Warmwatertanks bieden laagdrempelige opslag in huis

De temperatuur in de Hydrobag ligt in principe op z’n laagst tussen de 30 en 40 °C, zelfs in de winter.

Hydrobag – van dakbedekking tot bufferzak

Met behulp van een flexibele zak een energieneutraal huis, bedrijf, sportcomplex of zwembad maken? Het kan met de Hydrobag. Dit innovatieve buffervat ontstond volgens accountmanager Simon Berendsen vanuit de behoefte om onrendabele ruimtes praktisch te benutten. Het laatste zetje vond enkele jaren geleden plaats, toen de Hydrobag ‘in de kroeg’ werd uitgetekend op een bierviltje. Daar werd het idee voor een flexibele opslagtank geboren; de Hydrobag, gemaakt van het duurzame materiaal EPDM en met buffercapaciteiten van 500 tot 10.000 liter.
Met een dakdekker in de familie werd EPDM al snel als oplossing naar voren geschoven. ‘Het is een wat exclusiever materiaal, maar daar staan een uitstekende stabiliteit, isolatie en lange levensduur van minimaal 40 jaar tegenover. Een veelvoud van de levensduur van een traditionele stalen buffertank. Door de gevulkaniseerde onderdelen met behulp van hete stempels aan elkaar te bevestigen, behoudt de zak ook zijn vorm’, legt Berendsen uit. ‘Dankzij deze flexibele eigenschappen kunnen we dit buffervat in bijna elk gewenst model en formaat produceren. Hierdoor is het geschikt voor beperkte ruimtes, zoals kruipruimtes en zolders. Maar we kunnen ‘m ook ingraven in de tuin of onder de oprit; een erg populaire keuze tegenwoordig. Daarbij bouwen we uiteraard wel een bekisting om de druk van buiten op te kunnen vangen.’
Berendsen vervolgt: ‘De isolatieschil, gemaakt van hoogwaardig EPS-materiaal met een RD-waarde van 5.8, biedt een optimale isolatieoplossing voor de Hydrobag. Dit draagt niet alleen bij aan een efficiënte opslag van warmte, maar ook aan duurzame energiebesparing in gebouwen. De isolatieschil is gemakkelijk te installeren en kan net als de Hydrobag zelf op maat worden gemaakt voor elke Hydrobag-installatie.’

Energiebronnen en werking

De Hydrobag vormt het hart van een groep samenwerkende systemen waaronder heatpipes, zonnepanelen, een warmtepomp en slimme besturing. Maar ook een bestaande cv-ketel kan als back-up worden gebruikt. ‘In tegenstelling tot traditionele buffertanks bevat de Hydrobag geen spiralen, maar is het een zogeheten gesloten systeem waarbij tussenschotten zorgen voor stevigheid. Warmtebronnen, zoals heatpipes, zonnecollectoren of een hout- of pelletkachel met cv-installatie, brengen de warmte in de zak met behulp van een warmtewisselaar. Diezelfde wisselaar zorgt er met hulp van een cv-ketel of, indien nodig een warmtepomp, vervolgens voor dat de warmte wordt overgedragen aan het water in het afgiftesysteem’, vertelt Berendsen. ‘Het water blijft in de Hydrobag. We onttrekken alleen de warmte die we erin opslaan.’ Hoewel het systeem seizoensgevoelig is, hoeven gebruikers zich volgens de accountmanager geen zorgen te maken over hoogoplopende kosten in de koudere maanden.
‘De temperatuur ligt in principe op z’n laagst tussen de 30 en 40 °C, zelfs in de winter. Het verwarmen van standaard koud water van 10 °C naar 60 °C kost meer energie dan wanneer er al 30 °C vanuit onze bufferzak komt en dat verwarmd wordt tot diezelfde 60 °C. Zelfs in de winter behalen we dus een besparing. Vanaf maart/april is dat verschil nog kleiner, want dan behalen we zo’n 50 tot 60 °C in de Hydrobag en ligt de warmtevraag vooral bij het warm tapwater. Het verwarmen van de woning speelt tot eind september slechts een marginale rol, waardoor huishoudens in die periode soms alleen de warmtepomp of cv-ketel aanspreken als doorgeefluik om de warmte uit de Hydrobag in het afgiftesysteem te krijgen.’ Over seizoensopslag is Berendsen duidelijk: ‘Dat gaan we niet redden. Wel leggen we in overleg met de klant het beste systeem uit, waarbij zij zo lang mogelijk warmte kunnen onttrekken uit de Hydrobag.’

