SIA RAAK project: De zon als bron voor de warmtepomp

Afgelopen studiejaar zijn 8 tweedejaars studenten van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN) aan de slag gegaan met warmtewisselaars. De studenten waren afkomstig van twee opleidingen: Werktuigbouwkunde (WTB) en Industrieel Product Ontwerpen (IPO). Gedurende 16 weken hebben zij 2 dagen aan het project besteed.

Warmtewisselaars onder zonnepanelen

Luchtwarmtepompen maken vaak gebruik van een ingebouwde warmtewisselaar met ventilator om warmte aan de omgeving te onttrekken. De warmtewisselaar neemt veel ruimte in, maakt veel lawaai en moet bij temperaturen juist boven 0˚ C vaak ontdooid worden. De vraag aan de studenten was of de standaard luchtwarmtewisselaar vervangen kan worden door een warmtewisselaar zonder ventilator, die onder zonnepanelen geplaatst kan worden. De studenten dienen zoveel mogelijk gebruik te maken van de standaard constructie van de zonnepanelen. De gewenste warmtewisselaar is onzichtbaar, maakt geen lawaai en vriest minder snel in.

Modelleren en analyseren

De studenten zijn aan de slag gegaan met theoretisch onderzoek: modelleren en analyseren. Op basis van hun onderzoek blijkt dat het zeker mogelijk is. Zij hebben hiervoor een ontwerp gemaakt. Met dit ontwerp is de warmtewisselaar stil en is er veel minder ruimte nodig. Deze ruimtebesparing is in het kleine Nederland natuurlijk belangrijk maar vooral het geluid is van belang met veel mensen op een klein oppervlakte

Aan het project is (zijdelings) een bedrijf gekoppeld, als deelproject van het RAAK-project: EScom. Zij zijn zeer geïnteresseerd in de uitkomst van dit project. Albert Dorland van EScom vertelt: “Er is nog steeds weinig bekend over de werking van zonnewarmte als bron voor een warmtepomp. Zo is er vanuit de industrie zelf niet eens een warmtepomp die specifiek geschikt is voor zonnewarmte. Het is dus zeer van belang dat door een onafhankelijk instituut als de HAN de werking van zonnewarmte onderzocht wordt.”

Powerlab

De studenten hebben vooral gewerkt in het Powerlab op Industriepark Kleefse Waard (IPKW). Ze hebben een digitaal model gemaakt op basis van rekenmodellen.

Dit ontwerp is tot stand gekomen op basis van aannames en op papier werkt het. Het is nu aan een volgend projectteam om dit komend studiejaar verder op te pakken. “Het digitale ontwerp ligt er, nu moet er een model gemaakt worden en kan het in de praktijk getest worden”, aldus de studenten.

Reacties op het project

Cees van Middendorp, student WTB vertelt: “In het begin vond ik het lastig. Het is een beetje een suf apparaat. Maar nu begint de duurzame kant wel steeds belangrijker te worden en zeker door de oorlog in Oekraïne is het heel actueel geworden. Dat zorgde voor mij echt voor intrinsieke motivatie voor dit project.”

Lars Heijink, student IPO, had het idee dat het project voor een groot deel WTB zou zijn. Maar ook vanuit IPO kan heel goed gekeken naar dit soort installaties. “Als het snel geïnstalleerd kan worden, wordt het goedkoper. Door het goedkoper te maken kunnen meer mensen er gebruik van maken.”

Elze Sennema, begeleider vanuit de HAN: “Duurzaamheid wordt steeds belangrijker, ook voor IPO wordt dat steeds belangrijker. Niet alleen op het gebied van energie maar ook wat betreft materialen. We moeten toe naar een circulaire economie en dat begint zeker ook tijdens de studie. De noodzaak is groot, ook voor bedrijven. Dat merken we ook aan bedrijven die ons vragen voor projecten, stages en afstudeeropdrachten. Bedrijven weten ons te vinden en dat is fijn.”

Ook EScom is tevreden over de uitkomsten vertelt Albert Dorland. “Je merkt dat er wel een aantal voortrekkers uit de markt zijn en deelnemers geneigd zijn om de kaarten voor de borst te houden. Dat is eigenlijk nergens voor nodig, want de markt is groot genoeg. Dus ja, ik ben tevreden over ons resultaat, maar denk dat er bij meer betrokkenheid er nog meer resultaten geboekt hadden kunnen worden. De resultaten gaan mee in onze marketing en R&D. De resultaten zijn van belang voor onze klanten en een aantal zaken zorgen voor verdere doorontwikkeling van ons paneel.” EScom blijft ook bij volgende projecten van de HAN over dit onderwerp betrokken.