ID.nl logo
CO₂  maakt warmtepompen met een hoge temperatuur mogelijk
© niphon - stock.adobe.com
Energie

CO₂ maakt warmtepompen met een hoge temperatuur mogelijk

CO₂ heeft vandaag de dag een kwalijke reputatie. Toch kan dit gas in een beperkte hoeveelheid worden ingezet als koelmiddel van warmtepompen en op die manier bijdragen aan de reductie van ontzettend veel CO₂-uitstoot. Op die manier kun je de vijand min of meer met eigen middelen verslaan. Bovendien heeft een warmtepomp op CO₂ enkele opmerkelijke voordelen ten opzichte van andere koudemiddelen.

CO₂ kan als koudemiddel in warmtepompen worden gebruikt. Hierdoor kunnen die toestellen heel hoge temperaturen halen en worden ze in combinatie met een buffer bijzonder efficiënt. We bekijken in dit artikel twee merken die zo'n CO₂-warmtepomp leveren.

CO₂ is een gas dat door toedoen van de natuur aanwezig is in de atmosfeer. Door allerlei menselijke activiteit neemt CO₂ almaar toe, wat leidt tot een steeds warmere planeet die er op zijn beurt voor zorgt dat de hoeveelheid CO₂ blijft toenemen. Een vicieuze cirkel dus. Natuurlijk wil men de continue uitstoot van miljoenen tonnen CO₂ door bijvoorbeeld verbranding absoluut beperken, maar dat is niet vergelijkbaar met een eventuele lekkage van enkele kilo’s koelmiddel CO₂. 

CO₂ = kooldioxide = R744

Veel warmtepompen draaien op zeer krachtige broeikasgassen die als ze vrijkomen medeverantwoordelijk zijn voor de opwarming van de aarde. Gelukkig zijn lekken in het koelmiddelcircuit klein, maar toch mag je ze niet verwaarlozen. Daarom zoekt men naar koudemiddelen die geen negatieve invloed hebben op het milieu, en dan kom je al snel uit bij niet-synthetische vloeistoffen zoals ammoniak, koolwaterstoffen en kooldioxide.

Kooldioxide (CO₂, ook bekend onder de technische naam R744) is een van de weinige niet-giftige, niet-ontvlambare vloeistoffen. CO₂ tast de ozonlaag niet aan en als koudemiddel heeft het vrijwel geen invloed op het broeikaseffect. Omwille van de uitstekende thermofysische eigenschappen beschouwt men R744 als een interessant alternatief voor synthetische koudemiddelen. Je kunt namelijk met CO₂ met een lage brontemperatuur erg hoge uitvoertemperaturen behalen.  

CO₂ is een energieneutraal koudemiddel

In elke warmtepomp zit een gesloten circuit dat de energie door het apparaat transporteert. Door dat circuit – zeg maar de bloedsomloop van de warmtepomp – stroomt koudemiddel. Normaal gesproken gebruikten fabrikanten van warmtepompen daar synthetische koudemiddelen voor die ontzettend schadelijk zijn voor het milieu, mochten ze in de atmosfeer vrijkomen.

Die schadelijkheid voor het milieu wordt uitgedrukt in GWP (Global Warming Potential). Als een koudemiddel GWP 1 heeft, is het klimaatneutraal. De GWP-waarden van courante synthetische koudemiddelen variëren van GWP 4 tot GWP 3985. Er zijn ondertussen zelfs koudemiddelen verboden die piekten tot GWP 14.000. Daarom wil Europa de synthetische koudemiddelen vanaf 2035 zelfs helemaal verbieden.

In plaats van synthetische koudemiddelen schakelt men nu over op natuurlijke koudemiddelen. Zo’n natuurlijk koudemiddel is bijvoorbeeld propaan met een GWP van 3. CO₂ scoort als koudemiddel zelfs driemaal beter met een GWP van 1. Hierdoor gelden er geen restricties meer op het gebied van milieuvoorschriften. CO₂ als natuurlijk koudemiddel is immers niet schadelijk voor het milieu.  

