Propaan / Butaan warmtepomp Kuikenbroederij Van Hulst

Kuikens uitgebroed met warmtepompen

Inleiding

Warmtepompen vormen in potentie overal in de industrie, van mkb tot grote chemie en papierfabrieken, een zuinig alternatief voor het verwarmen van processen en ruimtes met gas- en stoomketels en warmwaterboilers, en ook voor koeling. Met de ervaring van leveranciers en installateurs uit woningbouw en utiliteit neemt ook de interesse van industriële (groot)verbruikers toe in de toepassing van warmtepompen, aangepast aan de lokale situatie. Menig bedrijf kan zo gasloos worden.

Het project

Op het moment dat Kuikenbroederij Van Hulst BV toe was aan de vervanging van de oude warmteketels en boilers op aardgas, was leverancier Servex juist gereed met de ontwikkeling en het testen van een tweetraps-compressiewarmtepomp op propaan en butaan. Mede dankzij DEI-subsidie van RVO bleek de warmtepompinstallatie haalbaar voor het bedrijf, dat zo’n miljoen kuikens per week broedt.

Voor wie

Het demonstratieproject bij Van Hulst geeft aanleiding tot navolging bij middelgrote bedrijven met een behoorlijke warmtevraag, vanaf 100 kW tot enkele MW in alle sectoren. Combinatie met een gelijktijdige koeling van andere processen maakt installatie van soortgelijke warmtepompen eenvoudiger en reduceert de tijd waarin de installatie kan worden terugverdiend.

Wat is nieuw?

Warmtepompen voor mkb zijn hot, maar nog niet bepaald gemeengoed. Warmtepompen op ‘natuurlijke’ koudemiddelen als butaan en propaan zijn compleet nieuw, in dit geval aangepast op de situatie bij Van Hulst: een gewenste cv-watertemperatuur van 80°C voor de verwarming van de broedkasten en met de garantie dat het systeem ook werkt op buitenlucht tot -20°C.

Bij hogere luchttemperaturen neemt de prestatie van het systeem toe, tot een COP van 4,5. Er staat bij Van Hulst een systeem van drie parallelle warmtepompen, wat de betrouwbaarheid van het systeem verhoogt. De leverancier garandeert een goede werking tot -20°C buitentemperatuur. Eén warmtepomp is ook geschikt voor koeling, en gezamenlijk zijn ze voorbereid op een aanstaande uitbreiding.

De warmtepompen zoals toegepast worden in de utiliteit en woningbouw zijn vaak voorzien van schadelijke broeikasgassen. De EU fluorgassenverordening dringt gebruik van deze HFK’s tot 2030 met 80% terug. Voor mkb-ondernemers is investeren in warmtepompen met HFK’s daarmee eigenlijk geen optie.

Belangrijkste punten van onderzoek

Het traject in aanloop naar de commerciële toepassing was vooral gericht op de optimale werking en een hoge betrouwbaarheid van het systeem. Daarnaast was het belangrijk om synthetische werkvloeistoffen te vermijden. Onder andere de recent uitgebrachte KNVvK werkvoorschriften maken toepassing van propaan en butaan steeds gebruikelijker. Bij werken volgens de voorschriften is veiligheid geen issue.

Besparing binnen dit project

Ten opzichte van de oude warmteketels bespaart de warmtepompinstallatie alle aardgas. In plaats daarvan neemt het elektriciteitsverbruik toe, wat de vergroting van capaciteit van de elektriciteitsvoorziening (transformator) met zo’n 30% vereist. Over het gehele jaar dient de warmtepomp ten minste 20% energie te besparen en ruim 50% aan energiekosten ten opzichte van de huidige gasgestookte cv-ketels, waardoor de investering in de installatie in vijf jaar wordt terugverdiend.

Brede toepassing

Een realistisch perspectief voor deze toepassing in het mkb is een aantal van 5000 kleinere warmtepompen (tot 100 kW) en maximaal 500 grote warmtepompen per jaar, wat 1% van het theoretisch potentieel bedraagt. De reële potentiële besparing daarvan is 0,4 PJ/jaar.

Looptijd

Het project loopt sinds 2017 en loopt af medio 2018, als de installatie ongeveer een maand eerder in werking is getreden.

Partners

Kuikenbroederij van Hulst BV, Servex Koeltex BV.

Volgende stappen

Leverancier Servex is al bezig om nieuwe markten te beleveren, zoals in de vleesverwerking, champignonkweek, et cetera. De warmtepompen op butaan en propaan lenen zich vooral goed voor bedrijven met gelijktijdige koeling, omdat dan de afvalwarmte kan worden gebruikt als input voor de warmtepomp.

Hatching chicks with heat pumps

Introduction

Heat pumps are potentially an energy efficient alternative for heating processes with gas and steam boilers and water boilers throughout the industry, from SMEs to large chemical and paper plants, and also for cooling. With the growing expertise of suppliers and installers in dwellings and utility buildings, more industrial (large) consumers become interested in the application of heat pumps tailored to their local situation. Many companies can thus become ‘gasless’.

The project

At the time that Van Hulst BV's Kuikenbroederij (chicks hatchery) was in the process of replacing the old heat boilers on natural gas, supplier Servex was just about to develop and test a two-stage compression heat pump on propane and butane. Partly due to the RVO’s DEI-subsidy, the heat pump installation proved viable for the company, which breeds about a million chickens per week.

For whom

The demonstration project at Van Hulst deserves a follow-up by medium-sized companies with a considerable heat demand, around 100 kW to a few MW. Combination with simultaneous cooling of other processes simplifies the installation of heat pumps and reduces the pay-back time.

What's new?

Heat pumps for SMEs are hot, but not yet common. Heat pumps on 'natural' refrigerants such as butane and propane are completely new, in this case adapted to the situation at Van Hulst: a desired water temperature of 80°C for the heating of the incubators and with the guarantee that the system also works on outside air down to -20°C.

At higher air temperatures, the performance of the system increases to a COP of 4.5. Van Hulst has a system of three parallel heat pumps, which increases the reliability of the system. One heat pump is also suitable for cooling, and together they are prepared for an upcoming expansion.

The heat pumps as applied in the utility and residential construction are often provided with harmful greenhouse gases. The EU Fluorocarbon Regulation reduces the use of these HFCs by 80% until 2030. For SMEs, investing in heat pumps with HFCs is therefore not an option.

Key points of research

The preparation process of the commercial application was mainly focused on the optimal operation and high reliability of the system. In addition, it was important to avoid synthetic working fluids.

Among other things, the recently published KNVvK work instructions make the use of propane and butane increasingly common. Safety is not an issue when working