Zon als Bron voor en naast de Warmtepomp
In Nederland wordt aardgas voor het verwarmen van woningen uitgefaseerd. Warmtepompen lijken een goede oplossing, maar hebben nadelen en beperkingen. In dit project is onderzocht op welke manier de zon wordt gebruikt om prestaties van warmtepompen, bij toepassing in de bestaande bouw, te verbeteren.
Aanleiding
Er is nog geen pasklare oplossing voor het vervangen van de gasketel. Warmtepompen en zonthermische systemen hebben eigenschappen die elkaar gedeeltelijk aanvullen. Er is behoefte aan meer duidelijkheid over hoe deze systemen optimaal gecombineerd kunnen worden.
Doel
Ontwikkelen van systemen die de zon gebruiken als efficiënte aanvulling op de warmtepomp. Er is gestreefd naar een systeem dat eenvoudig ingepast kan worden in bestaande woningen, dat kostentechnisch interessant is en dat leidt tot een laag (piek-)energiegebruik.
Aanpak
Voor aanvang van dit project zijn een tweetal oplossingsroutes geïnventariseerd:
-
De zon als aanvulling op de warmtepomp. Hierbij neemt de zon zoveel mogelijk de hoge temperaturen, nodig voor tapwater en verwarming, voor haar rekening en draagt bij aan verwarming bij voldoende zonaanbod. De warmtepomp draait als er onvoldoende zonnewarmte beschikbaar is. De zonnewarmte kan voor korte tijd worden opgeslagen.
-
De zon als bron voor de warmtepomp. Hierbij wordt door de zon warmte geleverd op lage temperatuur en wordt dat vervolgens door de warmtepomp naar een hogere temperatuur gebracht. Omdat de zon warmte levert op een lage temperatuur, kan dat met zeer eenvoudige zonnecollectoren. De warmtepomp draait ook als er veel zon is.
Bij gebruik van zon als warmtebron is opslag belangrijk, omdat zoninstraling en warmtebehoefte niet samenvallen. Opslagvolume onderbrengen in een bestaande woning is lastig en daarom is uitgebreid naar opslag gekeken voor beide oplossingsroutes. Er zijn berekeningen uitgevoerd om de beide systemen te dimensioneren en er is gekeken naar de mogelijke bijdrage van de zon. Daarnaast zijn verschillende componenten en onderwerpen onderzocht, zoals PVT systemen, vacuüm-isolatie, Phase Changing Material (PCM) en het gebruik van een modulair vat. Deze opties zijn onderzocht samen met de betrokken bedrijven. Binnen de hybride leeromgeving Energy Systems Built Environment (ESBE) van de HAN zijn er veel semester-studenten, stagiairs en afstudeerders ingezet. Deze studenten hebben in wisselwerking met onderzoekers en de betrokken bedrijven aan de problematiek gewerkt.
Resultaten
Er zijn berekeningen uitgevoerd om de componenten van beide bovenstaande oplossingsrichtingen te dimensioneren en er is gekeken naar de mogelijke bijdrage van de zon Daarnaast is samen met de betrokken bedrijven en studenten binnen ESBE gewerkt aan efficiëntere systemen. Er is aandacht besteed aan compacte warmte-opslag en lagere (installatie)kosten voor PVT. Dit heeft geresulteerd in ontwerpen voor: een modulair vat, dat in delen naar de zolder gebracht kan worden, eenvoudiger te installeren leidingsystemen, prefab oplossingen voor PVT-panelen en een goedkopere PVT-warmtewisselaar.
Meer weten over de onderzoeksvraag?
De oorspronkelijke onderzoeksvraag luidt: Hoe kan een betaalbaar en betrouwbaar systeem voor warmtevoorziening in de gebouwde omgeving ontwikkeld worden voor de keten zonnewarmte-warmteopslag -warmtepomp-afgifte? En welke stappen zijn daarvoor nodig?
Artikelen Zon als Bron voor en naast de Warmtepomp
Kiemt Early Morning Talk
Zon als bron voor de warmtepomp: de testfase
Kiemt Nieuws
Studenten aan de slag met project zon als bron voor de warmtepomp
NWO
Zon als Bron voor en naast de Warmtepomp in de Bestaande Bouw
HAN Nieuws
Nieuwe bron voor warmtepomp van het gas af wordt makkelijker
HAN Blog
Betere bron voor de warmtepomp!
Kiemt Early Morning Talk
Van het gas af wordt makkelijker!
Subsidieverstrekker en partners
Dit project is uitgevoerd in het kader van de RAAK-mkb regeling van Regieorgaan SIA. In deze regeling doet een consortium, bestaande uit hogescholen en andere kennisinstellingen én minimaal 6 MKB-ondernemingen, onderzoek naar praktisch toepasbare oplossingen voor een vraag uit het MKB.
Onze Partners
- Bovema, contact Sjaak Lentjes.
- De Beijer RTB, contact Henk de Beijer.
- Escom, contact Albert Dorland.
- Solar Energy Booster, contact Jan Putman.
Meer weten?
Rob ter Steeg
rob.tersteeg@han.nl