Referenties - Warmtepompen

Project

Deze studie heeft als doel de haalbaarheid van een warmte/kracht-centrale gekoppeld aan een stadsverwarmingsnet in het centrum van Hengelo te onderzoeken.

Resultaat

Een stadsverwarmingsnet op hoofdlijnen is interessant als verbruikers met een huidig verbruik vanaf 50.000 nm3 gas per jaar, aangesloten worden. Als op de hoofdleidingen ook verbruikers van momenteel 5.000 nm3 gas per jaar worden aangesloten, neemt de rentabiliteit van het gehele project toe. Uit economische analyse blijkt dat een STEG-eenheid met LM2500 die een bijgestookte afgassenketel en een stoomaftap op 0,9 bara heeft, economisch het meest interessant is. De piek warmtevraag kan opgevangen worden door hulpketels of door bijstoken in de afgassenketel.

Een hoger energetisch rendement van de warmte/kracht-centrale is mogelijk door het toepassen van een rookgasventilator met rookgascondensor en warmtepomp. Absorptiekoelmachines die decentraal koude opwekken kunnen de warmtevraag vooral in de zomer vergroten. Hierdoor ontstaat een extra energetisch voordeel.

Een warmte/kracht-centrale levert milieuvoordelen op. Aardgasbesparing, CO2 – en NO2-redukties van respectievelijk 17,9 miljoen nm3 gas per jaar, 20% CO2 en 69% NOx zijn hierdoor haalbaar.

Expertise

Warmtetechnische berekeningen, proceskennis, meettechnieken, warmtedistributie

Project

In de studie is de technische en economische haalbaarheid van een duurzaam energieconcept getoetst. Het duurzame concept bestaat uit een warmtepomp die warmte uit grondwater oppompt tot een bruikbaar temperatuurniveau. De benodigde elektriciteit wordt geleverd door gasmotoren, waarbij de warmte van de motoren ook wordt benut. De opgewekte warmte wordt via een distributiesysteem getransporteerd naar de afnemers op het terrein. In de zomer wordt warmte uit de omgeving teruggebracht in de bodem om blijvende afkoeling te voorkomen (regeneratie).

Resultaten 

Het duurzaam energieconcept resulteert in een energiebesparing van 12 tot 15% ten opzichte van de situatie waarin alle woningen worden voorzien van individuele HR-combiketels. Door in de zomer warmte te onttrekken aan het oppervlaktewater wordt bovendien de waterkwaliteit positief beinvloed.

Specifieke kennisgebieden

Warmtepompen, warmtedistributie, warmte-opslag, warmte/kracht

Project

Voor een complex van 23 luxe appartementen is een concept opgesteld voor een energiezuinige warmtevoorziening. Hierbij zijn de toepassingen van warmteterugwinning, warmtepomp en zonneboiler met elkaar vergeleken en zijn de combinatiemogelijkheden onderzocht.

Resultaten 

Middels de combinatie van warmteterugwinning (65%) en een zonneboiler voor zowel tap- als ruimteverwarming kan 38% energie bespaard worden vergeleken met individuele HR-combiketels zonder warmteterugwinning (referentieverbruik 1800 nm3 per woning). Indien ook een warmtepomp op grondwater wordt toegepast kan in totaal 60% op het energieverbruik in de referentiesituatie worden bespaard. Een warmtepomp met ventilatielucht als warmtebron bleek bij toepassing van warmteterugwinning niet interessant.

Specifieke kennisgebieden

Warmteterugwinning, warmtepompen, zonneboilers, warmtedistributie

Project

De duurzame warmte- en koudevoorziening bestaat uit een koelmachine/warmtepomp. Middels de warmtepomp wordt de warmte die vrijkomt voor het koelen van de koelinstallaties van de supermarkt benut voor ruimte- en tapwaterverwarming van het gehele complex. De gecombineerde installatie voor warmte- en koudeopwekking wordt centraal opgesteld.

Resultaten

Als gevolg van de gecombineerde opwekking wordt 45.000 nm3 aardgas per jaar bespaard vergeleken met individuele HR-combiketels en reguliere koelmachines (referentieverbruik 100.000 nm3 aardgas). Kortom een energiebesparing van 45%! De meerinvestering wordt in 5 jaar terugverdiend.

