Toekomstmuziek

WARMTEPOMP ONTWIKKELT ZICH IN EEN RAP TEMPO DOOR

Van redder in nood tot ‘dwangpomp’, de warmtepomp houdt de gemoederen bezig in Nederland. En niet zonder reden, de warmteopwekker wint aan populariteit en lijkt nauwelijks last te hebben van concurrenten, zoals PVT-systemen of waterstofketels. Tijdens de European Heat Pump Summit vertelden diverse experts hoe deze duurzame oplossing verder doorontwikkeld kan worden.

In de vorige editie van IZ stond al een korte terugblik op de European Heat Pump Summit, in dit nummer gaan we meer uitgebreid in op de stand van zaken. De warmtepomp gaat, als we de diverse deskundigen mogen geloven, een gouden toekomst tegemoet.

Marktontwikkelingen
Allereerst de marktcijfers. Volgens de EHPA of European Heat Pump Association groeide de markt voor warmtepompen in 2022 met maar liefst 39 %. Er werden 3 miljoen warmtepompen verkocht, waarmee het totale aantal warmtepompen in Europa nu uitkomt op 20 miljoen. Met name Frankrijk, Italië en uiteraard Duitsland zijn de groeimarkten. In 2023 is de groei afgevlakt, maar de EHPA blijft optimistisch en streeft naar 60 miljoen warmtepompen in Europese gebouwen in 2030.

Regelgeving
Dat is ook haalbaar, denkt de EHPA. De warmtepomp heeft zich volgens de belangenvereniging inmiddels wel bewezen, ook in hele koude omstandigheden. Daarnaast duwt de EHPD of Energy Performance of Buildings Directive van de EU ons ook steeds meer richting de warmtepomp. Deze richtlijn heeft als doel om de energie-efficiëntie van gebouwen te verbeteren, waardoor het energiegebruik daalt. In Nederland heeft de EHPD de ontwikkeling van de nieuwe BENG-regels gestimuleerd en daaruit voortvloeiend de NTA 8800, voor de lezer inmiddels welbekend.

Elektrificatie
Een andere factor die een duit in het zakje doet, is de toenemende elektrificatie van de samenleving. Met de groei van het aantal PV-panelen en de traag op gang komende belangstelling voor batterijen, zal de warmtepomp meer en meer als een natuurlijk aanvulling van het totale installatieconcept worden beschouwd, denkt de EHPA.

Verbeteringen
Nu alle seinen op groen staan, is het zaak om de warmtepomp, bijbehorende accessoires en infrastructuur door te ontwikkelen. De vraag is natuurlijk hoe? Met name over die vraag ging de European Heat Pump Summit 2023. Onderwerpen die in dat kader aan de orde kwamen, waren de ontwikkeling van nieuwe chemische koudemiddelen en groeiende populariteit van natuurlijke varianten, mechanische optimalisatie van warmtepompen, de omgang met geluidsproblemen en slimme technologie en sensoring.

Koudemiddelen
In de vorige editie zeiden we het al: chemische koudemiddelen lijken met een achterhoedegevecht bezig in Europa, nu vooral de overstap op hun natuurlijke evenknieën wordt gepropageerd en gestimuleerd door wetgeving. Toch werd er nog enthousiast gepleit voor R1234yf en R454c. Het koelmiddel R1234yf is een koelmiddel dat tot de HFO-groep behoort, met een laag GWP (4). Het vormt een alternatief voor R134a. R454C (Opteon XL20) is een laag ontvlambaar koudemiddel met een GWP van minder dan 150. Het wordt gebruikt als vervanger voor R404A en R22 in nieuw ontwikkelde verdringer- en directe expansiesystemen in het lage en middelhoge temperatuurbereik in commerciële en industriële toepassingen. R454C heeft eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van R404A en R22, wat betekent dat het zonder problemen, kosteneffectief en zonder noemenswaardige aanpassingen kan worden gebruikt in nieuwgebouwde systemen. Fabrikanten als Honeywell en Chemours spraken in uitermate lovende bewoordingen over dergelijke nieuwe HFO’s. Maar het leeuwendeel van de aandacht ging toch vooral naar R290 oftewel propaan. En niet zonder reden. Door de PFAS-wetgeving die eraan lijkt te komen, is er geen toekomst meer voor HFO’s. En, als Europa eenmaal op natuurlijke koudemiddelen is overgestapt, zo viel er te horen, volgt de rest van de wereld vroeg of laat ook wel. Volgens Sanhua, een grote OEM-fabrikant, zal propaan tot 50 kW het dominante koudemiddel worden en alles daarboven waarschijnlijk CO2 gaan gebruiken.

R290
Hoewel de ene na de andere fabrikant nu warmtepompen in de markt zet met propaan, blijft het opletten geblazen met dit koudemiddel. Swegon zoomde tijdens een presentatie in op vier aandachtspunten voor de installateur. Allereerst de vraag of alle componenten van het systeem wel goed samengaan met propaan. Ten tweede de ontvlambaarheid van het gas. Propaan valt onder categorie 1, dat betekent licht ontvlambaar. Komen we bij het derde punt, dat bijna automatisch voortvloeit uit punt twee: hoe en waar sla je het gas op en hoe verzorg je het transport? Tot slot de installatie zelf, met name het leidingwerk en eventuele openingen vergen de nodige aandacht.

