MagnetoCaloric HeatPump Pilot

Aanleiding

15% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen is afkomstig van koelsystemen. Supermarkten zijn hierin een grootverbruiker.

Een groot deel van de Nederlandse supermarkten maakt voor koeling gebruik van compressors op basis van HFK's of synthetische koudemiddelen. Deze gassen hebben een CO2-equivalent van soms enkele duizenden. In combinatie met de energie die nodig is om de systemen te laten opereren, telt dit op tot een enorme jaarlijkse uitstoot per supermarkt.

Het alternatief, de CO2-compressor, presteert weliswaar beter, maar heeft nadelen in de energie-efficiëntie, operationele druk en prestaties bij hoge temperaturen.

Magneto is een bedrijf dat ontsproten is aan de TU Delft. Zij zijn in het bezit van een uniek, gepatenteerd recept voor een relatief goedkope legering van magnetocalorisch materiaal. Deze materialen hebben de bijzondere eigenschap dat ze opwarmen wanneer ze in een magnetisch veld worden geplaatst en vice versa.

Van dit materiaal kan een regenerator ontwikkeld worden die de basis vormt voor een magnetische warmtepomp. Dit zou een doorbraak betekenen voor energiezuinige en emissieloze koeling, niet alleen voor supermarkten, maar voor allerlei sectoren.

Doelstelling

Het doel van dit project is het bouwen van een pilotopstelling bij Frimex, een engineering, installatie en onderhoudspartij voor koelsystemen in supermarkten.

Zij zullen de omstandigheden van een supermarkt nabootsen en een prototype warmtepomp (ontwikkeld door Magneto en leverancier Magnoric) aan tests onderwerpen om de prestaties in kaart te brengen en de businesscase voor de eindgebruiker te valideren.

Korte omschrijving

Het project bestaat uit drie werkpakketten.

1. Tijdens het eerste werkpakket worden de magnetische regeneratoren ontwikkeld. Deze bestaan uit lagen magnetocalorisch materiaal die 3D-geprint zullen worden. In deze prototypes zijn de vormgeving cruciaal. Het systeem moet namelijk onder een optimale druk opereren om de warmteoverdracht in de regeneratoren te bewerkstelligen zonder dat het efficiëntie verliest. Ook moet in de materialen rekening gehouden worden met de Curietemperatuur en het gedrag van de verschillende materiaallagen.

2. In het tweede werkpakket wordt met partner Magnoric de warmtepomp ontworpen, ontwikkeld en wordt het prototype opgeleverd. Het gaat om een relatief kleinschalig prototype van 3 tot 5 kilowatt. De meeste van deze componenten zijn al beschikbaar; het betreft vooral optimalisatie en testen.

3. In het derde werkpakket wordt de pilotopstelling gebouwd bij Frimex en wordt de efficiëntie, de stabiliteit en de duurzaamheid van het systeem getest.

Resultaat

Het resultaat is een gevalideerde pilotopstelling met een significant lager energieverbruik ten opzichte van bestaande alternatieven, zonder gebruik van schadelijke koelmiddelen en met een verdubbelde levensduur vanwege het eenvoudigere ontwerp.

Deze resultaten zullen worden gerapporteerd en leiden tot een investeringsbeslissing in een demonstratieproject.