Zon als bron voor de warmtepomp: de testfase

Nadat de eerste groep studenten in collegejaar 2021-2022 een start heeft gemaakt met het met het ontwerpen van een warmtewisselaar die onder zonnepanelen geplaatst kan worden, heeft een tweede groep studenten na de zomervakantie het stokje overgenomen. Zij hebben eind januari hun resultaten gepresenteerd.

Dit studentenproject maakt onderdeel uit van het SIA-RAAK project “Zon als bron voor en naast de warmtepomp in de bestaande bouw” waarin de HAN samen met MKB bedrijven onderzoekt op welke manier zonnewarmte kan worden gebruikt om de prestaties van warmtepompen in de bestaande bouw te verbeteren. Door gebruik te maken van de ruimte onder zonnepanelen wordt met de nieuwe warmtewisselaar veel ruimte bespaard. Bovendien ontbreekt bij deze warmtewisselaar het ventilatorgeluid van een luchtwarmtepomp.

De eerste projectgroep heeft theoretisch onderzoek gedaan en is gekomen tot een digitaal model. De nieuwe groep tweedejaars studenten van de opleidingen Werktuigbouwkunde (WTB) en Industrieel Product Ontwerp (IPO) borduurt voort op het eerste project. Aan de studenten de taak om het digitale ontwerp te testen. Aan het project hebben zeven studenten meegewerkt, drie vanuit IPO en vier vanuit WTB.

Om te horen hoe dit project is verlopen gaan we in gesprek met Iris van Voorbergen, student Industrieel Product Ontwerp, Thomas Miggelenbrink, student Werktuigbouwkunde en Jan Verbeek, docentbegeleider van de Werktuigbouwkunde.

Het stokje overnemen

Het project is opgestart door een eerdere groep studenten. Voor deze groep studenten was het wel even schakelen om het project over te nemen. Normaal gesproken doen studenten zelf hun theoretisch onderzoek en bij dit project was dat al gedaan. Het was daardoor in het begin lastig om te achterhalen wat de vorige groep precies in gedachten had. Ook bleek niet alle informatie te kloppen. Dit heeft in het begin veel tijd gekost. Jan Verbeek vult daarop aan dat de rapportages ook zijn geschreven door studenten. Die hebben nog niet zoveel ervaring met rapporteren. De studenten zijn zich er ook van bewust dat een volgend projectteam wellicht ook moeite heeft met hun rapportages.

Doelstelling

Toen de studenten hun weg eenmaal gevonden hadden in de rapportages van de vorige projectgroep konden ze aan de slag. De doelstelling voor de werktuigbouw studenten was het maken van een testplan en het ontwerpen van de testopstelling. De doelstelling voor de IPO studenten was het ontwerpen van het frame waarop de warmtewisselaars geplaatst worden.

Testen

De testopstelling is gebouwd door Theo Eeuwes en Hans Janssen van IDeeuwes. De testen zijn uitgevoerd in het HAN H2lab op IPKW. Allereerst is het theoretisch model getest. Ondanks de variatie in testcondities was de uitkomst conform verwachting. Het rekenmodel klopt dus heel aardig. De studenten hadden wel pech dat de meetapparatuur kapot ging tijdens het project. En met maar één testopstelling gaf dat behoorlijk oponthoud. Naast het testen van het model is ook het frame ontwikkeld voor de plaatsing van de warmtewisselaar onder het zonnepaneel. Het frame is zo ontworpen dat de warmtewisselaar in de juiste positie geplaatst kan worden en dat verschillende wisselaars aan elkaar gekoppeld kunnen worden. En dat allemaal met zo min mogelijk handelingen.

Samenwerking met bedrijven

De ondernemingen EsCom en IDeeuwes zijn betrokken bij dit SIA-RAAK project. Waar zij tijdens het vorige project vooral aan de zijlijn meekeken, hadden zij dit keer een meer actieve rol in het project. IDeeuwes heeft de testopstelling gebouwd en hun praktische kennis was voor de studenten heel waardevol. Halverwege het project hebben de studenten voor EsCom een presentatie gegeven met hun bevindingen. Hier kregen zij fijne feedback op. “Ze waren heel positief en we kregen veel tips vanuit hun eigen testen”. Volgens Jan Verbeek ontstond er een leuke dialoog en was er echt sprake van kennisuitwisseling.

