De thermo-akoestische warmtepomp van Blue Heart Energy: innovatie in duurzame verwarming en koeling

Published by Redactie on september 27, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

In de Nederlandse woningbouw en bouwsector is er een steeds groter verlang naar duurzame en energie-efficiënte oplossingen. Het Klimaatakkoord stelt strengere doelen voor CO2-reductie in de gebouwde omgeving, wat leidt tot een toekomst waarin woningen en gebouwen volledig aardgasvrij worden verwarmd en gekoeld. In dat kader speelt de warmtepomp een centrale rol. De huidige generatie warmtepompen, gebaseerd op compressietechnologie, heeft echter een aantal beperkingen, zoals een hoge milieubelasting door het gebruik van HFC-koudemiddelen, beperkte werkingsgebieden en geluidsoverlast.

Blue Heart Energy (BHE) ontwikkelt sinds 2016 een alternatief: de thermo-akoestische warmtepomp. Deze innovatieve technologie gebruikt geluidsgolven om warmte op te nemen en af te geven, zonder gebruik van koudemiddelen. Het doel van BHE is om deze technologie te brengen op de markt en beschikbaar te maken voor zowel nieuwbouw als renovatieprojecten. In dit artikel wordt de thermo-akoestische warmtepomp van Blue Heart Energy besproken vanuit technische, operationele en marktgerichte perspectieven, met een nadruk op haar toepassing in de woningbouw.

Technische principes van de thermo-akoestische warmtepomp

Het werkingsprincipe

De thermo-akoestische warmtepomp (TA-warmtepomp) maakt gebruik van geluidsgolven om warmte te transporteren. In tegenstelling tot traditionele compressiewarmtepompen, die koudemiddelen gebruiken zoals R-410A of R-32, werkt de TA-warmtepomp met helium als werkmedium. Het proces begint met het opwekken van een drukgolf in helium, die zich als een geluidsgolf gedraagt. Deze golf wordt gebruikt om warmte op te nemen bij een lage temperatuur en af te geven op een hogere temperatuur.

Het gehele proces vindt plaats binnen de zogenaamde TA-unit, het hart van de warmtepomp. Deze unit vervangt de compressor en het koudemiddelcircuit van een klassieke warmtepomp. De TA-unit is een compacte, modulaire oplossing die in bestaande of nieuwe warmtepompen kan worden geïntegreerd. Hierdoor kan de TA-warmtepomp worden ingezet in een breed spectrum van toepassingen, van nieuwbouw tot renovatie.

Voordelen van thermo-akoestiek

De thermo-akoestische warmtepomp biedt een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van de huidige generatie compressie-warmtepompen:

Geen koudemiddelen: De TA-warmtepomp gebruikt geen koudemiddelen zoals HFC’s, die een hoog potentieel hebben voor broeikasgasemissies.
Flexibele temperatuurwerking: De TA-warmtepomp werkt efficiënt op een breder temperatuurbereik, waardoor het geschikt is voor zowel verwarming als koeling, ongeacht de externe omgeving.
Modulatie: De warmteopname en -afgifte kunnen worden afgestemd op de behoefte, waardoor energieverbruik kan worden geoptimaliseerd.
Minder geluidsoverlast: Omdat de TA-unit geen compressor bevat, is er minder geluidsoverlast vergeleken met traditionele warmtepompen.
Duurzame toepassing: De technologie ondersteunt het doel van de energietransitie en helpt bij het behalen van de CO2-reductiedoelen van Nederland.

Deze voordelen maken de thermo-akoestische warmtepomp een veelbelovende technologie voor de toekomstige woningbouw en gebouwde omgeving.

Ontwikkeling en marktintroductie

Innovatie en onderzoek

Blue Heart Energy is een start-up die zich richt op de ontwikkeling van duurzame energietechnologieën. Het bedrijf is ontstaan uit een samenwerking tussen onder andere het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en Teamwork Technology. ECN is een wereldleider in de toepassing van thermo-akoestiek in industriële warmtepompen en heeft haar expertise overgedragen aan BHE via een licentie tot 100 kW vermogen.

Teamwork Technology speelt een belangrijke rol in de ontwikkeling van de TA-warmtepomp. Het bedrijf is gespecialiseerd in de opstart en ontwikkeling van duurzame energieprojecten en heeft al jaren ervaring in de bouw van innovatieve energieoplossingen. Teamwork ontwikkelde het concept van de TA-warmtepomp en helpt BHE bij de technische uitwerking.