Specifieke kennisgebieden

Warmtepompen, koelinstallaties, warmtedistributie

Project

Doel van dit onderzoek is reductie van het watergebruik met 30%, zodat energie bespaard wordt, bespaard wordt op waterkosten en investeringen in milieumaatregelen worden voorkomen.

Resultaat

De gevonden maatregelen besparen ruim € 226.890,– per jaar op energie- en waterkosten bij een gemiddelde terugverdientijd van 2,2 jaar. Tevens wordt de basislast naar de afvalwaterzuivering met 29% gereduceerd, zodat investeringen van circa € 226.890,- worden voorkomen. De gevonden energiebesparing bedraagt circa 1 miljoen nm3 Ae. De meest aansprekende maatregelen:

• toepassing van frequentieregeling voor de ventilatoren van de AWZ bespaart € 14.975,- per jaar bij een terugverdientijd van 2 jaar (1,5 jaar met subsidie);
• nieuwe stoomejecteurs voor een destillatiefabriek besparen circa €11.344,- aan stoomkosten bij een terugverdientijd van 2,3 jaar (1,8 jaar met subsidie);
• het benutten van condensaat in de ontgasser bespaart circa € 58.991,- aan aardgas in het ketelhuis en € 45.378,- aan waterkosten. De terugverdientijd bedraagt circa 1,5 jaar (1,1 jaar met subsidie);
• door herbenutting van water en vervanging door koeltorenwater of oppervlaktewater, wordt circa € 113.445,- per jaar bespaard op grondwaterkosten (bij €0,18 per m3).

Er zijn nog tal van mogelijkheden gevonden die in aanmerking komen voor verder onderzoek, zoals anaërobe waterzuivering.

Specifieke kennisgebieden

Kkoelwatersystemen, energiebesparingsstudies, procestechnologie, vacuümsystemen, warmtepompen, frequentieregeling.

Project

Het project betrof het onderzoeken van de mogelijkheden van de volgende technieken voor het benutten van afvalwarmte: thermische damprecompressie, mechanische damprecompressie, elektrische warmtepomp, absorptiewarmtepomp, warmtetransformator, Rankine Cycle (stoomcyclus), Organic Rankine Cycle.

Resultaat

Het onderzoek heeft geleid tot een beslissingsdiagram waarin aan de hand van een aantal vragen, zoals temperatuur warmtevraag, het te overwinnen temperatuurverschil en het beschikbaar zijn van stoom voor aandrijving van bijvoorbeeld de absorptiewarmtepomp, gekozen wordt voor de toepassing van een van de genoemde technieken. Voor elk van deze technieken kan vervolgens aan de hand van grafieken en tabellen de energiebesparing, de investering en de terugverdientijd geschat worden.

Expertise

Proceskennis, good-housekeeping, warmtepompen, stoomcyclus, Organic Rankine Cycle, thermodynamica, kostprijscalculatie.

Project

De VU beschikt reeds over een complexe energievoorziening, waarbinnen de STEG een belangrijke rol vervuld. Binnen dit systeem is een gescheiden hoge-temperatuurcircuit en een lage-temperatuurcircuit aanwezig. In een voorgaande studie is reeds aangetoond, dat het financieel interessant kan zijn om lage-druk stoom uit de STEG aan te wenden voor de verwarming van het lage-temperatuurcircuit. In deze studie is onderzocht of een thermocompressor gebruikt kan worden voor het opwaarderen van deze lage-druk stoom. De opgewaarderde stoom zal ingezet worden in het HT-circuit. Netto is dan minder hoge-druk stoom nodig voor dit circuit. Deze HD-stoom kan dan over de stoomturbine geleid worden voor de produktie van elektriciteit.

Resultaat

Het toepassen van een thermocompressor leidt tot een verhoging van de elektriciteitsproduktie met 25 kW. Inpassing van de thermocompressor zal leiden tot een meerinvestering van € 11.344,- met een terugverdientijd van minder dan 3 jaar, exclusief subsidie.

