Absorptie warmtepompen: een onderwaardeerde technologie voor duurzame koeling en warmteopwekking

Published by Redactie on september 28, 2025 | Category warmtepomp

In de huidige transitie naar duurzame energieoplossingen krijgen technologieën als absorptie warmtepompen en koelmachines steeds meer aandacht. Deze systemen bieden een energie-efficiënte manier om koelte te genereren met behulp van warmtebronnen zoals stoom, warm water of restwarmte. Toch blijven deze technieken vaak in de schaduw van meer bekende systemen zoals airconditioning of conventionele koelinstallaties. In dit artikel bespreken we de principes, toepassingen en voordelen van absorptie warmtepompen, gebaseerd op feiten uit recente en betrouwbare bronnen.

Inleiding

Absorptie warmtepompen zijn een specifieke vorm van thermische koeltechnologie die gebruik maakt van een chemisch proces in plaats van elektriciteit om warmte te verplaatsen. Ze worden voornamelijk aangedreven door warme mediums zoals stoom of warm water en kunnen zowel koel- als verwarmingsfuncties uitvoeren. Deze technologie is van belang in de context van de energietransitie, omdat ze restwarmte kan hergebruiken en daarmee bijdraagt aan een efficiënter energiegebruik.

Deze systemen zijn vooral geschikt voor installaties waar warmtebronnen beschikbaar zijn, zoals in industriële omgevingen, datacenters of bij geothermische warmtenetten. In huishoudelijke en kleinere commerciële toepassingen zijn ze minder bekend, maar ze brengen wel veelbelovende opties met zich mee voor duurzame koeling en verwarming.

Het principe van absorptie warmtepompen

1. Werking van een LiBr-absorptie warmtepomp

Een veelvoorkomende vorm van absorptie warmtepompen gebruikt lithiumbromide (LiBr) als oplossing en water als koudemiddel. Het werkingsprincipe is thermodynamisch en draait rond het principe van verdamping en condensatie. Bij het proces verdampt water in een verdamper, waarbij warmte wordt onttrokken aan de ruimte of het medium dat gekoeld moet worden. De waterdamp wordt vervolgens geabsorbeerd door een LiBr-oplossing. Deze oplossing wordt vervolgens verhit, waardoor het water vrijkomt en weer condenseert in de condensor. De LiBr-oplossing keert terug naar de absorber, waar het proces zich opnieuw herhaalt.

Deze cyclus maakt het mogelijk om koelte te genereren zonder directe elektrische input, zolang er een warmtebron beschikbaar is.

2. Toepassing van restwarmte

Een van de belangrijkste voordelen van absorptie warmtepompen is hun vermogen om restwarmte te gebruiken. In industriële omgevingen ontstaat vaak warmte die niet gebruikt wordt, bijvoorbeeld bij productieprocessen of als afvalproduct van machines. Deze restwarmte kan door een LiBr-absorptie warmtepomp worden gebruikt om koelte te genereren of warm water te maken.

Volgens de gegevens uit de bron is een LiBr-absorptie warmtepomp in staat om heet water te leveren tot 137ºC bij een bronwater temperatuur van 90ºC. Dit maakt ze geschikt voor toepassingen waar zowel koel- als warmtebehoefte is.

3. Verschillende aandrijvingen

Absorptie warmtepompen kunnen aangedreven worden door meerdere warmtebronnen, waaronder:

Stoom
Warm water
Direct gestookte bronnen zoals biogas

In de praktijk is het mogelijk om systemen aan te sluiten op regionale warmtenetten of op industriële restwarmtebronnen. Dit maakt ze flexibel in toepassing en geschikt voor zowel commerciële als industriële installaties.

Voordelen en toepassingsgebieden

1. Energie-efficiëntie

Een belangrijk voordeel van absorptie warmtepompen is hun hoge energie-efficiëntie. Hoewel ze geen elektriciteit gebruiken voor de koelproces zelf, is het rendement (COP – Coefficient of Performance) aanzienlijk. Bijvoorbeeld een double effect stoomaangedreven LiBr-absorptie warmtepomp heeft een COP van tot 1,5. Dit betekent dat voor elke energie-eenheid die wordt ingezet, er 1,5 eenheden koelcapaciteit worden gegenereerd.

