Hoge Temperatuur Warmtepompen in de Industrie: Duurzame Opwarming van Productieprocessen

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

De industrie staat onder toenemende druk om haar CO₂-uitstoot te verminderen en duurzamere energiebronnen te ontwikkelen. Hoge temperatuur warmtepompen (HTWP’s) vormen een veelbelovend alternatief voor traditionele gasgestookte stoomketels en bieden een efficiëntere manier om warmte te genereren en te recirculeren in productieprocessen. In dit artikel bespreken we de technische aspecten, toepassingen en voordelen van hoge temperatuur warmtepompen in de industrie, met nadruk op de mogelijkheden voor duurzame energieopwekking en energiebesparing. De informatie is gebaseerd op concrete casussen, productbeschrijvingen en technische specificaties uit betrouwbare bronnen.

Inleiding

In de industriële sector wordt warmte vaak gebruikt voor verhitting, stoomproductie en proceswarmte. Traditioneel wordt deze warmte opgewekt met gasgestookte stoomketels, maar dit heeft als nadeel dat het leidt tot aanzienlijke CO₂-uitstoot. Hoge temperatuur warmtepompen bieden een alternatief dat niet alleen duurzamer is, maar ook efficiënter werkt, omdat ze restwarmte kunnen hergebruiken. In combinatie met energieopslag, zoals watergebaseerde systemen, en hybride opstellingen met bestaande energiegeneratoren, vormen deze warmtepompen een essentieel onderdeel van de energietransitie.

Deze technologie is op dit moment actief in ontwikkeling en toepassing, zoals te zien is in recente projecten in Nederland, zoals de bouw van de grootste warmtepomp van het land en de uitbreiding van industriële warmtepompen in fabrieken die hun energieverbruik willen optimaliseren.

Technische Specificaties van Hoge Temperatuur Warmtepompen

Hoge temperatuur warmtepompen zijn ontworpen om warmte te genereren op temperaturen tot 90 °C of hoger. Ze zijn geschikt voor zowel grond- als waterwarmte en kunnen in combinatie met industriële processen worden ingezet. Een van de voornaamste leveranciers van deze technologie is Viessmann, die met de Vitocal 350-HT Pro een warmtepomp presenteert die aanvoertemperaturen tot 90 °C kan leveren.

Vitocal 350-HT Pro

De Vitocal 350-HT Pro is een hoge temperatuur grond/water-warmtepomp die als standaardproductie kan worden ingezet in commerciële en industriële toepassingen. Deze warmtepomp heeft een nominaal thermisch vermogen van 56.6 tot 144.9 kW bij grond/water-overdracht en 133.3 tot 351.5 kW bij water/water-overdracht. Het systeem is speciaal ontworpen om restwarmte te benutten en kan daardoor worden ingezet voor het hergebruik van warmte die normaal gesproken verloren zou gaan in industriële processen.

Een van de belangrijke kenmerken van deze warmtepomp is het gebruik van HFO-koelmiddel R1234ze, dat een aardopwarmingsvermogen (GWP) heeft van 7. Dit maakt de Vitocal 350-HT Pro een toekomstbestendige en milieuvriendelijke oplossing. Daarnaast is het systeem voorzien van een innovatief koudemiddelcyclus-diagnosesysteem met een elektronisch expansieventiel, wat leidt tot lage bedrijfskosten en een hoog rendement.

De Vitocal 350-HT Pro is ook voorzien van een PLC-besturingseenheid met touchscreen, die eenvoudige bediening mogelijk maakt. Het systeem is ontworpen voor industriële toepassingen met een 10 bar drukwaarde en een laag geluidsniveau (< 66 dB (A)). De mogelijkheid tot remote communicatie en bewaking verhoogt de efficiëntie en het toezicht op het systeem.

Vattenfall's Hoge Temperatuur Warmtepomp

Vattenfall biedt een hoge temperatuur warmtepomp aan die als directe vervanger voor de cv-ketel kan worden ingezet in bestaande woningen, maar het concept is eveneens geschikt voor industriële toepassingen. Dit systeem is ontworpen om te werken met vergelijkbare aanvoer- en retourtemperaturen als traditionele cv-ketels, waardoor het eenvoudig te integreren is in bestaande afgiftesystemen.

