van de motor te veranderen met een omvormer.

Hoewel het mogelijk is om verschillende soorten alternatieve warmtewisselaartechnologie te gebruiken aan de warmtebronkant, is een platenwarmtewisselaar geselecteerd vanwege de kleinere voetafdruk en het gemak om warmte terug te winnen uit andere processen.

De warmtepomp heeft momenteel een COP van 2.6 onder de genoemde temperatuur condities. Leverancier Mayekawa verwacht dat de warmtepomp twintig jaar meegaat en dat de warmtepomp momenteel circa 720 euro per kilowatt warmteproductie kost. De warmtepomp weegt 20.000 kilo en neemt 25 vierkante meter in beslag.

Volgens Spoelstra zijn inmiddels “de nodige draaiuren gemaakt met de nieuwe warmtepomp”. “Nadat we wat eerste problemen hebben opgelost, hebben we nu een systeem wat goed werkt. Het is nog niet perfect maar we hebben een vrij goed beeld wat er moet gebeuren om het nog beter te krijgen.” Wat die stappen zijn laat Spoelstra voor nu in het midden.