Quatt - an AI-controlled hybrid heat pump

Aanleiding

Het 'Quatt – an AI-controlled hybrid heat pump' project is in de vorige aanvraagronde van de DEI+ 2021 ingediend (onder E-tranz B.V.) maar vanwege de precaire fase waar het bedrijf en het project zich op dat moment in bevonden, niet gehonoreerd.

In de tussentijd heeft Quatt grote stappen kunnen maken op bedrijfsmatig gebied waardoor alle afwijzingscriteria op dit moment verholpen zijn. Zo is er al €1 miljoen aan investeringen opgehaald, is alle benodigde expertise aangenomen, is er voor een gezamenlijk engineeringsproject met de leverancier getekend, zijn er al 2500 pre-orders binnen en is er een vergaande samenwerking aangegaan met een arbeidsintermediair voor de werving van installatiepersoneel.

Ook is er een nieuwe urgentie naar de innovatie ontstaan: door de oorlog in Oekraïne moet Nederland zo snel mogelijk van het gas af. Warmtepompen bij huishoudens installeren is in de overheidsplannen aangemerkt als laaghangend fruit. Dit is ook terug te zien aan de interesse vanuit de consumenten en het aantal toenemende pre-orders die Quatt ontvangt.

Doelstelling

Met het oog op het Parijs-akkoord en het Nationale Klimaatakkoord heeft Nederland als doelstelling gesteld om in 2050 volledig gestopt te zijn met het gebruik van aardgas en om volledig CO2-neutrale huishoudens te realiseren.

De recentelijke ontwikkelingen in Oekraïne hebben de urgentie naar aardgasloze technologieën verder verhoogd. Eén manier voor het verduurzamen van de woning is het (deels) vervangen van de traditionele op gas gestookte cv-ketel voor een warmtepomp.

Uit onderzoek van Radar blijkt dat:

• 20% van de mensen met een warmtepomp ontevreden is over de werking van het duurzame alternatief.
• 20% van de mensen krijgt het huis niet warm genoeg.
• Bij 17% valt de energierekening zelfs hoger uit na de warmtepompinstallatie.

Voor deze woningen zou een hybride warmtepomp een goede uitkomst bieden. Het kabinet heeft aangekondigd dat vanaf 2026 de hybride warmtepomp de standaard moet worden voor het verwarmen van woningen. Voor een grootschalige adoptie is het echter noodzakelijk dat de terugverdientijd wordt verkort, en belangrijke obstakels zoals esthetiek en geluidsoverlast worden opgelost.

Korte omschrijving

Middels het pilotproject wordt onderzoek verricht om de software en hardware te ontwikkelen om het product als geheel markt klaar te maken. Aan de pilot zullen 100 huishoudens deelnemen.

Het is noodzakelijk dat er minimaal 100 huishoudens meedoen omdat de data van deze huishoudens wordt gebruikt voor het trainen van verschillende modellen en het verbeteren van de logica. Hiervoor moet van elk type woning een representatief aantal worden opgenomen in het pilotproject.

De warmtepompen worden ingekocht, uitgerust met de slimme aansturing van Quatt en geïnstalleerd bij de 100 huishoudens. Installatie wordt grotendeels door Quatt zelf gedaan. Gedurende één jaar worden de warmtepompen getest. De duur van de pilot is zo gekozen dat men resultaten kan ophalen uit alle 4 de seizoenen.

Een belangrijk onderdeel van de validatie is het aantonen van het werkingsprincipe van de slimme aansturing en de daarmee gepaarde energiebesparing van de innovatie. Hierop volgt de doorontwikkeling van de slimme aansturing van de hybride warmtepompen middels model predictive control en een “Digital Twin”.

Resultaat

Quatt beoogt met dit project een slimme hybride warmtepomp te ontwikkelen die de belangrijkste obstakels voor consumenten wegneemt, het gasverbruik significant verlaagt en als belangrijke tussenstap zal fungeren naar full-electric woningen.

Het project zal een rapport genereren waarin staat welke parameters in welke mate invloed hebben op het energieverbruik. Op basis van deze parameters worden vervolgens de algoritmes ontwikkeld die de aansturing van het verwarmingssysteem inclusief cv-ketel mogelijk maken.

Vervolgens wordt de warmtepomp inclusief de ontwikkelde aansturing getest bij 100 pilot-klanten. De kennis uit dit project zal worden gebruikt om het concept verder uit te rollen. Dit pilotproject realiseert een effectieve tussenoplossing die uiteindelijk zal leiden tot het in het Klimaatakkoord gestelde einddoel: efficiënte full-electric woningen.

Als stip op de horizon beoogt men in de toekomst middels een heating as a service-propositie haar afnemers optimaal gebruikscomfort te bieden met het laagst mogelijke energieverbruik, en door een geaggregeerde aansturing van de warmtepompen de piekbelasting op het grid te kunnen verlagen en grid balancing te realiseren.