2. Duurzame oplossing

Omdat absorptie warmtepompen op basis van restwarmte werken, draagt het gebruik van deze systemen bij aan een duurzame energievoorziening. Ze verminderen de afhankelijkheid van elektriciteit en kunnen CO2-uitstoot verminderen in gebouwen of processen waar koeling nodig is. Daarnaast is water het koudemiddel, wat betekent dat er geen schadelijke gassen aanwezig zijn. Dit maakt het systeem milieuvriendelijk en veilig.

3. Gebruik in datacenters

Datacenters hebben een hoge koelbehoefte, vooral vanwege de warmte die wordt gegenereerd door servers en andere elektronische apparatuur. In dit soort toepassingen kan een LiBr-absorptie warmtepomp, aangedreven door warmtenetten of droge koelers, een efficiënte oplossing bieden. Uit de testvragen blijkt dat het mogelijk is om een datacenter te koelen tot 20ºC met dergelijke systemen, mits er een warmtenet beschikbaar is met temperaturen rond de 70-55ºC.

4. Toepassing in gebouwkoeling

In de utiliteitsbouw worden absorptie warmtepompen steeds vaker ingezet in combinatie met warmte- en koudeopslag. Ze zijn geschikt voor het koelen van gebouwen waarbij restwarmte beschikbaar is. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn in ziekenhuizen, universiteiten of sportcomplexen, waar veel warmte vrijkomt en waar koeling nodig is.

5. Mobiele toepassingen

Hoewel velen aannemen dat absorptie warmtepompen alleen geschikt zijn voor landinstallaties, is dat niet het geval. Uit de testvragen blijkt dat dit een verkeerde aanneming is. Er zijn installaties mogelijk op schepen of in mobiele toepassingen, mits er een geschikte warmtebron beschikbaar is.

Sorptiekoeling: absorptie versus adsorptie

Bij sorptiekoeling worden zowel absorptie- als adsorptiekoeltechnieken ingezet. Adsorptiekoeling maakt gebruik van een vaste stof die water kan opnemen en afgeven. Een bekend voorbeeld is silicagel, een keramisch materiaal dat in cyclische processen werkt. Deze techniek is vooral geschikt voor toepassingen waarbij een lagere investering gewenst is, zoals bij kleine koelinstallaties of in huishoudelijke contexten.

De werking van adsorptiekoeling is vergelijkbaar met absorptie: een vaste stof (zoals silicagel) neemt water op bij de eerste fase van het proces. Vervolgens wordt deze stof verhit, waardoor het water vrijkomt en condenseert. Het proces is cyclisch en kan zelfs aangedreven worden door zonnewarmte, wat het extra duurzaam maakt.

Adiabatische koeling als alternatief

Een alternatieve koelmethode die soms in combinatie met absorptie warmtepompen gebruikt wordt, is adiabatische koeling. Deze methode maakt gebruik van de verdamping van water om lucht af te koelen. Het principe is eenvoudig: lucht wordt bevochtigd en daardoor afgekoeld, zonder dat warmte naar de omgeving wordt afgevoerd.

Het grote voordeel van adiabatische koeling is dat het weinig energie vereist. Het enige wat nodig is, is een ventilator om de lucht te verplaatsen en water om te verdampen. Dit maakt het een milieuvriendelijke en kostenefficiënte oplossing. Echter, de koelcapaciteit is afhankelijk van de relatieve vochtigheid van de lucht: hoe droger de lucht, hoe beter het proces werkt.

Adiabatische koeling is vooral geschikt in regio’s met een droge klimaat of in gebouwen met mechanische ventilatie. Het kan als aanvullende koelmethode gebruikt worden in combinatie met absorptie warmtepompen, om de energiebehoefte verder te verminderen.

