Koude door restwarmte; de test bij Fiat Research

De primeur voor een restwarmtegedreven koelsysteem staat bij Fiat in Turijn en functioneert goed. Het is een doorbraak in de ontwikkeling van kleinschalige koelinstallaties zonder schadelijke koudemiddelen (HCFK's), zonder compressor en dus ook zonder geluid. Kortom: milieuvriendelijk en energiezuinig.

Het accent in het Europese project SOCOOL, Solid sorption systems for Cooling in tri-generation, van het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) ligt op de ontwikkeling van een kleinschalig restwarmtegedreven sorptiekoelsysteem en de integratie daarvan met een warmtekrachtsysteem. De doelstelling van dit EU-project was helder: reduceer het energiegebruik voor verwarming, koeling en elektriciteit door de reeds aanwezige restwarmte van een warmtekrachtsysteem voor koeling te gebruiken. De ontwikkeling van een dergelijk trigeneratie systeem kan een verhoging van energie-efficiëntie met circa 15 tot 20 procent betekenen, ofwel een energiebesparing van circa 20 procent. Daarnaast wordt met de beoogde koeltechniek het gebruik van schadelijke HCFK koudemiddelen vermeden. De sleutel hiervoor is sorptiekoeling.

Het sorptiekoelsysteem bestaat uit twee reactorvaten waarin warmtewisselaars gevuld met silicagel zijn ondergebracht en een verdamper en condensor. De figuur hierboven toont de met warmtewisselaars gevulde reactor.

Sorptiekoeling is een techniek waarbij warmte wordt gebruikt om koude te genereren. Het werkingsprincipe hiervan is gebaseerd op afwisselende opnemen en afgeven van een koudemiddel in een vaste stof. Het koelsysteem maakt gebruik van silicagel als vaste stof en water als koudemiddel. Met dit systeem is het mogelijk om koeling tussen 5 en 10°C te maken vanuit een (rest-) warmtestroom van 60 tot 90°C. De koeling wordt opgewekt door verdamping van water. De waterdamp wordt opgenomen in het sterk hygroscopische silicagel. De (rest-) warmte is nodig om het silicagel te regenereren waarbij de waterdamp weer wordt vrijgemaakt. Silicagel is een bekend droogmiddel, u vindt telkens een zakje bij uw sportschoenen of in uw nieuwe laptoptas.

Het koelsysteem is bij ECN ontworpen, gebouwd en getest en voldoet aan de verwachtingen, namelijk het genereren van 5 kW koeling uit 8 kW warmte. Na duurproeven bij ECN is de opstelling verhuisd naar het Centro Ricerche Fiat (CRF) in Italië. De techniek wordt nu gedemonstreerd in hun Eco-Canteen systeem, waarbij de restwarmte van een nieuwe, kleine warmtekrachteenheid (een gasmotor) wordt gebruikt om koeling voor het bedrijfsrestaurant te genereren. Het sorptiekoelsysteem bestaat uit twee reactorvaten waarin warmtewisselaars gevuld met silicagel zijn ondergebracht en een verdamper en condensor.

Belangrijke doelstellingen bij de verdere ontwikkeling, is het verkrijgen van een compacter systeem met een nog hogere vermogensdichtheid en het verlagen van de kosten van het systeem. Dit moet worden bereikt door verbetering van het warmte- en stoftransport in de silicagel en door zoveel mogelijk standaard onderdelen toe te passen.

Dit trigeneratie concept zal, na een succesvolle demonstratie, in verschillende branches ingezet kunnen worden. Hierbij wordt gedacht aan koelsystemen voor supermarkten, kleine winkelcentra, sportscholen maar ook aan middelgrote bejaarden- of gezondheidscentra. De test bij Fiat zal tot eind augustus 2006 duren. De marktintroductie van een commercieel verkrijgbaar systeem op basis van deze technologie zal naar verwachting over 3 tot 5 jaar plaatsvinden.

Samenwerkingspartners binnen het SOCOOL-project zijn ECN, Centro Ricerche Fiat (project coördinator), de universiteit van Warwick, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) en de Poolse Academie voor Wetenschappen.

Informatie:
Meer informatie over het SOCOOL project kunt u vinden op de website van de Poolse Academie voor Wetenschappen via http://socool.ippt.gov.pl/home.php

Contact:
Dr.ir. R. de Boer
ECN Energie Efficiency in de Industrie
Tel. 0224 – 56 4871
r.deboer@ecn.nl