De elektrificatie van industrieel verwarmen gaat stroef omdat industriële warmtepompfabrikanten moeilijk kunnen concurreren met gasgestookte systemen. Ook industrieel koelen blijft duur door sterk gestegen elektriciteitsprijzen. Fabrikanten én eindgebruikers van industriële warmtepompen ondervinden dit.
De X-pander is een multi-fase drukwisselaar die door slim ontwerp voorheen verspilde energie binnen het warmtepomp systeem kan herwinnen. Door drukwisseling te gebruiken tussen vloeibaar, en gasvormig koudemiddel verkrijgt het koudemiddel een groter energiedragend karakter. Dit vermindert compressor energieverbruik óf biedt 15-30% meer capaciteit voor koelen en/of verwarmen!
Op The Green Village wordt de X-pander voor het eerst getest op een professionele warmtepompopstelling. HeatLift Dynamics test of hun drukwisselaar integer en betrouwbaar presteert bij nieuwe en bestaande warmtepompen. Ook de energierendementswinst wordt berekend tijdens de test.
Partners
Om de testopstelling van de X-pander te valideren en voor kwaliteitswaarborging, heeft HeatLift Dynamics twee industriële warmtepompinstallateurs als projectpartner. IBK en Warmtebouw zijn beiden ervaren partijen in deze sector, en altijd zeer benieuwd naar de volgende warmtepompinnovaties. IBK ondersteunt met de systeem-engineering van de X-pander. Warmtebouw is als installateur van de bestaande kantoorwarmtepomp die zij retrofitten, ideaal is om de testopstelling te inspecteren.
X-pander: multi-fase drukwisseling voor efficiëntere warmtepompen
De X-pander is een multi-fase drukwisselaar die wordt toegepast in warmtepompen en koelinstallaties ter vervanging van het conventionele expansieventiel. In klassieke systemen wordt de drukverlaging gerealiseerd via een expansieventiel, waarbij het proces nagenoeg isenthalpisch verloopt en een groot deel van de beschikbare drukenergie verloren gaat in de vorm van irreversibele verliezen (entropietoename door wrijving).
De X-pander doorbreekt dit principe door gebruik te maken van drukwisseling tussen vloeibaar en gasvormig koudemiddel. In plaats van drukenergie te dissiperen, wordt deze actief overgedragen binnen het systeem. Hierdoor wordt een deel van de exergie die normaal verloren gaat tijdens expansie, teruggewonnen.
Thermodynamisch resulteert dit in een verlaging van de specifieke enthalpie van het koudemiddel na expansie, bij een lagere entropietoename dan bij conventionele expansie. Het koudemiddel kan hierdoor in de verdamper meer warmte opnemen per eenheid koudemiddel, wat direct leidt tot een hogere koel- of verwarmingscapaciteit.
Het terugwinnen van drukenergie heeft twee belangrijke systeemeffecten: verminderde compressiearbeid doordat het koudemiddel met een gunstiger toestand de compressor binnenkomt, daalt de benodigde specifieke arbeid van de compressor. Dit verlaagt het energieverbruik en verhoogt de Coefficient of Performance (COP). Het tweede effect is capaciteitsvergroting: bij gelijkblijvend elektrisch vermogen kan de warmtepomp 10–20% meer koel- of verwarmingsvermogen leveren, afhankelijk van het werkgebied en het koudemiddel.
In tegenstelling tot roterende expanders of turbo-expanders bevat de X-pander geen draaiende onderdelen. De drukwisseling vindt plaats via gepatenteerde configuratie die geschikt is voor subkritische cycli en meerfasige stroming. Deze technologie is robuust, onderhoudsarm en breed toepasbaar in industriële warmtepompen vanaf circa 100 kW thermisch vermogen.
De X-pander verhoogt daarmee de systeemefficiëntie van warmtepompen fundamenteel, door een historisch inefficiënt onderdeel van de koelcyclus te vervangen door een actief drukterugwinningsmechanisme. Dit vormt een belangrijke stap richting energie-efficiënte, schaalbare en economisch haalbare elektrificatie van industriële warmte en koude.
