Heat Pipes in combinatie met warmtepompen: een duurzame oplossing voor verwarmingsystemen

Inleiding

De combinatie van zonnewarmte en warmtepompen biedt een veelbelovende oplossing voor het verlagen van energieverbruik en het verlagen van afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Een technologie die hierin een steeds grotere rol speelt, zijn zogenaamde heat pipes. Deze passieve systemen maken het mogelijk om warmte efficiënt te verplaatsen met weinig energie, en kunnen goed aansluiten op warmtepompen en zonneboilers. In dit artikel wordt een gedetailleerde inzage gegeven in de werking van heat pipes, hun toepassing in combinatie met warmtepompen, en de voordelen die deze technologie biedt voor zowel particuliere huishoudens als bedrijven.

Deze technologie is al in praktijk getest in een kwekerij in Hedel, waar het systeem heeft geleid tot een gasbesparing van 15 tot 30 procent. Bovendien zijn er commerciële producten beschikbaar die de installatie van heat pipes in combinatie met warmtepompen vergemakkelijken, bijvoorbeeld het zonneboilersysteem dat beschikbaar is bij ClimaShop. Aan de hand van deze praktijkvoorbeelden en technische data worden de mogelijkheden en uitdagingen van het gebruik van heat pipes in de bouw- en renovatiesector besproken.

Wat zijn heat pipes en hoe werken ze?

Heat pipes zijn passieve warmteoverdrachtsystemen die gebruikmaken van een vacuümgevormde glazen buis, waarbinnen een koperen buis en een kleine hoeveelheid vloeistof aanwezig is. De werking berust op het principe van verdamping en condensatie. Bij het invallen van licht verandert de vloeistof in gas, waardoor warmte wordt opgewekt. Als het licht verdwijnt, condenseert het gas weer tot vloeistof. Dit proces blijft doorgaan zolang er licht aanwezig is, inclusief bij bewolkt weer.

De opgewekte warmte wordt afgegeven aan water dat langs de heat pipes stroomt. Dit water kan vervolgens gebruikt worden in verwarmings- of sanitairwaterinstallaties. De technologie is ontworpen om met weinig energie in te zetten. Zo wordt in een praktijkproject in Hedel een cv-pompje van slechts 100 watt gebruikt, waarmee het systeem geactiveerd wordt.

De buizen zijn maximaal 1,5 meter lang en kunnen geplaatst worden op zuidgeoriënteerde daken, waar ze efficiënt zonnestraling kunnen opvangen. De efficiëntie van heat pipes is zo hoog dat ze warmte kunnen genereren zonder bewegende delen en met een langdurige levensduur.

Voordelen van het gebruik van heat pipes

De voordelen van het gebruik van heat pipes zijn zowel technisch als economisch. De technische voordelen zijn vooral het gevolg van de passieve werking van het systeem:

• Hoog rendement bij warmteoverdracht: De efficiëntie van warmteverplaatsing is extreem hoog, waardoor minder warmteverlies optreedt.
• Geen bewegende delen: Dit zorgt voor een lage onderhoudskost en een lange levensduur van het systeem.
• Betrouwbaarheid in verschillende weersomstandigheden: Het systeem blijft werken bij bewolkt weer en stopt pas bij langdurig duisternis, zoals tijdens de nacht of bij dichte mist.
• Combinatie met warmtepompen mogelijk: Het systeem kan als aanvulling op een warmtepomp fungeren, wat ervoor zorgt dat de warmtepomp minder vaak nodig is, en dus langer meegaat.

De economische voordelen zijn eveneens significant:

• Gasbesparing: In het praktijkvoorbeeld van de kwekerij in Hedel is sprake van een gasbesparing van 15 tot 30 procent, vooral bij het stomen van champignoncellen.
• Subsidie mogelijkheden: Er zijn regelingen zoals de ISDE-subsidie beschikbaar die een deel van de kosten van het aanbrengen van een zonneboilersysteem met heat pipes dekken. Dit maakt de technologie toegankelijker voor zowel particulieren als bedrijven.
• Kortere terugverdientijd: Door de combinatie van zonnewarmte en warmtepompen is het mogelijk om binnen enkele jaren de investering terug te verdienen.

