Van het gas af wordt makkelijker

In de energietransitie van bestaande woningen kunnen hun bevindingen een gigantische impact hebben. Zelfs buiten Nederland.

Als Rob ter Steeg even door een roze bril naar de wereld kijkt, ziet hij jaarlijks 125.000 woningen van het gas af gaan door de nieuwe warmtepompinstallatie die hij met zijn onderzoeksteam heeft bedacht. En dat alleen in Nederland, terwijl de oplossing ook in vergelijkbare landen als België en Engeland kan werken.

“Er worden in Nederland nog steeds een 500.000 gasgestookte cv-ketels per jaar verkocht”, zegt Rob, verbonden aan de HAN als onderzoeker naar verduurzaming van woninginstallaties. “In een mooi scenario zouden wij een kwart van die markt innemen en zo bijdragen aan de verduurzaming van bestaande huizen.”

Waar hebben we het hier precies over? In februari 2022 is een onderzoeksteam met HAN-studenten onder leiding van Rob gestart met een project om een energiebron voor een warmtepomp te ontwikkelen die betaalbaar en eenvoudig te realiseren is en zorgt voor goede prestaties van de warmtepomp. Daardoor kunnen woningen van het gas af en zou de inzet en het gebruik van warmtepompen in de bestaande bouw vergroot en verbeterd moeten worden. Nu is het nog vaak een (te) grote investering. 

De HAN-studenten hebben onderzocht of de zon een betere, goedkopere optie is als energiebron dan lucht of bodemwarmte (de 2 andere opties). Het systeem dat momenteel gangbaar is in een combinatie met de zon is een PVT-paneel: een hybride zonnepaneel dat zowel elektriciteit als warmte opwekt. De voorkant van het PVT-warmtepomppaneel bestaat uit zonnecellen die zonlicht omzetten in elektriciteit. De achterkant is een warmtewisselaar, die ervoor zorgt dat de lucht als bron kan dienen van de warmtepomp.

“Wij hebben de warmtewisselaar losgekoppeld en onder de zonnepanelen gemonteerd”, vertelt Rob. “Wat blijkt? Er ontstaat dan een stillere, goedkopere en efficiëntere warmtepompinstallatie. In vergelijking met een PVT-paneel is het effect van de zon minder maar het effect van de lucht groter. En omdat de zon niet schijnt als de warmtepomp het hardst moet werken — ’s ochtends en ’s avonds — is de warmtepomp toch vooral aangewezen op de lucht als bron.” 

Een op het oog kleine aanpassing, heeft dus de potentie om een groot verschil te maken in de energietransitie. Het systeem kan al werken met bestaande warmtepompen en biedt ook voordelen voor de installateur. “Het aanbrengen op het dak wordt eenvoudiger. Je moet iets vaker op en neer, maar hoeft niet langer met een zwaar PVT-paneel omhoog. Het geeft daarnaast een grotere garantie dat de installatie 20 à 30 jaar goed blijft functioneren.”

Het onderzoek naar het loskoppelen van de warmtewisselaar is één van de geslaagde deelprojecten van het grotere RAAK-MKB-project, waarin de rol van de zon in een warmtepompinstallatie wordt onderzocht. In een RAAK-MKB-project doen onderzoekers van hogescholen samen met mkb’ers praktijkgericht onderzoek. Gezamenlijk komen ze tot kennis en innovaties, die bijdragen aan de oplossing van maatschappelijke vraagstukken.  

“Voor bedrijven is het moeilijk om ruimte te creëren voor dit soort projecten”, zegt Rob. “Wij hebben de tijd en kunnen onze blik makkelijker op de toekomst richten in plaats van op de korte termijn.” 

Tijdens het onderzoek naar het loskoppelen van de warmtewisselaar heeft het team veel samengewerkt met het bedrijf EScom, dat duurzame warmte verkoopt en daarvoor op zoek is naar efficiënte technische oplossingen. “Zij hebben waardevolle input gegeven. Een hogeschool is natuurlijk gericht op beroepstaken, dus het is fijn om te leren wat de ervaringen zijn van mensen die iets met jouw producten moeten gaan doen. Daardoor kun je ze beter helpen.”

Het onderzoek, waar tot nu toe 16 studenten werktuigbouwkunde en industrieel productontwerp (2e- en 3e-jaars) aan mee hebben meegewerkt, vindt plaats op de ESBE (Energy for Sustainable Built Environment) op het IPKW. Daar werken meer groepen met HAN-studenten aan praktische projecten waarvan bedrijven medeopdrachtgever zijn.

“Door op het IPKW daar te zitten, wordt het makkelijker om samen te werken met bedrijven”, vertelt Rob. “Het idee is dat als studenten daar vroeg in de studie mee beginnen, ze een beter beeld krijgen van waar ze later terechtkomen. Bovendien motiveert het ook als ze zien dat iets in de praktijk wordt toegepast. Het maakt een project veel realistischer.” 

Het onderzoek op het IPKW naar het loskoppelen van de warmtewisselaar is dus geslaagd, maar daarmee is het doel nog niet bereikt. “Dat is pas het geval als het daadwerkelijk grootschalig wordt toegepast”, zegt Rob. “Daarom willen we graag een vervolgtraject starten. De studenten hebben tot nu toe gewerkt met een proefdak. Nu moeten we het nog op ware grote gaan testen.”