Economische voordelen en fiscale aansporingen

In Nederland is er een fiscale aansporing voor investeringen in duurzame koel- en verwarmingssystemen. Adiabatische koeling en warmtepompen zijn erkend als duurzame technologieën en vallen onder de EIA-regeling (Energie Investerings Aftrek). Volgens deze regeling is het mogelijk om 41,5% van de investeringskosten af te trekken van de fiscale winst, wat tot een rendement van ongeveer 10% kan leiden, afhankelijk van het belastingpercentage.

Dit maakt het voor zowel particuliere als zakelijke gebruikers aantrekkelijk om absorptie warmtepompen en adiabatische koelsystemen in te zetten. Het is echter belangrijk om te weten dat de investeringen wel binnen de wettelijke kaders moeten vallen en dat er documentatie beschikbaar moet zijn om de aftrek recht te doen.

Technische kenmerken en installatie

1. Systeemopbouw

Een absorptie warmtepomp bestaat uit meerdere onderdelen, waaronder:

Verdamper: waar het koudemiddel (water) verdampt en warmte onttrekt.
Absorber: waar de LiBr-oplossing het koudemiddel opneemt.
Generator: waar de LiBr-oplossing wordt verhit, waardoor het koudemiddel vrijkomt.
Condensor: waar het koudemiddel condenseert en warmte afgeeft.

Het systeem wordt aangedreven door een warmtebron zoals stoom of warm water en werkt in een cyclisch proces. De opbouw is vergelijkbaar met die van een conventionele warmtepomp, maar de werking is thermisch in plaats van elektrisch.

2. Installatievoorschriften

Bij de installatie van koelinstallaties, inclusief absorptie warmtepompen, zijn er bepaalde voorschriften die dient te worden nageleefd. Voor units met watergekoelde condensoren is bijvoorbeeld een toe- en afvoer van koelwater nodig. Ook is het belangrijk om geluidshinder te voorkomen, vooral bij buitenopgestelde units. De geluidshinder kan worden beperkt door gebruik te maken van geluidsisolatie of het plaatsen van units op afstand van gevoelige omgevingen.

Voor alle installaties is een aansluiting op het elektriciteitsnet en op regelapparatuur nodig. In het geval van lucht/water-warmtepompen in split-uitvoering is bovendien een erkend koelspecialist nodig voor de installatie, omdat dit betreft een afgesloten koelkringloop.

3. Flexibiliteit en toepassingsmogelijkheden

Absorptie warmtepompen zijn flexibel in toepassing. Ze kunnen zowel als koelmachine als warmtepomp functioneren en kunnen aangedreven worden door verschillende warmtebronnen. Bovendien kunnen ze in combinatie met koude- en warmteopslag worden ingezet, wat het mogelijk maakt om energie te opslaan tijdens perioden met overschot en deze later te gebruiken.

Een voorbeeld is een systeem waarbij warme water wordt opgeslagen in een buffer of warmwaterboiler, waarna deze op een later moment wordt gebruikt om de warmtepomp aan te drijven. Dit is vooral relevant in gebouwen met een fluctuerende warmtebehoefte, zoals in kantoren of scholen.

Conclusie

Absorptie warmtepompen vormen een onderwaardeerde technologie in de energietransitie, die grote potentie heeft voor zowel koeling als warmteopwekking. Ze zijn energie-efficiënt, milieuvriendelijk en geschikt voor toepassingen waar restwarmte beschikbaar is. Door de gebruik van water als koudemiddel en het vermijden van elektrische energie in de koelproces, draagt het gebruik van deze systemen bij aan een duurzamere toekomst.

Hoewel ze niet zo bekend zijn als conventionele koelsystemen, worden absorptie warmtepompen steeds vaker ingezet in commerciële en industriële toepassingen. Voor particuliere huiseigenaren en bouwprofessionals is het belangrijk om deze technologie beter te begrijpen, aangezien ze een waardevolle optie kunnen zijn in de context van duurzame renovatie en energiebesparing.

Bronnen

absorption