TNO is een ander belangrijk partner in het project. De onderzoeksorganisatie werkt aan de doorontwikkeling van een emulator voor grondgebonden warmtepompsystemen, energie-efficiënte nieuwbouwhuizen en hoge-temperatuur TA-warmtepompen voor warm tapwater. Dit brengt de technologie nog verder naar het marktrijpe stadium.

Prototype en productie

De ontwikkeling van de TA-warmtepomp gaat momenteel via verschillende fasen. In de beginfase werd een prototype gebouwd, waarmee de technische haalbaarheid werd getest. De verwachting is dat het prototype vanaf 2023 commercieel beschikbaar komt. Vanaf medio 2023 kan de TA-unit worden geïntegreerd in warmtepompen die worden gemaakt door partners van BHE.

Het doel is om in 2023 een volledig getest en gecertificeerd productontwerp voor te stellen, inclusief productie- en assemblageontwerp. Dit betekent dat de TA-unit dan klaar is voor grootschalige productie. De TA-warmtepomp wordt dan beschikbaar voor integratie in zowel nieuwbouw als renovatieprojecten, waardoor het een brede toepassing kan krijgen.

Financiële en operationele haalbaarheid

Tijdens de haalbaarheidsstudie heeft BHE een uitgebreid marktonderzoek uitgevoerd. Dit omvat het in kaart brengen van de markt, het ontwikkelen van een business model, het uitvoeren van een SWOT-analyse en het verkennen van financieringsmogelijkheden. Hieruit is een businessplan ontstaan dat als basis kan dienen voor verdere financiering.

Het project heeft al ondersteuning gekregen van onder andere IDEA, een organisatie die innovatieve ideeën ondersteunt in hun weg naar de markt. IDEA biedt niet alleen financiële en operationele begeleiding, maar ook toegang tot een groot netwerk van investeerders, leveranciers en klanten.

Toepassing in de woningbouw

Bijna Energie Neutraal Gebouw (BENG)

De TA-warmtepomp is vooral gericht op de toepassing in de woningbouw, met een focus op nieuwbouwprojecten die aansluiten bij de eisen van het Bijna Energie Neutraal Gebouw (BENG). Deze standaarden zijn ontwikkeld om de energieprestaties van gebouwen fors te verbeteren en zo bij te dragen aan de CO2-reductiedoelen van Nederland.

De TA-warmtepomp kan worden gebruikt in combinatie met grond- of luchtbronwarmtepompsystemen, maar is ook geschikt als zelfstandig systeem voor het opwekken van warme lucht of warm tapwater. De technologie is modulair en kan dus worden afgestemd op de behoefte van het gebouw.

Flexibiliteit en aanpasbaarheid

Een van de grote voordelen van de TA-warmtepomp is dat het systeem flexibel is en goed aanpasbaar is aan verschillende situaties. Bijvoorbeeld, bij een variabele bron-temperatuur of bij wisselende behoeften aan warmte of koude, kan de TA-warmtepomp automatisch aanpassen. Dit maakt het systeem geschikt voor zowel woningen met een vaste bron (zoals een aardwarmtebron) als voor woningen waarbij de bron-temperatuur varieert.

Duurzame energieopwekking

De TA-warmtepomp ondersteunt ook het gebruik van duurzame elektriciteit. Aangezien de technologie geen koudemiddelen gebruikt en relatief weinig energie verbruikt, is het een ideale oplossing voor woningen die volledig op duurzame energie werken. Hierdoor kan de TA-warmtepomp bijdragen aan het realiseren van energieneutrale of positieve huizen.

Verkenning van toekomstige toepassingen

Hoge temperatuur (HT) en flexibele warmtepompen

Naast de toepassing in nieuwbouw en renovatieprojecten in de woningbouw, wordt er ook gekeken naar de toepassing van de TA-warmtepomp in hoge temperatuur (HT) en flexibele warmtepompen. Deze varianten zijn gericht op toepassingen waarbij een hogere afgiftetemperatuur nodig is, zoals voor het opwekken van warm tapwater.

De test- en ontwikkelfaciliteit van TNO wordt doorontwikkeld voor het onderzoek naar deze toepassingen. Door de TA-warmtepomp te combineren met andere systemen, zoals zonnewarmte of aardwarmte, kan het systeem worden afgestemd op de specifieke energiebehoeften van een gebouw.