Toepassing in combinatie met warmtepompen

Heat pipes kunnen effectief ingezet worden in combinatie met warmtepompen. In dit systeem werken de twee technologieën samen om de energiebehoefte te verlagen. De heat pipes zorgen voor warmteproductie in de zomer, terwijl de warmtepomp ingeschakeld wordt wanneer de zonnewarmte onvoldoende is. Dit betekent dat de warmtepomp minder vaak nodig is, wat bijdraagt aan een verlengde levensduur en een lagere onderhoudskosten.

Het systeem is ontworpen voor zowel het verwarmen van CV-water als het opwekken van sanitair warm water. In het voorbeeld van de zonneboilersysteem van ClimaShop is sprake van een systeem met 2×30 heat pipes, twee vaten (400 liter en 150 liter), en een subsidie van €1.788. De totale prijs van het systeem bedraagt €6.000, en de installatie is mogelijk in de regio Twente en Achterhoek.

De combinatie van heat pipes en warmtepompen biedt ook voordelen bij het opslaan van overschotwarmte. In het praktijkvoorbeeld in Hedel wordt het overschot opgeslagen in een proceswatertank van 4 kubieke meter. Hierdoor kan warmte opgespaard worden voor later gebruik, wat bijdraagt aan een nog efficiëntere energiegebruik.

Praktijkvoorbeeld: Heat pipes in de kwekerij

In de kwekerij van Maasland Champignons in Hedel zijn heat pipes geïnstalleerd als onderdeel van een duurzaam verwarmingsproject. Deze installatie maakt deel uit van een bredere strategie van de onderneming om innovatieve en duurzame technologieën in te zetten. Naast zonnepanelen en een warmtepomp, zijn ook warmte- en koudeopslagmethodes ingezet.

De heat pipes worden gebruikt om het water op te warmen voordat het de stoomketel binnenkomt. Hierdoor is het mogelijk om het water op te warmen tot 80 graden Celsius, waardoor het gasverbruik verlaagd kan worden. In dit geval is sprake van een gasbesparing van 15 tot 30 procent, afhankelijk van de omstandigheden.

Bovendien worden de heat pipes ingezet om het retourwater van de CV-ketel op te warmen, waardoor de ketel minder vaak hoeft aan te springen. Hierdoor is er ook een positief effect op de levensduur van de CV-ketel en op het energieverbruik.

De onderneming is zo tevreden met het systeem dat ze extra sets met heat pipes willen aanvullen. Dit geeft aan dat het systeem niet alleen technisch efficiënt is, maar ook economisch haalbaar. De investering is volgens de eigenaar in enkele jaren terug te verdienen, wat een sterke aanbeveling is voor andere bedrijven die overwegen om het systeem in te zetten.

Technische specificaties van heat pipes en zonneboilersysteem

Een overzicht van de technische specificaties van het zonneboilersysteem dat gecombineerd kan worden met warmtepompen is als volgt:

Het systeem is ontworpen voor gebruik in combinatie met warmtepompen, maar kan ook aangesloten worden op andere warmtebronnen. Het is geschikt voor zowel particuliere huishoudens als industriële toepassingen.

Subsidieopties en financiële voordeeltjes

Het gebruik van heat pipes in combinatie met warmtepompen is mogelijk met subsidies die beschikbaar zijn via de Investeringssubsidie Duurzame Energie (ISDE). Deze subsidie is bedoeld voor de aanschaf van zonneboilers en warmtepompen, en is beschikbaar voor zowel particuliere als zakelijke gebruikers.

In het voorbeeld van ClimaShop is een subsidie van €1.788,00 beschikbaar voor het zonneboilersysteem met heat pipes. De subsidie op de warmtepomp is echter afhankelijk van het type en model dat wordt geïnstalleerd. In totaal is het dus belangrijk om tijdens de aankoop en installatie rekening te houden met de subsidieopties.

Daarnaast kan het gebruik van heat pipes leiden tot een lagere energierekening door de verlaging van het gasverbruik. In combinatie met een warmtepomp kan het systeem ook bijdragen aan een snellere terugverdientijd van de investering. Er zijn rekenhulpmiddelen beschikbaar om de financiële voordelen van een warmtepomp te berekenen, zoals de rekentool die beschikbaar is via Energie Gilzerijen.