Nú is de beste tijd

Warmte opslaan in water om het later te onttrekken voor het verwarmen van het tapwater en de woning neemt volgens Berendsen een enorme vlucht. ‘Vooral nu men weet dat de salderingsregeling bij zonnepanelen verdwijnt, stijgt de interesse.’ Daar speelt het bedrijf slim op in door middel van een power-to-heat module. Deze module wordt aangesloten op een warmte-element dat het energieoverschot van de zonnepanelen gebruikt om het water in de Hydrobag op te warmen. Dan wordt het zelfs mogelijk, uiteraard bij een optimale inregeling, om een nul-op-de-meterwoning te realiseren. ‘Maar ook wanneer gebruikers een bestaande cv-installatie hebben, vermindert ons product het gasverbruik met gemiddeld 50 procent.’

De warmtebatterij krijgt een betonnen plaat op de bovenkant en moet daarop nog minimaal 25 cm grond hebben.

Solarfreezer – verwarmen en koelen

Een andere oplossing is de SolarFreezer. Deze richt zich op twee uitganspunten: een hoog comfort in de woning en een zo laag mogelijk energiegebruik. ‘Want,’ zo begint algemeen directeur Jacques Mathijsen, ‘we moeten met z’n alleen minder energie, water en materialen gaan gebruiken, oftewel zuiniger leven.’ Met de SolarFreezer denkt het bedrijf de heilige graal te hebben gevonden.
Mathijsen: ‘In ons systeem is de water/water-warmtepomp de baas. Thermische collectoren achter de zonnepanelen onttrekken warmte aan de zon en buitenlucht. Deze thermische energie gaat naar de warmtepomp die het gebruikt voor de vloerverwarming en warm tapwater. Het overschot aan thermische energie wordt opgeslagen in onze bufferzak voor de koude periodes.’
Het idee voor de SolarFreezer ontstond een jaar of tien geleden toen Mathijsen en zijn team op zoek gingen naar een alternatief voor de ‘niet-zo-stille’ lucht/water-warmtepomp. ‘De prijs van een lucht/water-warmtepomp werkt in z’n voordeel. Het hogere energiegebruik, de hoeveelheid onderhoud en het geluid dat ie produceert maken de lijst met nadelen langer dan de voordelen. Grondboringen vonden we een goed alternatief, maar we zagen op tegen het maken van al die gaten in de grond en de bron-vergunningen die daarbij komen kijken. Waarom dan niet een combinatie van thermische collectoren als opwekker, de stille water-water warmtepomp als gebruiker en een bufferzak in de kruipruimte onder de woning als opslag?’

Elk seizoen comfortabel

Waar andere warmtebatterijen overtollige energie en warmte van installaties op het dak gebruiken om warm water van soms wel 60 °C te produceren en op te slaan, blijft de watertemperatuur van de SolarFreezer maximaal op 18 tot 20 °C. ‘Een bufferzak van 10 kuub volstaat voor de meeste woningen.’ Het laag houden van deze temperatuur brengt nog een voordeel met zich mee. Mathijsen: ‘In plaats van alleen te profiteren van de warmte van pvt-panelen of heatpipes, kunnen we het water in de zomer voor vloerkoeling gebruiken.’
In de wintermaanden maakt de SolarFreezer gebruik van een bijzondere eigenschap van water. ‘In de koude maanden van het jaar maakt de warmtepomp gebruik van zowel de pvt-panelen als ook van de bufferzak voor het maken van warm tapwater en het verwarmen van de ruimtes. Hoe koud het in de winter ook kan zijn, als de zon schijnt dan is er warmte. Als er een donkere, koude periode aanbreekt, gebruiken we de energie die opgeslagen is in de bufferzak. De kristallisatie-eigenschap van water zorgt ervoor dat er nog meer energie beschikbaar is. De hoeveel energie die namelijk vrijkomt bij de overgang van water naar ijs, is gelijk aan de hoeveelheid energie die vrijkomt bij het afkoelen van 80 °C naar 0 °C. Zodra er warmte vrijkomt op het dak wordt deze gebruikt voor de warmtepomp, maar als er warmte over is dan stoppen we deze weer in de bufferzak.’

De Borg-constructie kan een druklast van 1.000 kg/m2 weerstaan, ruim voldoende voor in de tuin of zelfs de oprit.