Prijzen
Vijf jaar geleden bezwoer Arthur van Schayk, bestuursvoorzitter van Remeha, dat de prijzen van warmtepompen niet zouden gaan dalen. Er zaten te veel componenten in, die al min of meer uitontwikkeld waren. Bij Sanhua horen ze, als leverancier van componenten, hele andere verhalen van fabrikanten. De prijzen zouden op de lange termijn wel eens met 50 % uiteindelijk kunnen dalen. Niet alleen door schaalvergroting van de productie, maar ook door technische innovatie en andere businessmodellen, werd er aan IZ verteld. Idealiter maakt de branche dezelfde ontwikkeling door als de automotive-industrie. Daar wordt vaak gewerkt met vaste onderstellen, waarop verschillende fabrikanten dan als het ware hun eigen auto op bouwen. Een basisframe, wat de productie een stuk eenvoudiger maakt. Ook zal ‘Heat as a Service’ meer opgang gaan maken, waardoor het leasen van warmtepompen normaal wordt.

Geluid
Zowel Getzner Solutions als Sevenbel wezen tijdens hun presentaties naar de compressor als het meest lawaaierige deel van de warmtepomp. Daarnaast is ook de ventilator een geluidsbron. In feite kan je twee wegen bewandelen om een warmtepomp ‘stiller’ te maken. Door mechanische optimalisatie, dus de componenten zelf te verbeteren of door akoestische isolatiemaatregelen te nemen. In de eerste categorie vallen onder andere innovaties, zoals EBM Papst ze promoot, waarbij de airflow wordt verbeterd door het ventilatorblad bijvoorbeeld betere rondingen te geven. Tot de tweede categorie behoren onder andere oplossingen, zoals Isotop, een serie trillingsdempers van Getzner, die als onderstellen fungeren voor warmtepompen en een resonantiefrequentie hebben tot 3 Hz, waarmee ze trillingen significant kunnen minimaliseren.

Obstakels
Kan het geluidsniveau nog verder omlaag? Volgens Sevenbel lopen we op mechanisch niveau tegen een probleem aan. Er zijn inmiddels al zoveel componenten geoptimaliseerd, dat verdere verbeteringen gigantische inspanningen vergen en dus ook hoge kosten met zich meebrengen. Het is daarom belangrijk om al met de huidige techniek een optimaal installatieconcept te bedenken en een goede installatie te waarborgen. Zijn er problemen, dan kan bijvoorbeeld de akoestische camera helpen om de exacte bron te lokaliseren. Zo is de Sevenbel Sound Scanner P254 een waardevolle tool om exact te pinpointen waar laagfrequente geluiden vanaf 125 Hz vandaan komen.

Smart Living
Fabrikant Clivet signaleerde in haar presentatie dat Smart Living steeds meer ingeburgerd gaat raken. Dat is een breed begrip, waarbij we onder andere kunnen denken aan energieopslag, zowel in de vorm van elektriciteit als thermisch, het afstemmen van gebruikstijden op de aanwezigheid van energie en de bediening en monitoring van installaties via apps en dergelijke. Een veel voorkomend installatieconcept in dat kader omvat PV, warmtepompen, CO2- of gebalanceerde ventilatie, accu’s en slimme besturing waardoor Energy on Demand mogelijk wordt. IoT en AI kunnen hierin ook een rol vervullen. Op dit terrein vallen nog fikse stappen te zetten. Onder andere thermische opslag heeft nog niet de aandacht die het logischerwijze zou verdienen. Denk bijvoorbeeld in dit kader aan Ecovat (zie kadertekst).

Conclusie
De warmtepomp wordt steeds meer een integraal onderdeel van slimme installatieconcepten. Meet- en regeltechniek zullen dus in belang gaan toenemen de komende jaren. Daarnaast kunnen we nog de nodige technische innovaties verwachten die het systeem milieuvriendelijker maken, de geluidsproductie omlaag brengen en het rendement zullen opschroeven. Als we kijken naar stand-alone oplossingen, lijkt er nauwelijks sprake te zijn van concurrentie in Nederland. Zo krijgen PVT en waterstof weliswaar de nodige aandacht in vak- en reguliere media, maar vooralsnog lijkt vooral de warmtepomp te worden gezien als de meest interessante optie om te verduurzamen 

Gerecycled staal

Ook op materiaalgebied zijn nog stappen te zetten. Zo vergt de productie van staal vergt grote hoeveelheden grondstoffen en energie. Omdat veel installaties (groten)deels van staal zijn gemaakt, is er een aanzienlijk potentieel om de CO2-voetafdruk van de koolstof in de productie te verkleinen, door traditioneel staal te vervangen door staal met een lagere klimaatvoetafdruk. Vandaar dat Swegon afgelopen jaar een Gold RX ventilatie-unit presenteerde. Het XCarb RRP (recycled and renewably produced) Magnelis staal van de staalfabrikant ArcelorMittal wordt hoofdzakelijk gemaakt van gerecycleerd staal en gebruikt 100 % hernieuwbare energie in het fabricageproces. Volgens ArcelorMittal heeft XCarb RRP Magnelis een ongeveer 70 % lagere CO2-voetafdruk dan traditioneel vervaardigd staal. De Gold RX/HC versie van Swegon heeft een ingebouwde warmtepomp.