Hoge uitvoertemperatuur

Het grootste voordeel van de nieuwe warmtepompen met CO₂ als koudemiddel is dat zij hoge temperaturen tot 85°C kunnen leveren zonder elektrische bijverwarming. Zelfs het koudemiddel propaan haalt dergelijke hoge temperaturen niet. De warmtepomp op CO₂ heeft vergelijkbare aanvoer- en retourtemperaturen als een cv-ketel. Dat betekent dat deze warmtepomp de cv-ketel één op één kan vervangen en dat hij dus kan worden aangesloten op een gewoon afgiftesysteem, zoals radiatoren, convectoren en vloerverwarming.

Woningen met radiatoren en zonder goede isolatie kunnen dus worden verwarmd met een warmtepomp op CO₂. Van CO₂-warmtepompen weten we bovendien dat ze heel snel leidingwater kunnen verwarmen. Mitsubishi Electric / Alklima levert bijvoorbeeld al enkele jaren CO₂-warmtepompen aan bedrijven die dagelijks grote hoeveelheden warm water nodig hebben, zoals sportaccommodaties en hotels. 

©Durocan.com

In het buffervat bij de CO₂-warmtepomp zit een warmtewisselaar die snel grote hoeveelheden warm water kan leveren.

Buffer en warmtebatterij

Een ander belangrijk voordeel is het samenspel met de buffer. Het vermogen van de warmtepomp wordt hierin opgeslagen. Het gaat om een zogeheten stratificatiebuffer, een groot, perfect geïsoleerd vat met cv-water waarin het water op verschillende temperaturen wordt opgeslagen. Heet water bovenin, koud water onderin. Deze buffer levert via een warmtewisselaar energie voor de radiatoren en voor warm water.

Er is nog een groot voordeel van het buffersysteem: het werkt tevens als een grote warmtebatterij. Matig geïsoleerde woningen koelen ’s avonds snel af, en dat kost dan weer vermogen. De buffer kan als warmwaterbatterij samen met de warmtepomp de woning op temperatuur brengen. Als de woning eenmaal op temperatuur is, kan de buffer opnieuw worden opgeladen. 

Nadelen van CO₂ als koudemiddel

CO₂ als koudemiddel heeft enkele interessante voordelen, maar er zijn ook een paar nadelen aan verbonden. Bij hoge buitentemperaturen kan de werkdruk oplopen tot 110 of zelfs 160 bar. Daar moeten fabrikanten rekening mee houden bij het ontwerp van de warmtepomp. Het interne systeem moet steviger zijn dan van een conventionele warmtepomp, en hierdoor kan het apparaat wel iets duurder uitvallen. 

Weten welke warmtepomp bij jou past?

Doe de check op Kieskeurig.nl en je weet het binnen 5 minuten!

Vattenfall en Feenstra

Bij warmtepomp van Vattenfall en Feenstra is het buitendeel van de CO₂-warmtepomp geproduceerd in Japan. Het binnendeel is een gelaagd buffervat dat in Duitsland is samengesteld, samen met alle pompen en regelelektronica. Deze warmtepomp wordt geleverd voor een prijs die vergelijkbaar is met die van een traditionele warmtepomp van een goed merk.

Opmerkelijk is dat de buitenunit kleiner is dan de meeste buitenunits: 69 cm hoog x 37 cm diep x 90 cm breed. Bovendien weegt hij slechts 40 kg. De buffer bevat 230 liter en vraagt een vloeroppervlak van 1,5 meter x 1 meter en is ongeveer 1,4 m hoog met een gewicht van ruim 300 kg. Het systeem kan niet worden gekoppeld aan luchtverwarming, maar wel aan een watergedragen afgiftesysteem, zoals radiatoren, convectoren of vloerverwarming. Zonder elektrische bijverwarming kan deze opstelling temperaturen bereiken tot 80°C en hoger.  

