Experimenteren met een ijsbuffersysteem

Verslag van de sessie over het IJs van Columbus met Patrick Harting (Marsaki) tijdens de ZEN Platformbijeenkomst op 11 september 2018 – door Anton Coops.

Aan de Abel Tasmanstraat in Goes-West staan de eerste grondgebonden woningen in Nederland die verwarmd en gekoeld worden via een ijsbuffersysteem. De nieuwbouwwoningen van corporatie RWS Goes moeten optimaal presteren op gebied van comfort, woonlasten en energie. Het zogenaamde ‘IJs van Columbus’ zorgt ervoor dat de bewoners gedurende het hele jaar kunnen beschikken over voldoende schone, zelf opgewekte energie.

Woningen wekken steeds meer eigen elektriciteit op. Maar dan vooral in de zomer, als de zon volop schijnt. De vraag naar elektriciteit piekt juist in de winter, dus dat levert een probleem op, tenzij de opgewekte energie efficiënt wordt opgeslagen. Tegelijkertijd willen netwerkbeheerders vermijden dat er (in de toekomst) grote verschillen ontstaan tussen vraag en aanbod van elektriciteit. Dit in verband met de stabiliteit van het net en de kosten voor onderhoud en versteviging. De energietransitie is dus om verschillende redenen gebaat bij de ontwikkeling van robuuste oplossingen voor buffering van zonne- en windenergie. Het IJs van Columbus is zo’n buffersysteem. Corporatie RWS Goes en Marsaki Vastgoedadvies experimenteren er al geruime tijd mee.

Tijdens de ZEN Platformbijeenkomst van 11 september presenteert Patrick Harting van Marsaki de resultaten van vier jaar experimenteren met het IJs van Columbus: “We zijn met het IJs begonnen als een proef. RWS is een organisatie die veel investeert in duurzame proefprojecten, onder andere in riothermie en WKO-experimenten.”

Betonnen bak
“Het IJs van Columbus is in de basis gewoon een betonnen bak. Samen met leverancier SolarEis kijken we nu ook of de prijs van het systeem nog verder omlaag kan door kunststof te gebruiken. Een bak van 5 m3 is voldoende om twee woningen op aan te sluiten. Iedere woning heeft een eigen ‘spiraal’ (warmtewisselaar) die zich in de bak bevindt. Verder bestaat het systeem uit zonnecollectoren en een gewone warmtepomp.”

Verwarmen met ijs?
De fysica van het systeem is vrij lastig uit te leggen. “De warmtewisselaar, een lange opgerolde kunststof slang, onttrekt via de warmtepomp zo veel warmte aan het water in de tank, dat dit bevriest. De warmtepomp brengt het water voor de cv-installatie en het warmtapwater op de gewenste temperatuur. Er komt met name veel energie vrij tijdens de faseverandering van water naar ijs. Maar ook aan een hogere watertemperatuur kan warmte onttrokken worden,” doceert Patrick Harting.

“In de zomer kan de warmtewisselaar worden gebruikt om de woning te koelen, waarbij de energie in de tank wordt gebufferd voor de koudere periodes. Een zonneluchtcollector ontdooit het ijs in de tank of verhoogt de watertemperatuur zodat er altijd warmte voorradig is. Deze collector genereert warmte uit de zon en de lucht.”

Harting laat een grafiek zien met een ‘ijsaangroei-curve’. Deze curve is niet helemaal zoals het hoort. “In de winter wil je de warmte bufferen, in de zomer de kou. Aan het begin van de zomer wil je het ijs langzaam laten aangroeien. Deze grafiek laat zien dat het proces te snel is gegaan.” Hoewel het geen hogere ijskunde betreft zoals bij Thialf, vraagt het beheer van het ijsbuffersysteem wel degelijk om enige behendigheid. En er was nog een ander aanloopprobleem: “alle warmtepompen moesten vervangen worden, omdat er geen vorstbeveiliging op zat. De besturingssoftware had bevriezing moeten voorkomen, maar dat is niet gebeurd. De huurders waren uiteraard niet blij. Inmiddels zijn de warmtepompen vervangen en alles draait weer.” Het was al met al een flinke investering voor RWS Goes maar “wij doen dit omdat we het leuk vinden om iets nieuws te doen”.

Vragen uit de zaal
Er zijn heel wat vragen naar aanleiding van de presentatie. Hoe zit het bijvoorbeeld met de COP? “Die is hetzelfde als bij een normale warmtepomp”, aldus Harting. Het systeem is uitgevoerd met zonnecollectoren, maar PV toepassen kan ook. En het concept is schaalbaar. In het project Westerschans in Goes worden 83 appartementen aangesloten op één ijsbak. (De bak wordt eigendom van RWS maar zou ook eigendom van de VvE kunnen worden. Het is een collectief systeem met een centraal opgestelde warmtepompen. Alternatief zou kunnen zijn dat de spiralen van iedereen afzonderlijk zijn.)

Het systeem is toegepast bij EPC 0,4 woningen, het energieverbruik zit ongeveer op 1350 kWh voor het totale systeem. De kosten per woning bedragen ongeveer 10.000 euro voor een compleet systeem.

Hoe zit het met onderhoud? “Het systeem kan geplaatst worden onder je huis, onder een tuin of onder een weg. Je moet er uiteraard wel bij kunnen. Het onderhoud is vergelijkbaar met een gewone warmtepomp, maar er is wel sprake van aanmaken en smelten van ijs in de bak. Onderhoud aan het ijsbuffer is echter niet nodig, Er is door Solareis een systeem gerealiseerd dat draait sinds 2006, waar nooit iets aan onderhoud is gedaan wat betreft de ijsbuffer (buiten visuele controle). De levensduur is van de ijsbuffer is 25 jaar plus.”

Download de presentatie van Patrick Harting

Aanvullende presentaties van eerdere Duitse voorbeelden met ijsbuffers:
Schnepf
Prof. Dr. N. Raschper / IWB


Gerelateerde berichten

PARTNERS

NEPROM NVB Bouwend Nederland Ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties