HAN-onderzoekers sparren met bedrijven over slimme warmtepompsystemen

Hoe krijg je een betere warmtepomp door een slimmere aansturing? Deze vraag stond 30 september centraal tijdens een bijeenkomst op de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN). Afgevaardigden van verschillende bedrijven kwamen bijeen om te luisteren naar nieuwe ontwikkelingen in onderzoek naar warmtepomptechnologie en – bovenal – te discussiëren hierover. Want waar is eigenlijk behoefte aan in de markt? De HAN wil die behoefte vertalen naar een nieuw RAAK-mkb-project.

De HAN richt zich vooral op de meet- en regelsystemen voor warmtepompen. Niet alleen de combinatie van componenten is belangrijk, ook de aansturing is essentieel voor een goed functionerend verwarmingssysteem. En dat systeem kan wat slimmer. Wie efficiënt gebruik wil maken van een warmtepomp, moet de verwarming niet zomaar een paar graden hoger zetten wanneer de woning fris aanvoelt.

“Je kunt werken met model predictive control”, zegt Rob ter Steeg, onderzoeker bij het lectoraat Meet- en Regeltechniek. “Dan maak je een model van een situatie en kijk je wat er gebeurt. Warmtepompen reageren heel langzaam. Dus je wil niet weten wat de bewoner nú wil, je wil weten wat die over paar uur wil.” Als het verwarmingssysteem de behoefte van de gebruiker kan voorspellen, dan kan een woning met minder energie verwarmd worden. En, niet onbelangrijk, voor een lager bedrag.

Er zijn ontzettend veel factoren die een rol spelen in de temperatuur van een woning. “Je kunt bijvoorbeeld denken aan de aanwezigheid van personen. Hoe meer mensen er zijn, hoe warmer het wordt.” Het aantal personen kan bijgehouden worden door de hoeveelheid CO₂ in de lucht te meten. Ook weersvoorspellingen kunnen ingezet worden. “Als je weet dat de zon gaat schijnen, dan weet je ook dat de woning vanzelf warmer wordt”, aldus Ter Steeg.

Welke factoren zijn belangrijk om mee te nemen in de aansturing van een warmtepomp? De onderzoekers richten zich op zaken die de grootste invloed hebben op de binnentemperatuur. “Je ziet bijvoorbeeld dat zoninstraling heel belangrijk is. Vroeger was buitentemperatuur een belangrijke factor; maar omdat woningen steeds beter geïsoleerd worden, zie je dat die buitentemperatuur minder verstoring levert.”

Het lectoraat doet onderzoek naar een aansturing die energiebesparing oplevert én toepasbaar is in de markt. Dat betekent onder andere dat de technologie laagdrempelig moet zijn voor mensen die warmtepompen verkopen en in woningen plaatsen. Ter Steeg: “Het ingewikkelde moet bij de installateur weggehaald worden. Het installeren van een warmtepomp moet eenvoudig zijn; je wil eigenlijk dat een systeem zichzelf inregelt.”

De bijeenkomst die 30 september plaatsvond is een van de manieren waarop de HAN zijn activiteiten afstemt op de markt. Een van de aanwezigen was Dutch Heat Pump Solutions (DHPS), specialist in warmtepompoplossingen. Een van de topproducten is de Hydrotop, een warmtepompsysteem dat in het dak geplaatst kan worden. “We geven ook adviezen over installaties. We denken met klanten mee als er bijzondere zaken zijn. Het woord ‘solutions’ in onze naam zegt het al: we doen meer dan alleen een warmtepomp leveren”, zegt productmanager Gert Jongsma.

Bedrijven als DHPS hebben te maken met een markt die rap verandert. Jongsma verwacht bijvoorbeeld dat flexibele elektriciteitstarieven een grote rol gaan spelen. En die hebben gevolgen voor de manier waarop mensen hun huis verwarmen. “Dan wil je de inzet van warmtepompen – en andere elektrische apparaten – afstemmen op de momenten waarop energie niks kost of wanneer je het uit je eigen PV-systeem haalt.”

Jongsma sluit niet uit dat hij in een samenwerkingsproject stapt met de HAN. Eigenstandig toegepast onderzoek doen, zit er voor veel bedrijven niet in. “Wij zijn niet zo groot. Ik en de directeur-eigenaar zijn de enigen die zich bezighouden met dit soort ontwikkelingen”, zegt Jongsma. Door deel te nemen aan een gesubsidieerd project met een hogeschool, kunnen bedrijven sneller innoveren en een voorsprong behalen op de markt. “Op deze manier komt voor een redelijk bedrag heel veel onderzoekscapaciteit beschikbaar.”

Op de HAN zijn niet alleen lectoraats-medewerkers, maar ook studenten betrokken bij onderzoek naar warmtepompsystemen. Bijvoorbeeld Erick Lalay, inmiddels werkzaam als elektrotechnicus. Hij volgde de master Engineering Systems: Sustainable Energy en deed afstudeeronderzoek naar bodemwarmte. Hij stortte zich op de warmtediffusie rondom spiraalvormige warmtewisselaars. Een aantrekkelijk stuk technologie, vindt Lalay; deze warmtewisselaars hoeven niet diep ingegraven te worden en voor het plaatsen is relatief weinig grondoppervlak nodig.

HAN-studenten als Lalay leveren graag een concrete bijdrage aan de energietransitie. In dit geval -  slimme warmtepompsystemen. “Het is een heel leuk onderzoek, dat écht gebruikt kan worden. Het is niet zomaar een scriptie die na inleveren in de vergetelheid raakt.” Lalay schreef, op basis van zijn afstudeeronderzoek, code die gebruikt kan worden voor een configurator voor warmtepompsystemen. Deze software helpt bedrijven bij de keuze voor een goed verwarmingssysteem.

De uitkomsten van dit soort onderzoeken vormen puzzelstukken die bijdragen aan brede kennis over warmtepompsystemen. De HAN heeft inmiddels een flink track-record als het gaat om warmtepomponderzoek. Een typisch voorbeeld is het project HP-Launch dat de HAN uitvoerde samen met bedrijven. In dat project werd een hybride warmtepomp ontwikkeld, die is toegesneden op Nederlandse woningen. Andere voorbeelden zijn Duurzaam Renovatiedak, Future Factory, Hoge temperatuur-warmtepomp en Open Source Energiecontroller.

Wil je ook deelnemen aan een warmtepompproject met de HAN? Het lectoraat Meet- en Regeltechniek wil een nieuw MKB-raak-project opzetten, op het gebied van slimme aansturing. Geïnteresseerden kunnen contact opnemen met Rob ter Steeg van het lectoraat Meet- en Regeltechniek van de HAN (Rob.tersteeg@han.nl).