De warmtepomp is aardgasvrij en produceert zowel ruimteverwarming als warm tapwater. Het is geschikt voor individuele grondgebonden woningen, maar de toepassing in de industrie is eveneens mogelijk, vooral in situaties waarbij er geen ingrijpende voorbereidende maatregelen mogelijk zijn. Het systeem is ontworpen om de energiekosten neutraal te houden of zelfs te verlagen, wat een belangrijk voordeel is voor bedrijven die hun energiebudget willen beheren.

Industriële Toepassingen

In industriële contexten worden hoge temperatuur warmtepompen vaak geïntegreerd in proceswarmte-systemen. Een voorbeeld hiervan is een ammoniakgedreven warmtepomp die op twee temperatuurniveaus werkt: 2 °C voor de koude en 40 °C en 77 °C voor de warmte. Deze warmtepomp kan zowel warmte als koude leveren, afhankelijk van de behoefte van het proces.

De flexibiliteit van deze systemen is belangrijk, omdat processen in de industrie niet elke dag hetzelfde zijn en gedurende de dag ook variëren. Door gebruik te maken van energietanks waarin water als medium dient om warmte en koude op te slaan, kunnen fluctuaties in het energieverbruik worden opgevangen. Dit water kan vervolgens in de fabriek opnieuw worden gebruikt en naar het juiste temperatuurniveau worden gebracht.

Voordelen van Hoge Temperatuur Warmtepompen in de Industrie

1. Efficiëntie en Energiesparing

Een van de belangrijkste voordelen van hoge temperatuur warmtepompen is de efficiëntie waarmee warmte wordt opgewekt en hergebruikt. In tegenstelling tot traditionele stoomketels, die aardgas verbranden en waarbij een deel van de warmte verloren gaat, gebruiken warmtepompen elektriciteit om warmte te verheffen uit restwarmte of uit de omgeving. Dit zorgt voor een hoger rendement en minder energieverbruik.

In een casus van SPIE is een warmtepomp geïntegreerd in een aquathermie-installatie die duurzame warmte levert aan circa 20.000 huishoudens. Deze oplossing maakt gebruik van een geïntegreerde opslag van warmte en koude, wat leidt tot een betere balans van energievoorziening. De investering in dergelijke systemen is aanzienlijk, maar de steun van RVO is cruciaal geweest voor de realisatie van dergelijke projecten.

2. Duurzaamheid en Milieuvoordeel

Het gebruik van hoge temperatuur warmtepompen draagt bij aan de duurzame energietransitie. Het vermijden van fossiele brandstoffen zoals aardgas zorgt voor een aanzienlijke vermindering van CO₂-uitstoot. Bovendien is het gebruik van HFO-koelmiddelen, zoals R1234ze, milieuvriendelijker dan de oudere HFC-koelmiddelen, die een veel hoger aardopwarmingsvermogen hebben.

Een andere voordelen is dat hoge temperatuur warmtepompen restwarmte kunnen opwekken en hergebruiken. Dit zorgt voor een groter rendement van energie-uit het proces, wat leidt tot minder energieverbruik en lagere emissies.

3. Lagere Bedrijfskosten

Ondanks de hoge investeringskosten, zijn de bedrijfskosten van hoge temperatuur warmtepompen meestal lager dan die van traditionele stoomketels. Dit komt vooral door het hogere rendement van warmtepompen en de mogelijkheid om restwarmte te hergebruiken. Daarnaast zijn systemen zoals de Vitocal 350-HT Pro uitgerust met automatische lekbewaking en innovatieve diagnosesystemen, wat bijdraagt aan lage onderhoudskosten.

4. Flexibiliteit in Toepassing

Hoge temperatuur warmtepompen zijn flexibel in toepassing. Ze kunnen zowel in combinatie met bestaande energiegeneratoren werken (hybride opstelling) als als standalone-systemen. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om warmtepompen aan te passen aan de specifieke behoeften van een industrieel proces.

In fabrieken waar zowel warmte als koude nodig zijn, kunnen warmtepompen worden ingezet om beide te leveren. Dit vermijdt de noodzaak om aparte systemen voor verwarming en koeling te installeren, wat leidt tot een efficiëntere energieopwekking en lagere kosten.

