(Spoiler alert : JA).
Na het blogje over de Blauwe Doos kreeg ik onwijs veel vragen over “Alles Duurzaam”. Mensen met nieuwbouwplannen tot en met VVE’s die #vangaslos willen klommen in de pen. Een vraag kwam een paar keer langs. “Die Solar Freezer die op de VSK te zien was, is dat wat?”
Natuurkunde
“Energie” blijft een lastig concept, zelfs als je er je dagelijks mee bezig bent. Maar als je wat natuurkundig inzicht hebt dan kan je wel zin van onzin scheiden. Bij de Blauwe Doos toonde het meetrapport aan dat er voor elke Joule geleverde warmte een Joule energie uit het elektriciteitsnet moest komen. Niks wonderoplossing voor de de gastransitie. Bij de Solarfreezer is iets aan de hand wat wel echt op tovenarij lijkt.
Soortelijke warmte en faseverandering
Elke stof heeft een aantal kenmerken zoals hoe hard het is, hoe goed het elektra geleid maar ook wat obscuurdere eigenschappen als soortelijke warmte en stollingsenthalpie. De goedkoopste en meest voorkomende vloeistof die we kennen is wat dat betreft een buitenbeentje, en wat voor een! Een snelle zoektocht op Internet leert ons het volgende:
Useful information for water:
specific heat of ice = 2.09 J/g·°C
specific heat of water = 4.18 J/g·°C
specific heat of steam = 2.09 J/g·°C
heat of fusion of water = 334 J/g
heat of vaporization of water = 2257 J/g
Om een liter water 1 graad op te warmen moet je 4.2 kJoule energie toevoegen. Daarom is “douchewater” ook zo’n groot ding bij de energietransitie want 10 minuten douchen met 10 liter water per minuut dat is opgewarmd van 10 naar 40 graden kost 4.2 kJ x 100 liter x 30 graden opwarmen = 12600 kJ of wel 12,6 MJ ofwel 3,5 kWh. (Daar binnenkort een heel blog over trouwens want ik heb enkele oplossingen om het te tackelen). Met een doorstroomverwarmer kost het dus precies 3,5 kWh om te douchen.
De warmtepomp
Een warmtepomp is letterlijk wat de naam zegt wat hij doet: hij verpompt warmte van A naar B, van koud naar warm. Hoe minder “omhoog” hij moet pompen, hoe hoger de werkingsfactor (COP). Daarom zijn we zo blij met lagetemperatuur vloerverwarming. Het water wat de pomp in stroomt (het afgekoelde water van de vloerverwarming) is 20 graden, het water wat er uit komt is 25 graden. Piepklein stapje, hoge COP, zuinig stoken.
Maar waar zit het addertje dan?
Nou, om het water dat zetje te geven zal er ergens anders in het systeem energie geleend moeten worden, want de natuurkunde laat je niet zomaar energie uit het niets creëeren. Ergens anders zal dus exact de hoeveelheid energie geoogst moeten worden die we aan de warme kant nodig hebben. Bij een lucht water warmtepomp wordt dat leentjebuur gespeeld bij de buitenlucht. Lucht wordt aangezogen met een buitentemperatuur van bijvoorbeeld 7 graden, en met een soort spons wordt de warmte er uit gezogen en weggeblazen op 3 graden. Met die 4 graden temperatuurverschil wordt aan de warme kant de temperatuur opgepompt. Omdat er in lucht maar heel weinig energie zit moet de buitenunit honderden kuubs per uur “verwerken”. Vandaar de ventilatoren en het lawaai.
Met een water-water warmtepomp wordt de externe energie uit het grondwater gehaald. Omdat water, we zagen het al, veel energie bevat kan het pompgedeelte veel compacter. Maar je hebt wel een behoorlijke pijp nodig naar diep grondwater. Zo’n bron moet een paar kuub water per uur verwerken, dus aan de bron worden forse eisen gesteld, daarom is dat ook duur.
Tom Poes, verzin een list!
Ik neem je nog even mee naar de tabel hierboven:
Useful information for water:
specific heat of ice = 2.09 J/g·°C
specific heat of water = 4.18 J/g·°C
specific heat of steam = 2.09 J/g·°C
heat of fusion of water = 334 J/g
heat of vaporization of water = 2257 J/g
We zien dat de energie die je aan water moet onttrekken om het in ijs te veranderen (temperatuur verandert van +0 naar -0) 80x zo hoog is als om het water 1 graad te verwarmen. Wow! Dat betekent dat je ONWIJS veel energie kunt onttrekken aan een beetje water als je dat precies bij 0 graden doet!
Een paar slimme studenten uit Twente zagen dat ook in, pakten een flexibele zak (ijs zet uit!) en stopten daar een warmtespons in en hingen er een warmtepomp aan. En weet je wat? De natuurkunde liet ze niet in de steek! Het werkt!
De Solarfreezer
Het bedrijf R&R Systems uit Gemert heeft een compleet systeem gebouwd rond dit principe, en met kwaliteitsspullen, regelelectronica en goed rekenwerk leveren ze deze waterwaterwarmtepomp met megadiepvrieszak van een paar kuub die je in de kruipruimte of een kelder kunt leggen. Geen bron nodig!
Echt slim
Maar we zijn er nog niet! Want veel mensen willen bij hun duurzame verwarming ook zelf energie opwekken op hun dak. Wat R&R nu doet is dezelfde warmtespons die in de diepvriesvak zit achter zonnepanelen plaatsen. Daarmee oogsten ze belachelijke hoeveelheden lauw water (ze maken bij lange na niet het hete water wat heatpipes kunnen leveren maar dat is helemaal niet erg, het gaat om de Joules, niet de temperatuur van het water). Met dat lauwe water kan je of direct de warmtepomp heel efficiënt laten werken, of als je over hebt, gebruik je dat lauwe water om het ijs weer te smelten, want dat vreet net zoveel energie als het laten bevriezen. En dat gaat perfect met lauw water. Al vanaf half februari levert de zon zat energie om ijs te laten smelten, vraag de ijsclubs maar.
Dus ja, het werkt, de natuurkunde klopt en er is een bedrijf waar ik enorm veel vertrouwen in heb die het compleet geïnstalleerd oplevert (ze staan geen prutswerk toe). Niks flitsend blauw, gewoon degelijke natuurkunde, goeie spullen en mensen met hart voor de zaak.
Overigens is de SolarFreezer een component in een totaalplan (verkrijgbaar bij mij) voor #vangaslos, het is NIET de silver bullet maar een heel goed stuk gereedschap.
(Foto van TV-oost)
PS. R&R noemt zich zich Energieverdieners.nl en hun website mag ook wel eens anno 2018, echte techneuten, nul marketing, maar ik mag ze echt onwijs graag dus daarom dit blog omdat ik graag wil dat meer mensen naar deze toffe techniek gaan kijken.
Geef een reactie