De gemeente Voorst gaat het gemeentehuis duurzaam renoveren. De bron voor de warmtepomp in het pand is een bijzondere: een ondergrondse tank gevuld met ijs.
Het gaat om een ijsbuffersysteem van het bedrijf Solareis, dat eerder al systemen leverde voor onder anderen de gemeente Peel en Maas, voor het kantoor van Breman in Zwolle en bij appartementencomplex Kloostertuin Brakkenstein in Nijmegen.
Aanbesteding
Afgelopen maand stemde de Voortse gemeenteraad in met het verbouwingsplan, naar een ontwerp van De Twee Snoeken. Op dit moment loopt een aanbesteding voor het installatiewerk. Installateurs kunnen nog tot volgende week maandag aangeven interesse te hebben in de klus, die bestaat uit alle w- en e-techniek in het vernieuwde pand. In oktober is bekend wie de installatie gaat uitvoeren. De totale verbouwing moet begin 2022 afgerond zijn.
De met water gevulde tank wordt ingegraven naast het gemeentehuis en heeft een diameter van twaalf meter en een diepte van vier meter. De temperatuur van het water zal rond het vriespunt schommelen. In de zomer zal de buffer, geholpen door zon-luchtcollectoren op het dak, gaan smelten en koeling voor het gebouw leveren.
Kristallisatiewarmte
Vanaf het najaar zal de opgebouwde warmte worden gebruikt voor de verwarming van het pand, waarbij het water in de buffer langzaam in ijs verandert. Juist bij de fase-overgang van vloeibaar water naar ijs komt veel energie vrij. Solareis noemt dat kristallisatiewarmte. Het is deze energie die door de warmtepomp gebruikt kan worden.
De gemeente Voorst had drie verschillende verwarmingsopties: een WKO met open bron, een warmtepomp met gesloten bodemlussen (die later afviel vanwege de bodemgesteldheid) en een warmtepomp in combinatie met de Solareis-ijsbuffer. In een voorontwerp werden de kosten op een rijtje gezet: de aanschafkosten van de ijsbuffer zijn ongeveer 275.00 euro hoger, maar na 25 jaar zijn die meerkosten door de lagere energierekening terugverdiend. En de CO2-uitstoot van een ijsbuffer is beduidend lager dan van een optie met bodembronnen.
Inregelen
Een ander voordeel van een ijsbuffer, zegt projectleider Ed Bakx, is dat de “jaarlijkse rapportage” over de balans in de bodem niet nodig is. Bakx: “We verwachten dat het een jaar of twee duurt voordat alles perfect is ingeregeld. Dat is namelijk ook de ervaring van de gemeente Peel en Maas, waar we ter voorbereiding op bezoek zijn geweest.”
Steeds vaker toegepast
Grote waterbuffers – al dan niet in de vorm van ijs – als bron voor een warmtepomp is een opkomende technologie. Naast de tanks van Solareis zijn de waterzakken van Solarfreezer bekend, veelal toegepast in kleinere projecten. Ook de waterbuffers (van rond de 12ºC) van Hocosto vinden steeds vaker aftrek. Een andere technologie is die van Ecovat, maar dat bedrijf moet nog een eerste commerciële toepassing vinden.
Waar ik zeer benieuwd naar ben is hoe een dergelijk systeem energiezuinig kan zijn als er een verandering van aggregatietoestand plaats vind stollen of smelten (volgens mij kristalliseert er niet zoveel) dan geschiedt het bevriezen van water bij 0 C dit betekent dat als ik warmte wil onttrekken dit bij een lagere temperatuur moet geschieden. Als het water om de coil bevriest dan zal de temperatuur nog lager moeten zijn om water dat verder van de coil af ligt ook te kunnen bevriezen. De bron temperatuur van de warmtepomp zal in een positief geval zo rond de -4 C liggen. De COP en SCOP zal dan zeker niet hoog zijn. Vergeleken met open of gesloten bron of nog beter zelfs lucht (gemiddeld 7 C over het stookseizoen heen). zal de SCOP ruim 30 % hoger liggen ( 3% per graad).
Omgekeerd om de buffer op te warmen is het de vraag of je de enorme hoeveelheid opgewekte energie wel kwijt kunt in de ijsbuffer. In de winter zal de installatie een 30 % meer produceren wil je de € 275.000 meer investering terugverdienen dan zal je 110.000 kWh uur aan elektra moeten besparen, dat is wel heel energie voor koeling. De balans zal altijd in het fase overgangsgebied moeten worden gezocht de opslagcapaciteit 453 GJ van deze 1 miljoen 356 duizend liter water (7% meer voor ijs) is natuurlijk wel enorm in het stollingen en smelt gebied maar is de gehele buffer gesmolten en je wilt blijven koelen dan is de resterende 56,7 GJ in dit traject snel gevuld.
Zal graag horen of de € 275.000, na 25 jaar is terugverdiend.