Durocan

Durocan komt met een 4,5kW-warmtepomp op CO₂. Directeur Rik van Bavel beklemtoont dat de CO₂-uitvoering vooral energiezuinig werkt als delta T (ΔT) hoog ligt. ΔT is het verschil tussen aan- en afvoer na het afgeven van de warmte. Elke andere warmtepomp is het meest efficiënt als ΔT niet hoger ligt dan slechts 5°C. Andere warmtepompen kunnen wel hogere temperaturen halen, maar dan trapsgewijs.

Een CO₂-warmtepomp werkt het best als de temperatuur van het retourwater onder de 30°C ligt. Dat betekent dat er slim moet worden omgegaan met het hydraulisch systeem. Durocan werkt daarom met een gelaagde buffer in roestvrij staal van 400 liter. De druk in het gesloten circuit waarin het koudemiddel circuleert, is 8 keer hoger dan bij een warmtepomp met een ander koudemiddel.

De buitenunit met een thermisch vermogen van 4,5 kW is zowel geschikt voor standalone all-electric oplossingen als voor hybride opstellingen. De prijs van een 4,5kW-unit zit op 4299 euro inclusief btw. Is er meer vermogen nodig, dan kan een tweede monoblock buitenunit in cascade worden opgesteld. Realistisch zijn een aanvoertemperatuur van 60°C of 65°C en een retourtemperatuur van 40° of 45°C. Wat dus voor de meeste radiatoropstellingen geldt. 

©Durocan.com

Is er meer vermogen nodig dan 4,5 kW dan kan een tweede monoblock in cascade worden geplaatst.

Geen subsidie Rik van Bavel wijst op een heikel punt waar kennelijk het laatste woord nog niet over is gezegd. Op 4 december 2023 kregen de leveranciers van CO₂-warmtepompen te horen dat vanaf 1 januari 2024 alleen de CO₂-warmtepompboiler – voor leidingwater dus – nog onder de Investeringssubsidie duurzame energie (ISDE) valt. De CO₂-warmtepomp voor ruimteverwarming komt niet langer voor op de subsidielijst. Dat heeft te maken met het feit dat standaard alleen de lage-temperatuursoplossingen met minimaal het A++-label nog op de ISDE-lijst voorkomen. De directeur van Durocan hoopt dat deze subsidieregels zich toch snel zullen afstemmen op de huidige technologische evolutie.

▼ Volgende artikel
It Takes Two- en Split Fiction-maker bezig met opnames voor nieuwe game
Huis

It Takes Two- en Split Fiction-maker bezig met opnames voor nieuwe game

Hazelight Studios, de ontwikkelaar van de succesvolle coöperatieve games It Takes Two en Split Fiction, heeft een nieuwe game in ontwikkeling en is op dit moment bezig met de opnames ervoor.

Enige tijd geleden gaf regisseur Josef Fares al aan dat er een nieuwe game in ontwikkeling was bij de studio, maar nu heeft hij op social media een foto geplaatst waarop Fares te zien is met drie acteurs in motion capturing-pakken. Daarmee wordt dus duidelijk gemaakt dat de opnames voor de game in ieder geval al in volle gang zijn.

Overigens is de identiteit van de acteurs niet bekend. Fares houdt zijn arm voor de gezichten van de acteurs. Mogelijk zijn het dus bekende acteurs en wil hij dat nog verhullen, al is dat speculatie. Over speculatie gesproken: het feit dat er drie acteurs te zien zijn, doet sommige fans vermoeden dat de nieuwe game van Hazelight mogelijk met drie spelers tegelijk te spelen valt in plaats van twee, maar ook dat is nog alles behalve bevestigd.

View post on X

Over de games van Hazelight Studios

Hazelight Studios is gespecialiseerd in het creëren van games die coöperatief doorlopen moeten worden. No Way Out, It Takes Two en Split Fiction vergen allen twee spelers. Daarbij draait het om samenwerken, wat hun games een populaire bezigheid maakt voor gamende koppels en vrienden.