Grootschalige toepassing

De verwachting is dat de TA-warmtepomp in de toekomst een brede markt kan bereiken, zowel binnen als buiten de woningbouw. Het is mogelijk dat de technologie ook in industriële toepassingen terechtkomt, bijvoorbeeld in de voedings- of chemie-industrie, waar hoge temperatuurwarmtepompen vaak worden gebruikt.

Verkenning van marktstrategieën

Route to market

Blue Heart Energy werkt aan een strategie om de TA-warmtepomp succesvol op de markt te brengen. In de haalbaarheidsstudie is onder andere een marktstrategie ontwikkeld, waarin de doelgroepen worden bepaald, de route naar de markt wordt uitgelicht, en stakeholders worden benaderd.

De route to market van BHE is gericht op samenwerking met bestaande fabrikanten van warmtepompen. De TA-unit wordt als ‘technology inside’ geleverd en wordt door deze fabrikanten geïntegreerd in hun eigen warmtepompen. Dit zorgt voor een snellere marktintroductie, aangezien bestaande merken de TA-warmtepomp al bekend maken bij consumenten.

Stakeholderbenadering

In het project ‘Het Blauwe Hart’ zijn meerdere stakeholders betrokken, waaronder onderzoeksorganisaties, fabrikanten, woningcorporaties en energieadviseurs. Door deze stakeholders te benaderen, kan BHE de TA-warmtepomp beter aanpassen aan de behoeften van de markt en de verwachtingen van de gebruikers.

Stakeholderbenadering is ook belangrijk voor het verkrijgen van financiële steun. Het project heeft al financiering gekregen via subsidies en innovatieprogramma’s, maar verdere financiering is nodig voor de grootschalige productie en marktintroductie.

Business model

Het business model van BHE is gericht op de levering van de TA-unit aan warmtepompfabrikanten. Deze fabrikanten integreren de unit in hun eigen warmtepompen en brengen deze op de markt. Hierdoor krijgt BHE geen directe klantrelatie, maar wordt de TA-warmtepomp toch op de markt gebracht via bestaande merken.

Het business model is uitgebreid beschreven in de haalbaarheidsstudie, waarin ook wordt aangegeven hoe de opbrengsten worden verdeeld, welke kosten er zijn, en hoe de winst wordt behaald. Hiermee is een basis gelegd voor verdere financiering en uitbreiding van de productie.

Conclusie

De thermo-akoestische warmtepomp van Blue Heart Energy biedt een innovatieve en duurzame oplossing voor de verwarming en koeling van woningen en gebouwen. De technologie maakt gebruik van geluidsgolven in helium om warmte op te nemen en af te geven, zonder gebruik van koudemiddelen. Dit biedt een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van de huidige generatie compressie-warmtepompen, zoals een breder temperatuurbereik, minder geluidsoverlast en een lagere milieubelasting.

De ontwikkeling van de TA-warmtepomp is momenteel in volle gang, met als doel de marktintroductie in 2023. Het prototype is al beschikbaar en wordt getest in samenwerking met partners als TNO en Teamwork Technology. De verwachting is dat de TA-unit vanaf medio 2023 in grootschalige productie kan worden gebracht en geïntegreerd in warmtepompen van bestaande fabrikanten.

De TA-warmtepomp is vooral gericht op de woningbouw, met een focus op nieuwbouwprojecten en renovatieprojecten die aansluiten bij de eisen van het Bijna Energie Neutraal Gebouw (BENG). De technologie is modulair en flexibel, waardoor het geschikt is voor diverse situaties en bronnen. Bovendien ondersteunt het systeem het gebruik van duurzame elektriciteit en kan het bijdragen aan het realiseren van energieneutrale of positieve huizen.

De toekomstige toepassingen van de TA-warmtepomp zijn ook breed. Naast de woningbouw wordt er gekeken naar hoge temperatuur en flexibele warmtepompen, die geschikt zijn voor toepassingen zoals warm tapwater. Ook industriële toepassingen zijn mogelijk, waardoor de TA-warmtepomp een brede markt kan bereiken.

Door een uitgebreid markt- en financieringsplan is de TA-warmtepomp op weg naar een commerciële en technische marktintroductie. De samenwerking met stakeholders, fabrikanten en onderzoeksorganisaties helpt bij het verder ontwikkelen en toepassen van de technologie. De verwachting is dat de TA-warmtepomp een belangrijke bijdrage zal leveren aan de energietransitie in de gebouwde omgeving.