Kwaliteitsborging en installatie

Het installeren van een zonneboilersysteem met heat pipes vereist een ervaren installateur. Het systeem is technisch complex en vereist zorgvuldige planning en uitvoering. In het voorbeeld van ClimaShop is de installatie beperkt tot de regio Twente en Achterhoek. Het is daarom belangrijk om te controleren of er in jouw regio een erkend installateur beschikbaar is.

Het bedrijf WarmteMakers, dat gevestigd is in Middelburg, is een erkend en gecertificeerd installateurbedrijf dat ervaring heeft met het plaatsen van warmtepompen, airconditioning en zonneboilers. De collega's zijn BRL100 gecertificeerd, wat betekent dat zij voldoen aan hoge kwaliteitsstandaarden. Bovendien beschikken ze over de nodige certificeringen en erkenningen, zoals InstallQ en BRL100, voor het uitvoeren van werk in de elektrotechniek en verwarmingsinstallaties.

Wanneer je kiest voor een erkend installateur, kun je ervan uitgaan dat het systeem correct en veilig geïnstalleerd wordt. Dit is belangrijk voor de efficiëntie en levensduur van het systeem.

Aanvullende informatie en tips voor installatie

Bij het overwegen van een zonneboilersysteem met heat pipes en warmtepomp zijn er een aantal aanvullende tips en overwegingen die van belang kunnen zijn:

• Energieanalyse voordat de installatie begint: Het is verstandig om eerst een energieanalyse uit te voeren om te bepalen hoeveel warmte het systeem kan leveren en of het passend is voor jouw situatie.
• Bereken de terugverdientijd: Gebruik een rekenhulpmiddel om te berekenen of de investering zich op de lange termijn verhoudt. Let op dat energieprijzen kunnen variëren, wat de uitkomst beïnvloedt.
• Kies voor een passende warmtepomp: Niet alle warmtepompen zijn geschikt voor combinatie met heat pipes. Zorg ervoor dat je een model kiest dat compatibel is met het systeem.
• Subsidie aanvragen: Zorg dat je alle subsidieopties onderzoekt en de benodigde documenten bij elkaar hebt om subsidies aan te vragen.
• Zorg voor voldoende dakruimte: Heat pipes moeten op zuidgeoriënteerde daken geplaatst worden om optimaal zonlicht op te vangen. Controleer of je dak voldoende ruimte biedt voor de installatie.
• Vermijd schaduwvorming: Zorg ervoor dat de heat pipes niet in de schaduw van bomen of gebouwen vallen, want dit kan de efficiëntie van het systeem negatief beïnvloeden.
• Plan op de toekomst: Investeer in een systeem dat uitbreidbaar is. In het voorbeeld van de kwekerij in Hedel zijn extra sets met heat pipes gepland, wat aantoont dat het systeem schaalbaar is.

Conclusie

Heat pipes in combinatie met warmtepompen vormen een veelbelovende oplossing voor het verlagen van energieverbruik en het verhogen van duurzaamheid in het verwarmingsbedrijf. De technologie is technisch efficiënt, met een hoge warmteoverdracht en weinig energiebehoefte. De voordelen zijn zowel voor particuliere huishoudens als voor bedrijven aantrekkelijk, met voordelen zoals gasbesparing, subsidieopties en een snelle terugverdientijd.

De praktijktoepassing in een kwekerij in Hedel toont aan dat het systeem technisch en economisch haalbaar is. Daarnaast zijn er commerciële producten beschikbaar die het installeren van het systeem vergemakkelijken, zoals het zonneboilersysteem van ClimaShop. Bij het overwegen van een investering in heat pipes en warmtepompen is het belangrijk om rekening te houden met de technische specificaties, subsidieopties en de keuze van een erkend installateur.

De combinatie van zonnewarmte en warmtepompen is een slimme en duurzame keuze voor de toekomstige energiebehoefte. Door het systeem goed te plannen en te installeren, kun je zowel je energierekening verlagen als je bijdrage leveren aan een klimaatneutrale samenleving.

Bronnen

1. Licht zorgt voor warmte uit heat pipes
2. Zonneboiler systeem 2×30 heatpipes in combinatie met warmtepomp
3. Duurzaam verwarmen met zonnewarmte en warmtepompen
4. WarmteMakers – duurzame installateur in Zeeland