It Takes Two bleek een grote hit voor de studio. In het spel spreekt een dochter van een ruziënd stel een vloek over het tweetal uit, waardoor ze minuscuul worden. Ze zullen moeten leren communiceren en samenwerken om zich uit deze hachelijke situatie te redden, terwijl ze als kleine poppen door een uitvergrote versie van hun huis en tuin reizen.

Na het succes van It Takes Two bracht Hazelight het conceptueel vergelijkbare Split Fiction uit. Die game draait om twee schrijvers, Mio en Zoe, die worden ingehuurd om verhalen te creëren voor een technologie die deze verhalen levensecht kan simuleren. De vrouwen worden door het bedrijf achter de technologie echter gevangen in een simulatie, en in de game wordt er constant tussen de twee verhalen van Mio en Zoe geschakeld. Dat levert zowel fantasievolle als futuristische settings op.

Zowel It Takes Two als Split Fiction komen met een Friend Pass. Dat houdt in dat maar één speler de game hoeft te kopen, en de tweede speler gratis online mee kan spelen. De games zijn ook via splitscreen samen op de bank speelbaar.

Watch on YouTube
▼ Volgende artikel
Apple is nu de volledige eigenaar van hitserie Severance
Huis

Apple is nu de volledige eigenaar van hitserie Severance

Apple heeft de volledige rechten op de Apple TV-serie Severance overgenomen, en gaat de serie voortaan binnenshuis produceren.

De eerste twee seizoenen van Severance staan al op Apple TV, maar de serie werd geproduceerd door Fifth Season. Apple Studios was alleen de distributeur. Daar is nu verandering gekomen: Apple heeft iets minder dan 70 miljoen dollar betaald voor de volledige rechten op de serie.

Dat betekent dat het bedrijf de productie van de serie voortaan ook zelf gaat doen, al zal Fifth Season wel als executive producer aangesteld blijven. Ook showrunner Dan Erickson en uitvoerden producent Ben Stiller (die we natuurlijk ook kunnen van vele comedyfilms) blijven hun rollen bekleden, dus aan de kwaliteit van de serie verandert als het goed is niets.

Watch on YouTube

Financiële stabiliteit

Volgens Deadline zou de overname mogelijk gedaan zijn om de productie van de show financieel stabiel te houden. In het tweede seizoen waren de productiekosten naar het schijnt zo'n 20 miljoen dollar per aflevering, en Apple kan door zijn formaat dit beter dragen.

Het plan is dat Severance in totaal vier seizoenen krijgt - al worden een vijfde seizoen en een spin-off ook niet uitgesloten. De opnames van het langverwachte derde seizoen moet aankomende zomer starten. De makers van de serie willen eerst de scripts zover mogelijk afkrijgen, zodat ze bij schrijfwerk van de laatste afleveringen van het seizoen nog relatief goedkoop terug kunnen gaan naar scripts van eerdere afleveringen om wijzigingen aan te brengen waar nodig.

Watch on YouTube

Over Severance

De Apple TV-serie Severance draait om Mark S., die een opmerkelijke kantoorbaan bij het bedrijf Lumon Industries heeft: zodra hij op kantoor komt, weet hij niets van zijn leven buiten kantoor. Wanneer hij klaar is en weer naar huis gaat, weet hij niets van zijn werk. Dat komt door een speciale procedure waardoor de herinneringen van de werkplek in het privéleven gescheiden worden.

Dit concept is de voedingsbodem voor een ingewikkelde en verrassende serie waarin Mark samen met zijn collega's langzaam maar zeker probeert te achterhalen hoe de vork precies in de steel steekt bij Lumon. Zoals gezegd zijn er inmiddels twee seizoenen uitgekomen, die beiden op streamingdienst Apple TV te zien zijn.