5. Technische Haalbaarheid en Beveiliging

Het kiezen van de juiste warmtepomp is van groot belang. Compressiewarmtepompen en damprecompressiesystemen gebruiken elektriciteit om warmte te verheffen, terwijl chemische warmtepompen gebruik maken van reversibele chemische reacties. Deze laatste vereisen weinig elektriciteit, maar zijn vaak technisch complexer.

Het is belangrijk om vooraf goed in kaart te brengen hoe warmte in een bedrijf wordt gebruikt. Door te analyseren welke temperatuurniveaus, vermogens en bedrijfstijden van toepassing zijn, kan worden bepaald welk type warmtepomp het meest geschikt is. Bovendien is het belangrijk om te kijken naar de veiligheid en technische haalbaarheid van de oplossing, vooral in industriële omgevingen waar hoge temperaturen en drukken voorkomen.

Toepassing in Nieuwe en Bestaande Projecten

Nieuwbouwprojecten

In nieuwbouwprojecten zijn hoge temperatuur warmtepompen een logische keuze voor de opwekking van warmte. Ze kunnen zowel voor ruimteverwarming als voor warm tapwater worden gebruikt en passen goed aan in moderne woningen die zijn geïsoleerd met traditionele maatregelen en afgiftesystemen met radiatoren.

Hybride Systemen

In bestaande gebouwen of industriële complexen kunnen hoge temperatuur warmtepompen worden ingezet in hybride systemen. Hierbij werken ze samen met bestaande warmtegeneratoren, zoals cv-ketels of stoomketels. Dit maakt het mogelijk om geleidelijk over te stappen op duurzamere energiebronnen zonder dat het bestaande systeem volledig moet worden vervangen.

Voorbeeld: Warmtepomp in een Fabriek

Een concreet voorbeeld is een fabriek die een geïntegreerde ammoniakgedreven warmtepomp heeft ingezet. Deze warmtepomp werkt op twee temperatuurniveaus en kan zowel koude als warmte leveren, afhankelijk van de behoefte van het proces. Het systeem is ontworpen om flexibel te reageren op de variaties in warmte- en koudeneenbehoeften van de productieprocessen.

Daarnaast maakt het gebruik van watergebaseerde energietanks het mogelijk om energie op te slaan en opnieuw in te zetten. Deze opslagfunctie helpt bij het bufferen van energie en zorgt voor een meer constante warmtevoorziening, zelfs in tijden van hoge vraag.

De Toekomst van Hoge Temperatuur Warmtepompen

De toepassing van hoge temperatuur warmtepompen in de industrie is nog in een vroege fase, maar de groeiende vraag naar duurzame energie en de vooruitgang in technologie zorgen voor een snelle uitrol. Projecten zoals de bouw van de grootste warmtepomp van Nederland en het ontwikkelingswerk van leveranciers zoals Viessmann en Vattenfall tonen aan dat de technologie zich ontwikkelt en steeds beter aansluit bij de industriële behoeften.

De komende jaren zal het gebruik van hoge temperatuur warmtepompen waarschijnlijk toenemen, vooral in combinatie met andere duurzame technologieën zoals zonnepanelen, energieopslag en smart grids. Deze integratie maakt het mogelijk om energie op een slimme en efficiënte manier te genereren, op te slaan en te gebruiken.

Conclusie

Hoge temperatuur warmtepompen vormen een veelbelovende oplossing voor de industrie om haar energieverbruik te verduurzamen en efficiënter te maken. Door het hergebruik van restwarmte en het vermijden van fossiele brandstoffen, leiden deze warmtepompen tot lagere CO₂-uitstoot en lagere energiekosten. De technische specificaties van systemen zoals de Vitocal 350-HT Pro en de industriële toepassing van geïntegreerde warmtepompen tonen aan dat deze technologie zowel betrouwbaar als flexibel is.

Ondanks de hoge investeringskosten zijn hoge temperatuur warmtepompen een kostenefficiënte keuze op de lange termijn. Ze passen goed aan in zowel nieuwe als bestaande projecten en kunnen worden ingezet in een hybride opstelling of als standalone-systeem. De steun van overheidsinstellingen zoals RVO speelt hierbij een cruciale rol in het maken van dergelijke projecten realistisch.

De toekomst van hoge temperatuur warmtepompen in de industrie is veelbelovend. Met de huidige ontwikkelingen en de toegenomen aandacht voor duurzame energie, zullen deze systemen in de komende jaren een steeds grotere rol gaan spelen in de energieopwekking van industriële processen.