Warmtepomp Freezecon

Op 30 januari 2020 was het dan eindelijk zover, de speciale warmtepomp Freezecon is officieel door professor Remko Boon bij de WUR (Universiteit in Wageningen) in gebruik genomen. Na ongeveer 2 jaar ontwikkeling, voorbereiding en opbouw van de warmtepomp kan met behulp van deze unit onderzoek worden gedaan om water uit bepaalde zout- en suikeroplossingen te onttrekken.

Door middel van vriestechniek wordt in een speciale wisselaar het water gescheiden door bevriezing aan de platen van de wisselaar. Afhankelijk van de samenstelling en concentraties wordt de vloeistof uit het systeem gepompt en wordt het bevroren water middels een warmtepomp ontdooit en afgetapt. Met deze methode is het mogelijk om ca. 50 tot 90 % energie te besparen ten opzichte van huidige separatie technieken.

De warmtepomp maakt onderdeel uit van het project Freezecon en heeft IBK in opdracht van TNO en in samenwerking met WUR (Wageningen Univerisity & Reseaurch) Cosun, Nouryon en ISPT gerealiseerd.

Het is voor IBK een bijzonder innovatieproject dat past in onze duurzaamheidsvisie en brengt ons dichter bij ons doel om in 2025 trendsetter te zijn in duurzame oplossingen binnen de koude- en warmtepomptechnieken.

Stoom warmtepomp (150 °C) 2015-2019

Het innovatieproject STEPS (Sustainable Steamproduction for Industry) is een doorontwikkeling van de stoom producerende warmtepomp van Smurfit Kappa.

Onder penvoerderschap van TNO is in een samenwerkingsverband door IBK een twee-traps stoom producerende warmtepomp ontwikkeld, gebouwd en getest. Met behulp van het natuurlijke koudemiddel pentaan kan vanuit een restwarmtestroom van 65 °C, 150 °C lage druk stoom worden geproduceerd.

De Uithof Den Haag

Hoe bereid je de machinekamer van je sneeuw- en ijspaleis voor op de toekomst? Hoe creëer je een duurzaam systeem dat sporters helpt om nóg sneller te gaan, maar waar medewerkers ook prettig kunnen werken? IBK en sportcentrum De Uithof bogen zich samen over deze uitdaging. Het resultaat is een volledig gemoderniseerde en zo goed als klimaatneutrale machinekamer.

De Uithof in Den Haag ontwikkelde zich de voorbije decennia jaar van gezellige schaatshal tot veelzijdig sportcentrum. Naast een ijshockeyhal en een schaatsbaan beschikt het sneeuw- en ijspaleis inmiddels ook over een een sneeuwbaan, een kartbaan, een klimwand, een lasergamearena, een airsoftarena en een sportschool. Jaarlijks weten bijna 1,4 miljoen bezoekers De Uithof te vinden.

Eugene de la Croix is directeur van De Uithof. “Nadat we in 1970 onze deuren openden voor het schaatsminnende publiek is er veel veranderd en verbouwd”, vertelt hij. “Met alle verbouwingen en aanpassingen kwam bij ons de vraag op hoe we onze machinekamer het beste konden optimaliseren. Bij voorkeur klimaatneutraal.”

De Uithof bundelde zijn krachten met de experts van IBK. Gezamenlijk beschikken deze twee partijen over een geweldige hoeveelheid kennis op het gebied van sneeuw, ijs en koude. Uiteindelijk mondde de gezamenlijke zoektocht uit in een complete technische reorganisatie. Daarbij bleef ‘klimaatneutraal’ voortdurend het uitgangspunt.

“Dat uit zich bijvoorbeeld in het feit dat we een warmtepomp geplaatst hebben”, vertelt directeur De la Croix. “We maken gebruik van de warmte die vrijkomt bij het koelproces.” Ook koos De Uithof voor luchtgekoelde condensors. “Voorheen waren onze condensors watergekoeld. Dankzij dit systeem hebben we geen water meer nodig. Dat betekent dat we niet meer te maken hebben met overbodige lozingen op het riool.” De elektriciteit is afkomstig van 6.500 zonnepanelen. Samen zorgen deze panelen voor een vermogen van 2 megawatt.

Het resultaat van deze investeringen mag er zijn. Door het toepassen van allerlei slimme technieken is de machinekamer beduidend beter te besturen. Dat leidt tot energiereductie en een veel beter werkklimaat. Ook de bezoekers merken het verschil. “De consistentie van het ijs en de sneeuw is beter. Dat beïnvloedt de snelheid van de sporter. En omdat we overal LED-verlichting hebben toegepast, is ons energieverbruik gedaald en is het minder warm op de piste. Ook dat heeft een positieve uitwerking op het ijs en de sneeuw.”

Elfstedenhal Leeuwarden

In 2015 heeft IBK een grote warmtepomp geïnstalleerd bij de Elfstedenhal in Leeuwarden. Het is een combinatie van een vries systeem en warmtepomp systeem waarbij de warmte direct gebruikt wordt voor het CV water ten behoeve van de vloerverwarming en de luchtbehandelingskast. Capaciteit is 1.000 kW.

