Veldtest

Het is bijna zover. De eerste warmtepompen van Cooll worden in 2023 geïnstalleerd. Het gaat om 30 veldtesten in uiteenlopende gebouwen. Daarbij wordt voortgeborduurd op de kennis die is opgedaan tijdens een recent testtraject. Wat waren de bevindingen en waarom is deze warmtepomp zo interessant voor de markt?

Cooll is het geesteskind van onder andere Stefan van Uffelen Al jaren wordt er geroepen ‘dat we van het gas af moeten’. Van Uffelen had al snel door dat dit irrealistisch is. “In feite draaien alle elektrische warmtepompen op de stroom die gemaakt wordt in traditionele energiecentrales. Op die manier verschuift in feite alleen maar het gebruik van fossiele brandstoffen. Wij willen echt impact maken en kunnen dat ook met onze adsorptiewarmtepomp, die functioneert op basis van gas.”

Werking
Hoe werkt deze warmtepomp precies? De adsorptiecompressor bestaat uit twee drukvaten gevuld met hoogwaardige actieve kool die cyclisch worden verwarmd en afgekoeld; een complete cyclus duurt ongeveer 10 minuten. Tijdens verwarming van zo’n drukvat (tot ongeveer 180 °C) wordt het koudemiddel onder hoge druk uit het adsorptiemateriaal geperst en via een passief ventiel naar de hogedrukzijde van de warmtepomp geleid. Het koudemiddel condenseert in de condensor en geeft daar zijn warmte af aan het verwarmingscircuit van de woning (op bijvoorbeeld 60 °C), waarna de druk van het koudemiddel wordt verlaagd via het expansieventiel. Het koudemiddel verdampt weer in de verdamper bij een lage temperatuur (bijvoorbeeld 0 °C van de buitenlucht) en neemt zo energie op uit de koude omgeving.

Volgende stap
Daarna stroomt het koudemiddel via een passief ventiel naar het andere drukvat dat op de begintemperatuur staat (60 °C in dit voorbeeld), waarbij het koudemiddel weer aan het adsorptiemateriaal adsorbeert. Na ongeveer 5 minuten draait de functie van de twee drukvaten om en zo ontstaat een continu proces. Ten opzichte van een standaard verbrandingsketel zit de winst in de extra warmte die via de verdamper en de condensor beschikbaar komt. Voor de productie van warm tapwater switcht de driewegklep, analoog aan een Hr-ketel, en wordt de cyclus versneld. “Daardoor gaat het vermogen omhoog en het rendement omlaag”, vertelt Van Uffelen. “Het beste resultaat behaal je met een compact buffervat erbij.”

Bestaande woningen
De adsorptiewarmtepomp is uitermate geschikt voor bestaande woningen, vertelt Van Uffelen. “Je kan de bestaande afgiftesystemen en thermostaat blijven gebruiken.” Bovendien hoeft de woning niet eerst extra te worden geïsoleerd om er zeker van te zijn dat het comfortniveau behouden blijft. “Met deze adsorptiewarmtepomp behalen we een 30 % hoger rendement dan met een hr-ketel. Dat kunnen we nog naar 50 % tillen door ook gebruik te gaan maken van de binnenlucht of radiatoren te vervangen door een LT-vloerverwarmingssysteem.” En daar zit ‘m ook de impact die Cooll wil hebben met zijn warmtepomp. Een hoger rendement impliceert immers minder gasgebruik.

Ruimtebeslag
De adsorptiewarmtepomp bestaat uit één unit van ongeveer 50 kg die 40 x 50 cm meet. Dat is vergelijkbaar met een Hr-ketel. “We willen een compactere versie ontwikkelen die 47 cm diep is, dan kan het systeem ook de kast in.” De doorvoer door het dak valt iets groter uit dan bij een Hr-ketel het geval is met 2 pijpen die elk een diameter hebben van 25 centimeter. Het geluidsniveau is vergelijkbaar met een Hr-ketel, zegt Van Uffelen. “Er zijn geen bewegende delen.” Ook het inregelen verloop op een vergelijkbare manier als bij een Hr-ketel. “Er is dus geen extra kennis nodig.”

Certificering
De Cooll warmtepomp werkt op basis van ammoniak. De installateur heeft geen F-gassen certificering nodig voor de installatie, omdat het systeem beschikt over een gesloten circuit. De keuze voor ammoniak lag overigens “voor de hand”, volgens Van Uffelen. “We wilden uit duurzaamheidsoverwegingen een natuurlijk koudemiddel hebben en ammoniak werkt het beste in het temperatuurgebied van de warmtepomp.”

Testtraject
Rond Kerst vorig jaar ging een veldtest van start die eind mei werd afgerond. In Kampen werd een relatief slecht geïsoleerde corporatiewoning van 140 m2 uitgerust met een Cooll warmtepomp. “Eigenlijk moesten we alleen de dakdoorvoer verruimen vanwege de grotere aan- en afvoer, voor de rest waren er geen aanpassingen nodig.” Voor deze test werd geen buffervat gebruikt, de productie van warm tapwater verliep rechtstreeks via de brander van de oude cv-ketel. “In de toekomst gaat de warmtepomp gecombineerd met een buffervat hiervoor zorgen.”

Verbeteringen
De warmtepomp is nog niet uitontwikkeld. Uit de test bleek dat het ophangsysteem iets flexibeler moet worden, vanwege de plaatsing en de dakdoorvoer. Ook dient er bij de installatie rekening worden gehouden met de toegankelijkheid van de verdamper. Daarnaast waren er een aantal storingen; de printplaat en de software gaan nog een keer onder de loep. Voor de twee bewoners was het even wennen. Na een weekendje weg hadden ze de neiging om de thermostaat hoog te zetten, zodat de ruimte snel warm zou worden. Dat werkt echter niet met een warmtepomp.

Toekomst
Het vervolgtraject is duidelijk. “Aan de controls kant valt nog het een en ander te optimaliseren, zodat de cycli bijvoorbeeld minder vaak onderbroken worden. Daarnaast willen we met updates komen, zodat de warmtepomp nog beter afgestemd kan worden op het bewonersgedrag en de lokale situatie. Ook op hardwaregebied vallen nog slagen te maken. We willen een modulaire warmtepomp, zodat je bestaande componenten kan vervangen als er nieuwe, betere varianten komen, denk bijvoorbeeld aan een warmtewisselaar.”

Extra WTW
Van Uffelen ziet nog meer mogelijkheden. Bijvoorbeeld op het gebied van systeemintegratie. Zo kan de Cooll worden geïntegreerd met zonnecollectoren. “Gebruik die als bron voor de productie van warm tapwater in de zomermaanden en laat ze de warmtepomp ondersteunen in de koude maanden.” Daarnaast zou de warmtepomp lucht vanuit de woning kunnen aanzuigen en daar energie aan onttrekken. “Zodat je als het ware een extra WTW hebt.”

Installateur
De komende jaren wil Cooll gaan opschalen, zodat er rond 2026 grote aantallen warmtepompen op de markt kunnen komen. De installateur moet dan in ongeveer evenveel tijd als hij nodig heeft voor een hr-ketel de warmtepomp kunnen installeren. De overstap wordt relatief makkelijk. Toch verandert er wel iets voor de vakman. “Waar hij vroeger een verwarmingsoplossing installeerde, zal hij zich nu moeten focussen op het optimaliseren van het rendement. Het luistert nou eenmaal allemaal veel nauwer bij een warmtepomp.” 