Expertise

Procesregeling, optimalisatiemethoden, warmtepompen, procesintegratie

Project

In het centrum van Hengelo liggen verschillende industriële bedrijven en een ziekenhuis met een grote warmtebehoefte. In dit demonstratieprojekt worden de industriële lokaties gekoppeld via warmtedistributie, waardoor ook de kleinere warmtevragers kunnen profiteren van warmte/kracht

Resultaat

Alhoewel door de combinatie van een aantal warmteverbruikers een relatief grote eenheid ontstaat, is de Hengelo WKWE in vergelijking met andere STEG’s relatief klein. Door een groot aantal bekende en nieuwe technieken te kombineren is het elektrisch en thermisch rendement van de STEG verhoogd. Het elektrisch rendement van deze STEG-eenheid van 31 MWe kan 51% bedragen, de installatie levert dan tevens warmte met een rendement van 5%. Het thermisch rendement van dit concept is hoog vanwege de toepassing van een warmtepomp. De warmtepomp maakt gebruik van drie restwarmtebronnen op een temperatuur van circa 45° C. Door een optimale benutting van de warmtestromen binnen de installatie, door de toepassing van compressie warmtepompen die de restwarmtestromen van de rookgassen, de stoomturbine en de generatorkoeling benutten en door het bijstoken in de afgassenketel wordt een overall rendement bereikt van 98%.

Door drie verschillende technieken ontstaat een grote flexibiliteit:

• warmtepomp
• bijstoken
• bufferen

Expertise

warmtetechnische berekeningen, energiebesparingsstudies, warmtepompen, energiemetingen, warmte/kracht-centrale

Project

Bij Hartman staan warmtepompen opgesteld in twee afdelingen. Om inzicht te verkrijgen in de performance, temperaturen en de energieverbruiken zijn metingen aan de warmtepompen en het systeem uitgevoerd. HoST richtte zich op het oplossen van de operationele problemen en optimalisatie van de warmtepompen.

Resultaat

Door optimalisatie van het systeem kan een groot deel van de totale warmtevraag door de warmtepomp gedekt worden. De belangrijkste aanpassingen aan het systeem bestaan uit de volgende onderdelen:

• vervanging van een warmtepomp bij een afdeling door een open koeltoren;
• vergroting van het warmte-uitwisselend oppervlak, zoadat meer warmte afgestaan kan worden aan de gebouwen;

Door de warmtepompen op één afdeling te vervangen door een open koeltoren en de warmtelevering van de andere warmtepomp te optimaliseren, kan jaarlijks ongeveer 1745 MWh aan electriciteit bespaard worden. Doordat de warmtelevering geoptimaliseerd wordt, kan circa 218.000 nm³ gas bespaard worden.

De jaarlijkse besparing bedraagt € 112.990-. De bruto-investering bedraagt € 363.478- met een terugverdientijd van circa 3,2 jaar.

Expertise

warmtepompen, koeltorens, procesoptimalisatie, gebouwverwarming

Project

In het centrum van Hengelo liggen verschillende industriële bedrijven en een ziekenhuis met een grote warmtebehoefte. In dit demonstratieprojekt worden de industriële lokaties gekoppeld via warmtedistributie, waardoor ook de kleinere warmtevragers kunnen profiteren van warmte/kracht

Resultaat

Alhoewel door de combinatie van een aantal warmteverbruikers een relatief grote eenheid ontstaat, is de Hengelo WKWE in vergelijking met andere STEG’s relatief klein. Door een groot aantal bekende en nieuwe technieken te kombineren is het elektrisch en thermisch rendement van de STEG verhoogd. Het elektrisch rendement van deze STEG-eenheid van 31 MWe kan 51% bedragen, de installatie levert dan tevens warmte met een rendement van 5%. Het thermisch rendement van dit concept is hoog vanwege de toepassing van een warmtepomp. De warmtepomp maakt gebruik van drie restwarmtebronnen op een temperatuur van circa 45° C. Door een optimale benutting van de warmtestromen binnen de installatie, door de toepassing van compressie warmtepompen die de restwarmtestromen van de rookgassen, de stoomturbine en de generatorkoeling benutten en door het bijstoken in de afgassenketel wordt een overall rendement bereikt van 98%.

Door drie verschillende technieken ontstaat een grote flexibiliteit:

• warmtepomp
• bijstoken
• bufferen

Expertise

warmtetechnische berekeningen, energiebesparingsstudies, warmtepompen, energiemetingen, warmte/kracht-centrale