Warmtepomp en Absorptie Toekomst: Gasvrije Absorptie

Wat is het?

Een gasvrije absorptiewarmtepomp is een verwarmingssysteem dat warmte verplaatst zonder een traditionele compressor of aardgas. Het gebruikt een vloeibaar absorptiemiddel, zoals lithiumbromide of ammoniak, en een warmtebron om het proces aan te drijven. Je kunt het zien als een slimme koelkast die werkt op warmte in plaats van elektriciteit.

In tegenstelling tot conventionele warmtepompen die elektrische compressoren gebruiken, maakt dit type gebruik van een chemische cyclus.

Het kan warmte onttrekken aan de buitenlucht, de bodem of zelfs restwarmte uit een industrieel proces. Het systeem is bijzonder geschikt om te koppelen aan duurzame warmtebronnen zoals zonnecollectoren of een biomassaketel.

De term 'gasvrij' benadrukt dat er geen aardgas aan te pas komt voor de verbranding. De warmtebron kan volledig duurzaam zijn. Dit maakt het een interessante technologie voor de energietransitie, vooral in gebouwen of wijken die van het aardgas af moeten.

Hoe werkt het precies?

Het hart van het systeem bestaat uit twee circuits die nauw samenwerken.

In het eerste circuit verdampt een koudemiddel bij lage druk en onttrekt daarbij warmte aan een bron, zoals de buitenlucht. Deze damp wordt geabsorbeerd door een sterk geconcentreerde oplossing van het absorptiemiddel.

Deze verdunde oplossing wordt vervolgens naar een generator gepompt. Daar wordt de oplossing verhit door een externe warmtebron, bijvoorbeeld zonnewarmte of een elektrische boiler. Door deze verwarming verdampt het koudemiddel weer uit de oplossing en wordt het absorptiemiddel herconcentreerd. De damp van het koudemiddel wordt daarna in een condensor afgekoeld en vloeibaar gemaakt.

Dit geeft bruikbare warmte af voor je verwarmingssysteem. De cyclus herhaalt zich continu, waardoor er een stabiele warmteproductie ontstaat zonder dat er een compressor aan te pas komt.

De wetenschap erachter

De werking berust op twee fundamentele thermodynamische principes: verdamping en absorptie. Vloeistoffen verdampen bij een lagere temperatuur wanneer de druk lager is.

Het systeem creëert die lage druk in de verdamper, waardoor het koudemiddel al bij lage buitentemperaturen kan verdampen en warmte kan opnemen. Het tweede principe is dat bepaalde stoffen, zoals lithiumbromide, een sterke affiniteit hebben voor waterdamp. Deze absorptie is een exotherm proces, wat betekent dat er warmte vrijkomt. Deze warmte wordt nuttig gebruikt in het verwarmingssysteem.

De combinatie van deze twee principes maakt de warmtepompcyclus mogelijk. De efficiëntie van het systeem wordt uitgedrukt in de COP, of Coefficient of Performance, een sleutelindicator voor investeringen in duurzame verwarming.

Bij een absorptiewarmtepomp ligt deze waarde meestal tussen de 1,2 en 1,7.

Dat betekent dat je voor elke eenheid ingezette warmte 1,2 tot 1,7 eenheid bruikbare warmte krijgt. Het is lager dan bij elektrische warmtepompen, maar het voordeel zit in het kunnen gebruiken van goedkope of gratis restwarmte.

Voordelen en nadelen

Het grootste voordeel is de mogelijkheid om volledig gasvrij te verwarmen met lage-temperatuurwarmtebronnen. Je kunt zonne-energie, biomassa of industriële restwarmte direct inzetten. Het systeem is ook stil omdat er geen compressor is die lawaai maakt.

Een ander pluspunt is de lange levensduur en lage onderhoudsbehoefte. Er zijn minder bewegende delen die kunnen slijten.

Daarnaast kan het systeem in de zomer ook als koeling werken door de cyclus om te keren, wat het een multifunctionele oplossing maakt, zoals aquathermie op basis van oppervlaktewater. De nadelen zijn er ook.

De initiële investering is hoger dan bij een conventionele warmtepomp. Het rendement is lager, vooral bij lage buitentemperaturen. Het systeem heeft een geschikte warmtebron nodig; zonder die bron verliest het zijn voordelen. Tot slot is de technologie minder breed beschikbaar dan elektrische warmtepompen.

Voor wie relevant?

Deze technologie is bijzonder interessant voor utiliteitsgebouwen zoals ziekenhuizen, hotels of kantoren met een constante warmtevraag en toegang tot restwarmte. Denk aan locaties bij een datacenter of een fabriek die veel warmte afvoert.

Ook voor nieuwbouwwijken die collectief van het gas af gaan, biedt het mogelijkheden.

Een centrale absorptiewarmtepomp kan worden gevoed door een warmtenet met zonnewarmte of geothermie. Het kan dan als booster dienen om de temperatuur op te hogen naar het gewenste niveau. Voor particuliere woningeigenaren is het nu nog minder gangbaar.

Maar als je al een zonneboiler-systeem hebt of overweegt, kan een kleine absorptiewarmtepomp met vaste stof als koudemiddel een logische volgende stap zijn. Het is een technologie om in de gaten te houden, zeker als de prijzen dalen en de beschikbaarheid toeneemt.