WARMTEPOMPEN
Install Magazine 1008 – september 2026
Een rotatiewarmtepomp voor industriële toepassingen
Een innoverend concept uit Oostenrijk
Om tal van thermische processen in de industrie te decarboniseren, kijkt men in de eerste plaats naar warmtepompen. De gangbare toestellen met compressorcyclus hebben echter hun beperkingen. Om te beginnen zijn er grenzen aan de bron- en afgiftetemperaturen in functie van het koudemiddel. Ten tweede is er de koudemiddelproblematiek zelf. De natuurlijke koudemiddelen waar nu op gerekend wordt, vertegenwoordigen een zeker veiligheidsrisico. Men kan uiteraard afdoende veiligheidsmaatregelen nemen, maar die kosten tijd en geld. Er worden dan ook alternatieven ontwikkeld die niet gebaseerd zijn op een compressorcyclus en die dus geen conventionele koudemiddelen nodig hebben. Een ervan is de rotatiewarmtepomp van het Oostenrijkse Ecop. Dit is een scaleup die ondersteund wordt door de Duitse pompenfabrikant KSB.
Compressie door centrifugale kracht
Alles draait rond de benutting van centrifugale kracht. De rotor bestaat uit een warmtewisselaar met het koudemiddel aan de ene kant en het warmtetransportmedium aan de andere. Die warmtewisselaar wordt aan hoge snelheid aan het draaien gebracht. Door de centrifugale kracht wordt de druk in het koelgas verhoogd naarmate het radiaal naar buiten wordt gestuwd, wat de temperatuur doet stijgen. Die temperatuur wordt dan overgedragen op het warmtetransportmedium. Het afgekoelde gas wordt dan weer richting van de centrale as geblazen door een ventilator. Daar daalt de druk, waardoor het gas weer warmte kan opnemen van de warmtebron.
Bij dit proces is er geen faseverandering, alles gebeurt in de gasfase. Omdat men geen rekening moet houden met verdampings- of condenstemperaturen, kan de rotatiewarmtepomp brontemperaturen van 0°C tot +130°C aan. Als koelgas wordt een mengsel van edelgassen gebruikt. Deze hebben geen milieu-impact en zijn niet brandbaar of giftig. Er hoeven dus geen speciale veiligheidsmaatregelen genomen te worden. Daardoor kan het toestel dicht bij de warmte- of koudeverbruikers worden opgesteld. Het toestel kan ook worden toegepast om tegelijk te verwarmen en te koelen, wat het rendement nog verhoogt.
Veelzijdig en efficiënt systeem
De rotatiewarmtepomp is bijzonder interessant voor de industrie: er zijn temperatuurlifts tot 100 K mogelijk en afgiftetemperaturen tot 200°C, terwijl het rendement interessant blijft. Met een temperatuurlift van 100 K haalt men nog een COP van 3. Door het debiet en de rotatiesnelheid te variëren, kan men zowel het vermogen als het temperatuurregime wijzigen. Zo kan men ook soepel inspelen op wisselende brontemperaturen. Eenmaal de compressor is opgestart, werkt hij heel zuinig. De warmtewisselaar draait in een vacuüm om het verlies door wrijving zoveel mogelijk te beperken. Dat beperkt meteen ook de geluidsproductie en warmteverliezen.
Klaar om ingezet te worden
Ondertussen heeft Ecop eerste toestellen klaar om in de praktijk ingezet te worden. Het gaat om het stadsverwarmingsnet van Meldorf in Noord-Duitsland. Dat maakt gebruik van een grootschalige seizoensopslag die gevoed wordt door restwarmte. Er komen twee Ecop warmtepompen van 700 kW. Ze hebben een dubbel doel: als de temperatuur van de buffer te laag is om direct in het warmtenet te gebruiken, verhogen ze de toevoertemperatuur tot het gewenste niveau. In de zomer worden ze ook ingezet om de buffer op te laden als er stroomoverschot is. Bij Ecop is men er van overtuigd dat dit het begin is van een veel breder verhaal.
Door: Alex Baumans
Foto’s: Ecop
