Om de energiedoelstellingen van de eind vorig jaar gehouden COP26 klimaatconferentie in Glasgow te volgen worden steeds innovatievere oplossingen bedacht en toegepast. Eén van de energiebesparingen voor het verduurzamen van de industrie is het beter benutten van restwarmte. Door restwarmte nuttig toe te passen kunnen gebouwen in de omgeving door middel van een warmtenetwerk van warmte worden voorzien.
In industriële processen zoals bij aardappelfabrieken, brouwerijen en farmaceutische bedrijven zijn vaak hoge temperaturen nodig, waardoor veel restwarmte wordt geproduceerd. Ondanks dat deze restwarmte al vaak wordt hergebruikt in de eigen processen, blijft er nog steeds veel restwarmte over die men graag op andere momenten zou willen gebruiken. Hiervoor moet deze warmte kunnen worden opgeslagen. Echter, een warmteopslagsysteem neemt vaak veel ruimte in beslag. Door deze restwarmte op een ruimtebesparende en kosten efficiënte manier op te slaan kan er nog meer CO2 gereduceerd worden.
Warmteopslag
Vanwege de brandveiligheid hebben veel industrieën een sprinklersysteem met een sprinklertank van behoorlijke omvang. Het opslaan van restwarmte in sprinklertanks levert een kosten efficiënte en ruimtebesparend warmteopslagsysteem op, water is namelijk een zeer efficiënte en bruikbare warmtebuffer. Warmte uit de industrie of van PVT-panelen wordt door middel van warmtewisselaars onttrokken en aan de sprinklertank afgegeven. De temperatuur, tot maximaal 30 graden Celsius, dient gecontroleerd te worden zodat het water nog steeds als bluswater kan fungeren en er geen legionellabacteriën ontstaan. Belangrijk is dat de warmte ingezet kan worden wanneer deze warmte nodig is, het voldoende isoleren van de sprinkler tank is dan ook een vereiste.
Restwarmte opslaan en gebruiken m.b.v. de sprinkler heat storage tank
De restwarmte is te gebruiken als bronwarmte voor een warmtepomp waarmee het mogelijk is om door middel van een warmtenet efficiënt warmte te leveren aan de gebouwde omgeving. Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in de Coëfficiënt Of Performance ofwel de COP. Door de afgeven warmte aan de omgeving te delen het elektrisch verbruik van de warmtepomp wordt de COP bepaald. Het gunstigste resultaat wordt behaald bij een hoge brontemperatuur en lage afgiftetemperatuur.
Opbouw van een warmtenet. Bron: Nationaal Warmtenet Trendrapport
Buffercapaciteit
Een sprinklertank van 1000 m3 die met een DT van 20 K wordt opgeladen heeft een buffercapaciteit van circa 200 uur voor het leveren van 120 kW bronwarmte. Een warmtepomp die gevoed wordt met een warmtebrontemperatuur van tussen de 25 en 30 graden Celsius haalt gemakkelijk een COP van 4 en levert hierdoor 150 kW (= 120/4 +120) warmte voor gebouwverwarming. Op jaarbasis kunnen hiermee ruim 100 woningen van warmte.
Laden en ontladen van de sprinkler storage tank gebaseerd op de jaarbelastingduurkromme van de afgelopen 10 jaar. Bron: Volthera
