Een water/ijszak als bron voor de warmtepomp en gevoed met zonnewarmte is een alternatief voor een dure verticale bodemwisselaar. Solargroothandel Solar Solutions Worldwide wil dit jaar met de waterzak die in de kruipruimte van een woning past, op de markt verschijnen. Oók in bestaande bouw.
De proef is geslaagd met de Solar Freezer, oftewel een met watergevulde kunststof zak die in de kruipruimte van een woning van een Achterhoekse installateur is geplaatst. De forse zak (6 bij 4 en een 0,5 meter hoog) wordt opgewarmd door 6 zonnecollectoren en met een warmtepomp wordt de laagtemperatuurwarmte er weer uitgehaald. De warmtepomp mag het water zelfs zover afkoelen totdat er ijs ontstaat. Tot precies -1 °C, zegt Floris Wolters van Solar Solutions Worldwide (SSWW), van oudsher een groothandel in pv-panelen en speciale toepassingen. De warmtezak Solar Freezer is samen ontwikkeld met de TU Twente. Een belangrijk verschil ten opzichte van andere zonnebuffervaten die zijn gekoppeld aan een warmtepomp is dat de Solar Freezer gebruik maakt van de fase-overgang van water. Bij de overgang van water naar ijs komt veel energie vrij, cq is veel energie nodig. “Net zoveel om water 80 graden in temperatuur te verhogen.”
Hoe werkt het?
De ijszak bestaat eigenlijk uit twee onderdelen. Een binnen- en buitenzak. De binnenzak is gevuld met glycol dat via twee aansluitpunten eruit gepompt kan worden. Een warmtepomp laat het glycolmengsel tot net iets onder het vriespunt dalen, waarbij het water in de buitenzak langzaam afkoelt, tot ook net onder het vriespunt. Er ontstaat net geen harde ijsklomp, maar zogenaamd schaafijs. Hoeveel glycol nu precies in de binnenste envelop zit, wil Wolters niet zeggen. “Ik kan niet helemaal in detail treden wat er precies gebeurt, dat is onderdeel van het octrooi. We hebben ook een regelunit laten ontwikkelen die op zeven verschillende manieren circuitkleppen kan openzetten waardoor het systeem in optima forma presteert.”
Zonnecollectoren
De Solar Freezer wordt daarnaast gekoppeld aan zonnecollectoren die de rubberen waterzak weer in temperatuur verhoogt. De effectiviteit van zonnecollectoren neemt daardoor toe, zegt directeur Jochem van Haaren van warmtepompleverancier NRGteq, nauw betrokken bij de technische kant van de Solar Freezer. “De solarcollectoren die we normaal op het dak hebben, zijn gedurende een half tot 2/3 deel van het jaar een goede oplossing om tapwater te maken en om je vloerverwarming te ondersteunen. Maar zodra de temperatuur van de panelen onder de 15 graden komt, en het drinkwater is 10 graden, dan heb je er niks meer aan.” De zonnepanelen die worden gekoppeld aan de Solar Freezer zijn al snel nuttig als de buffertemperatuur 0°C bedraagt. “Op het moment dat de aanvoertemperatuur uit de panelen hoger dan 3 tot 5°C is, dan heb ik daar al weer wat aan en kan ik het ijs ontdooien.” Volgens Van Haaren is de huidige generatie zonnecollectoren ook op zonloze dagen in staat om op een effectieve manier warmte te oogsten. “Bij de deze panelen vindt een vrij sterke uitwisseling plaats met de buitenlucht als het 5 graden buiten is. 0ok als er geen directe zoninstraling is, zal de aanvoer uit de panelen ook 5 graden moeten kunnen zijn. En met de zon erbij heb je nog extra energie.” NRGteq ziet de Solar Freezer als alternatief voor een gesloten bodemwisselaar waarbij de Solar Freezer uiteindelijk voor de eindgebruiker wel een economisch voordeel moet opleveren.
COP warmtepomp
De warmtepomp zal bij een brontemperatuur van 0°C niet de optimale COP laten zien, beseft Van Haaren. “Ik had liever een hogere aanvoertemperatuur gehad, maar strikt genomen zijn de gesloten lussen zoals in de woningbouw standaard wordt toegepast, ook gedimensioneerd op een aanvoertemperatuur van nul.” Bovendien is de ijsbuffer in periodes met al tamelijk krachtige zoninstraling, zoals in februari en maart, al snel weer in temperatuur oplopen. De warmtepompen van NRGteq kunnen –in tegenstelling tot veel aan/uit-warmtepompen- prima overweg met wisselende brontemperatuur, die zelfs op mag lopen tot boven de 25°C zodat met een hoge COP warmtapwater wordt bereid. “Wij maken modulerende warmtepompen en dat betekent dat wij met verschillende temperaturen om kunnen gaan . Dat past precies bij de kenmerken van de Solar Freezer.”
Hieronder een item van RTV Oost
(tekst: Richard Mooi, vakblad Installatie en Sanitair)