Schaal- en recyclebaar

Volgens Mathijsen valt of staat het verduurzamen van een woning met de ‘heilige’ drie-eenheid: isoleren, ventileren en het lage temperatuurafgiftesysteem. De SolarFreezer kan dan ook niet zomaar worden geplaatst. Zo moet de woning beschikken over een goede isolatie, lage temperatuur verwarming en uiteraard een kruipruimte voor het plaatsen van de bufferzak. ‘Los van die eisen is het product volledig schaalbaar. Een basissysteem is 6 of 8 kW, maar we kunnen opschalen naar zelfs 70 kW. Dit vermogen passen we binnenkort toe in een zorgcomplex. En als de wensen en eisen van gebruikers veranderen en een aanpassing van het systeem nodig is, dan kunnen we de materialen afkomstig uit de huidige installatie een-op-een hergebruiken of aanpassen. We willen gebruikers meer bieden dan een besparing op hun energierekening. We willen systemen maken die milieutechnisch ook interessant zijn. Daarom zoeken we continu naar circulaire oplossingen.’

Borg Energy Storage – energiebesparing gewaarborgd

Verwarm je huis. Niet de planeet. Met die gedachte als motto, ontwierp het team van Borg Energy in samenwerking met TNO, het Dreamhûs in The Green Village en de TU Delft een warmtebuffer. Deze opslagtank bestaat uit een grote EPS (piepschuim) constructie, waarin 4.000 liter water wordt opgeslagen. De ondergrondse opslag vereist een oppervlakte van zo’n 12 m², en kan onder de grond in de tuin, onder de oprit of in het geval van nieuwbouw, onder de woning worden geplaatst.
Slimme software regelt de aansturing van de warmtepomp. De software combineert gegevens van de temperatuur in het buffervat, het weerbericht een week vooruit, dynamische energieprijzen tot 34 uur vooruit en de verwachte warmtevraag in de woning bij een bepaald weertype. Op basis van deze informatie wordt er geanticipeerd op verwachte omstandigheden van enkele dagen tot twee weken vooruit. Op dagen met veel zonne- en windenergie en dus lage prijzen, wordt door middel van een warmtepomp elektriciteit omgezet in warmte die in de buffer wordt opgeslagen. Wanneer er weinig zon en wind is, wordt de warmte uit de buffer gebruikt om het huis te verwarmen en te voorzien van warm tapwater.

De SolarFreezer richt zich op twee uitganspunten: een hoog ­comfort in de woning en een zo laag mogelijk energiegebruik.

Tapwatertemperatuur

‘Met 4.000 liter water kunnen we ruim 200 kWh als thermische energie opslaan’, vertelde Steffien Eijssen van Borg Energy Storage in een eerder interview met vakblad E&W Installatietechniek. ‘Het water wordt tot maximaal 80 °C verwarmd, maar zal vaker een opbouw van een gelaagdheid aan temperatuur in het buffer kennen. De gelaagdheid wordt op basis van het hydraulische systeem optimaal gehandhaafd. Daardoor kan het bovenste deel van de buffer altijd op tapwatertemperatuur zijn, zonder dat de gehele buffer continu op dat niveau hoeft te worden gebracht.’\\
De warmtebuffer heeft geen last van degradatie en gaat volgens Borg Energy minstens 50 jaar mee. Daarmee is de opslagcapaciteit onder de streep per kilowattuur veel voordeliger. EPS heeft niet alleen een hoge isolatiewaarde, maar kan ook zwaar worden belast. De constructie kan een druklast van 1.000 kg/m² weerstaan. Vandaar ook dat deze prima onder de oprit kan. De warmtebatterij krijgt een betonnen plaat op de bovenkant en moet daar bovenop nog minimaal 25 cm grond hebben.

De eerste plaatsingen

De warmtebuffer kost zo’n 15.000 euro, inclusief btw en exclusief plaatsing. De terugverdientijd is afhankelijk van verschillende factoren, zoals het energielabel, energiecontract, installatietechniek en gezinssamenstelling. In de verschillende scenario’s die Borg heeft opgesteld, varieert de besparing op de verwarmingskosten van 40 tot ruim boven de 60 procent. Daarmee ligt de terugverdientijd veelal tussen de vijf en vijftien jaar.
Woningcorporatie WoonFriesland had de primeur met de eerste twee warmtebuffers: eentje bij een nieuwbouwwoning in Koudum en de andere werd geplaatst bij een renovatiewoning in Burgum. Eijssen: ‘De resultaten die de Borg voor deze woningen oplevert, gaan we uiteraard nauwlettend volgen. Eind dit jaar plaatsen we de eerste in serie geproduceerde buffers.’

Tekst: Laura Timmermans
Fotografie: Hydrobag, SolarFreezer, Borg Energy Storage