Daarnaast is het systeem ontwikkeld om warm tapwater maken. Het is voldoende warmte om de ijsbaan van het gas af te halen, de ijsbaan heeft geen gas nodig om in bedrijf te zijn.

Doelstelling om zo laag mogelijke energiekosten te realiseren is prima gelukt. IBK verzorgt het onderhoud van de ijsbaan.

Stoom warmtepomp Smurfit Kappa

De stoom producerende warmtepomp van IBK is gerealiseerd in de papierindustrie. Bij veel industriële processen komt warmte vrij die een te lage temperatuur heeft om nuttig ingezet te worden, zogenaamde restwarmte. Door een innovatieve toepassing van een warmtepompsysteem wordt er verzadigde stoom van 115°C opgewekt uit een restwarmtestroom van 64 °C die vrijkomt bij het drogen van papier. De restwarmte is nu op een economisch rendabele wijze weer in het industriële proces te gebruiken. Het gaat om een elektrisch aangedreven warmtepompunit, met een vermogen van 209 kW en COP van 4,27 werkend met een natuurlijk koudemiddel. De unit is opgeleverd als dakcentrale. Het project betreft een samenwerkingsverband van vijf partijen die elk een eigen specifieke kennis hebben toegevoegd: ECN, Smurfit Kappa, ISPT, Bronswerk en IBK Het definitieve concept is door IBK gebouwd en inbedrijf gesteld.

Rechtbank Zwolle

Het nieuwe kantoor van de rechtbank Zwolle (Overijssel) is op 3 juni 2013 officieel in gebruik genomen. Het gebouw is voorzien van een modern energiebesparend klimaatsysteem dat gebruikt maakt van  warmte-koude opslag in combinatie met een warmtepomp.

De warmte-koude opslag (WKO) is een systeem voor duurzaam energiegebruik: warmteoverschot dat in de zomer ontstaat, wordt gebruikt om het gebouw ’s winters te verwarmen. Om het gebouw in de zomer te koelen, wordt weer gebruik gemaakt van het koude-overschot van de winter. De overschotten worden ondergronds opgeslagen.

Om het opgepompte water op de gewenste temperatuur te brengen wordt gebruik gemaakt van een warmtepomp. Er is gekozen voor een industriële warmtepomp met ammoniak als koudemiddel voor hoog rendement. De warmtepomp is geplaatst in de parkeergarage van het gebouw. Wolter & Dros heeft het klimaatsysteem aangelegd en IBK heeft als onderaannemer de NH3 warmtepomp geleverd en geïnstalleerd.

Warmtepomp

Als compressor voor deze warmtepomp is een Grasso 610 ingezet. De ammoniak afscheider en warmtewisselaars zijn zodanig gekozen dat er een minimale ammoniakinhoud nodig is. De unit is geplaatst in een machinekamer, ingericht volgens de PGS13. Door de zeer lage ammoniak inhoud zijn veiligheidsrisico’s geminimaliseerd.

WP Z-1-550-POW/R717 S

HMI van de warmtepomp                                   Opstelling in de parkeergarage

De WKO installatie in combinatie met een NH3 warmtepomp geeft een HOGE COP (Coefficient of Performance)  van 6,5 bij deze toepassing, een GWP (Global warming potential) van 0 en een ODP (Ozon Depletion Potential) van 0 dus een zeer GROENE KEUZE.

IJsbaan Twente

Bij een ijsbaan is niet alleen ijs maar ook warmte nodig. Deze warmte is bestemd voor de luchtbehandeling van kantoren en de ijshal en voor het dweilwater.  De warmtepomp die geïnstalleerd is bij de IJsbaan Twente voorziet in de verwarming van de luchtbehandelingskast. Deze is parallel geschakeld aan de CV-ketels. We hebben ammoniak gas van de basiskoeling opgewerkt naar bruikbare gastemperaturen voor de luchtbehandelingskast. De uitdaging is om het kosten-effectief te maken oftewel: investering en opbrengst zijn in verhouding. De warmtepomp is in gebruik gegaan in 2008. In 2009 is de installatie uitgebreid met een tweede warmtepomp. Hierdoor ontstond een verdubbeling van de capaciteit. Dit was nodig om de exploitatiekosten te verminderen. Warmtepomp werd binnen 5 jaar terugverdiend (inclusief financieringskosten) door een besparing van 80.000 kub gas per jaar.

