Industrial Heat Pumps

 

Gasmotor warmtepomp

De gasmotor warmtepomp bestaat uit een mechanische warmtepomp en een gasmotor. In tegenstelling tot een conventionele warmtepomp waarbij de compressor met een elektromotor wordt aangedreven, wordt bij een gasmotor warmtepomp gebruik gemaakt van een gasgestookte verbrandingsmotor om de compressor aan te drijven. De warmte uit de motorkoeling en de rookgassen van de gasmotor kunnen nuttig worden gebruikt, waardoor het warmtepomp deel kleiner kan worden uitgevoerd.

Werkingsprincipe

De afbeelding hieronder geeft het principeschema van een gasmotor warmtepomp weer. De aandrijfas van de warmtepompcompressor is gekoppeld aan een verbrandingsmotor, terwijl deze bij een conventionele warmtepomp is gekoppeld aan een elektromotor. De verbrandingsmotor levert het benodigde aandrijfvermogen door de verbranding van een fossiele brandstof. Meestal is dit aardgas, maar het is ook mogelijk om een verbrandingsmotor op bijvoorbeeld biogas, gasolie of benzine toe te passen.

De warmtepompcyclus van een gasmotor warmtepomp wijkt verder niet af van een conventionele warmtepomp. In de verdamper wordt met behulp van restwarmte het koudemiddel uitgedampt en in de condensor wordt het gecomprimeerde koudemiddel gecondenseerd om warmte af te staan aan het te verwarmen medium. De temperatuur die met de condensor van het warmtepompdeel kan worden gerealiseerd, is afhankelijk van het type warmtepomp.

Principeschema gasmotor warmtepompWat bij een gasmotor warmtepomp wel afwijkt ten opzichte van een conventionele warmtepomp, is dat er bij de gasmotor warmtepomp extra warmtestromen beschikbaar zijn, namelijk vanuit de motorkoeling en de rookgassen van de gasmotor:

Bij de gasmotor warmtepomp komen meerdere warmtestormen vrij op verschillende temperatuurniveaus. Afhankelijk van de gewenste toepassing kunnen de warmtestromen apart worden benut, of op een slimme manier worden gecombineerd tot één warmtestroom. Een optimale gasmotor warmtepomp wordt verkregen door de warmtestromen als volgt in serie te plaatsen:

  1. Rookgas condensor
  2. Warmtepomp condensor
  3. Motor koeling
  4. Rookgas koeler

Deze opzet heeft een aantal energetische voordelen:

Primaire energie

Bij het toepassen van een elektrische warmtepomp, moet elektriciteit worden ingekocht. Deze elektriciteit is opgewekt met een mix van technieken en brandstoffen. Met de verbranding van 1,0 GJ fossiele brandstof wordt gemiddeld 0,4 GJ elektriciteit opgewekt. De overige 0,6 GJ komt vrij als restwarmte en wordt over het algemeen niet benut.

Bij een gasmotor warmtepomp wordt de fossiele brandstof (aardgas) in de gasmotor verbrand. Bij verbranding van 1,0 GJ aardgas wordt circa 0,35 GJ omgezet in asvermogen, waarmee de warmtepomp wordt aangedreven. Van de overige 0,65 GJ die wordt opgezet in warmte, wordt circa 0,5 GJ nuttig gebruikt. Dit betekent dat in totaal 85% van de primaire energie nuttig wordt gebruikt, in tegenstelling tot 40% bij de toepassing van een elektrische warmtepomp.

Voordelen van de gasmotor warmtepomp

Nadelen van de gasmotor warmtepomp

Lees meer