Resultaat

De resultaten zijn inmiddels gepresenteerd en het project is voor deze studenten afgerond. Alle doelen zijn bereikt. De optimale positie voor de warmtewisselaar is bepaald en het frameontwerp is gereed.

Reacties

Voor de studenten was de samenwerking met andere disciplines wel even wennen. Maar uiteindelijk zorgden het voor een goede aanvulling en hebben de studenten ook veel van elkaar geleerd.

Iris: “Ik heb bewust voor dit project gekomen maar ik had er wel een ander beeld bij. Het was een soort golfbeweging door het project maar tegen het einde wist ik weer waarom ik juist voor dit project heb gekozen. Mijn voorkeur ging uit naar dit project omdat ik iets met techniek wilde doen en door de samenwerking met WTB. Dat het project deel uit maakt van een grote geheel merk je tijdens het project zelf niet echt, behalve toen Albert Dorland van EsCom langs kwam. Toen begon het veel meer te leven en merk je dat er echt bedrijven achter zitten die hier wat aan hebben. Dat is wel heel gaaf.”

Thomas: “Ik heb niet voor dit project gekozen maar ben hier ingedeeld. Hierdoor, en in combinatie met de lastige start, vond ik het in het begin niet leuk. Het testen met de testopstelling vond ik heel erg leuk. Totdat deze kapot ging. En ook het laatste stuk was leuk. Ook voor mij was het dus ook een golfbeweging. Bij de eindpresentatie op de themadag van de HAN was er veel belangstelling voor het project. We kregen leuke reactie en ook kritische vragen. Toen was ik wel heel trots op ons eindresultaat.”

Jan: “Voor de begeleiders was het fijn dat we ook bij het vorige project betrokken waren. Hierdoor konden we de studenten beter adviseren. Niet te lang stilstaan bij dingen die niet nodig zijn.”

Ook Theo Eeuwes van IDeeuwes is enthousiast over de samenwerking in dit project. “Wij zijn gevraagd om te helpen met de realisatie van de testopstelling. Het was noodzakelijk om voortvarend te werken zodat er nog tijd beschikbaar was voor het testen. Het was leuk om met gemotiveerde studenten samen te werken. Soms moesten we ze er aan herinneren om informatie te delen. Hun frisse blik en ideeën zijn zeker van meerwaarde. De insteek om uit te zoeken wat voor posities er mogelijk en daarbij zinvol en/of effectief zijn voor een warmtewisselaar onder een PV paneel blijkt zinvol. De meetresultaten geven nieuwe inzichten maar de complexiteit van de praktijk omstandigheden van een opstelling jaarrond in weer en wind vragen een langdurige meetperiode. Meer werk aan de winkel dus. Wellicht blijven we betrokken bij dit project, als dat past binnen onze overige werkzaamheden en de ruimte die het RAAK project daarvoor biedt.”

Voortgang project

Deze studenten zijn klaar maar het SIA-RAAK project “Zon als bron voor de warmtepomp” gaat nog even door. Dit semester werkt er een stagiair aan. Iris en Thomas hebben nog wel wat tips voor de stagiair: “Meer testen en ook kijken naar de invloed van de wind op de testresultaten”. De stagiair gaat het project afronden en gaat werken aan een marktklaar product. Iris en Thomas zijn benieuwd naar het uiteindelijke resultaat.

Meer informatie

Een verslag van het eerste project vind je hier: SIA RAAK project: De zon als bron voor de warmtepomp – Kiemt

Meer informatie over het SIA-RAAK project kun je hier vinden: Kick-off: Zon als Bron voor en naast de Warmtepomp – Kiemt

Een interessant artikel van de HAN over dit project: Nieuwe bron voor warmtepomp van het gas af wordt makkelijker (han.nl)