Energiezuinige schaatsbaan door warmteterugwinning en CO2 koudedrager

Op 1 oktober 2008 werd de overdekte ijshal met 400 meter-baan en ijshockeyveld geopend. IBK was in opdracht van Systabo (en dochterbedrijf van bouwconcern Volker Wessels) verantwoordelijk voor het ontwerp en realisatie van een duurzame vriesinstallatie. Besloten werd om relatief veel koelvermogen te installeren. Dat grote vermogen is overigens alleen nodig bij het aanmaken van de ijsvloer in het najaar. Dan draaien de koelmachines op vollast. Zodra de 3 cm dikke ijsvloer er mooi bij ligt en de eerste schaatsers hun rondjes rijden is minder dan de helft van het opgestelde vermogen nodig. Door gebruik te maken van een toeren geregelde compressormotor wordt de benodigde koelcapaciteit exact geregeld.

Als koudemiddel viel de keuze op NH³ voor het primaire circuit in combinatie met CO2 als koudedrager in het secundaire circuit. Het ammoniak is derhalve alleen in de machinekamer en in de direct daarboven gesitueerde verdampingscondensor aanwezig. Via het secundaire circuit word CO2 door de baanpijpen gecirculeerd. Door gebruik te maken van het natuurlijke kooldioxide realiseert men een mooie constante temperatuur in de ijsvloer en er is veel minder pompenergie nodig vergeleken met een traditioneel glycolsysteem. Bovendien kunnen de leidingdiameters kleiner zijn.

Restwarmte benutting

De condensorwarmte wordt normaliter via een condensor naar de buitenlucht afgevoerd. In deze installatie wordt een gedeelte van de condensorwarmte gebruikt om dweilwater op te warmen waarmee de dweilmachine dagelijks meerdere keren de ijsvloer besproeit en er weer een mooie gladde schaatsbaan ontstaat. Ook wordt er warmte uit de oliekoelers en een warmtepomp benut voor opwarming van de hal waarmee de temperatuur op een aangename waarde van zo’n 8°C à 10°C gehouden kan worden. Om bevriezing van het grondwater te voorkomen is een vloerverwarmingssysteem onder de baanpijpen aangelegd. Ook deze warmte wordt uit de koelinstallatie terug gewonnen.

De installatie werd door de ijsmeester op afstand via internet en telefoon gecontroleerd, versteld en bediend.

ESA Kalverslachterij

ESA Kalverslachterij, tegenwoordig onderdeel van de Van Drie Groep, produceert een breed assortiment van kalfsvleesproducten. Over de hele wereld vinden deze kalfsvleesproducten hun weg naar de groothandel. Een kalverslachterij gebruikt veel warm water voor het reinigen van productruimtes, apparatuur etc.

Warmtepomp

Eind 2006 werd het tijd de inmiddels 25 jaar oude gasketels bij ESA Kalverslachterij te vervangen. Dit bood de mogelijkheid om de efficiency van het verwarmingssysteem onder de loep te nemen en te verbeteren. Het resultaat was uiteindelijk de toepassing van een ammoniak warmtepomp en nieuwe ketels die de gewenste capaciteit (450 à 500 kW) voor warm water leveren.

Installatie

IBK verzorgde eerder al de ammoniak installatie voor de productkoeling. De warmte die deze installatie afstoot naar de buitenlucht, wordt hergebruikt door de warmtepomp. Water wordt hierdoor opgewarmd naar 62,5°C waarmee fors op het energieverbruik werd bespaard. Het hart van de warmtepomp is een 45 bar zuigercompressor, geplaatst in het hogedrukgedeelte van de bestaande NH³ installatie. De condensatietemperatuur van de warmtepomp is 65 °C, daarbij (stads)water opwarmend in twee trappen van 22° tot 62,5°C. Het water wordt opgeslagen in een 100 m³ geïsoleerde tank. De COP (Coefficient Of Performance) voor verwarmen bedraagt ca. 6,7. De toegepaste compressor is een 6 cilinder toerengeregelde zuigercompressor.

Resultaat

De warmtepomp is sinds 2006 in bedrijf, draait 16 uur per dag, circa 4000 uur per jaar en nagenoeg op 100% vermogen. Bij het vergelijken van het gasverbruik over de periodes voor en na de warmtepomp blijkt dat het gasverbruik met de helft is gereduceerd.

De energiebesparing met de warmtepomp is ca. 65% in vergelijking met het verwarmen met CV-ketels. Het extra energieverbruik van de warmtepomp is meegenomen in de berekening. Tevens is de CO2 emissie met de helft gereduceerd! Verder is door deze toepassing de condensatietemperatuur van de NH³ koelinstallatie met 4K afgenomen en is de belasting op de verdampingscondensor gereduceerd. De terugverdientijd, inclusief financiering bedroeg 3 jaar.

Stopera Amsterdam

Levering en installatie van 2 aardgasmotoraangedreven warmtepompen

Zwembad Hoorn

Begin jaren tachtig is één van de eerste gasmotor aangedreven warmtepompen geïnstalleerd t.b.v. het zwembad in Hoorn. Er werd warmte onttrokken uit het IJsselmeer water. Deze warmte werd gebruikt voor het opwarmen van het zwembadwater. Daarbij werd ook de  motor warmte en uitlaatgas warmte gebruikt.