Mei 2024
Met restwarmte uit koelmachines volledig van het gas af
Het gebruik van fossiele brandstoffen afbouwen, het benutten van een enorm overschot aan zonne-energie en tegelijk de flinke ongelijktijdigheid in warmtevraag en beschikbaarheid van restwarmte opheffen. Dit waren de puzzelstukken waarmee CogasTech een slim energieconcept creëerde. De technisch dienstverlener uit Emmeloord bedacht en realiseerde voor de Wezenberg Groep een installatie waarin zonnestroom als energiebron een ingenieus warmtepompsysteem met twee verschillende buffers voedt.
De Wezenberg Groep, een familiebedrijf in IJsselmuiden, is gespecialiseerd in koeltransport en de distributie van AGF-producten en levensmiddelen. Met vier vestigingen in Nederland, zo’n 230 vrachtwagencombinaties en 400 man personeel is het een grote speler in dit marksegment. Op het bedrijfscomplex in IJsselmuiden staan meerdere gebouwen, waaronder op- en overslagfaciliteiten, koelcellen, een kantoor en een grote werkplaats waar men trucks en trailers onderhoudt en reviseert. Dagelijks zorgen hun vrachtwagens voor de aanvoer en distributie van vele soorten versproducten. Deze producten halen ze op bij groentetelers en andere producenten in de regio, om ze vervolgens naar distributiecentra van supermarktketens in Nederland en Duitsland te brengen.
Koelcellen en wasstraat
‘We hebben hier een vrij omvangrijk op- en overslagcentrum waar bijna dagelijks verse groenten binnenkomen. Deze slaan we kortstondig op in een van de dertien koelcellen. In de loop van de dag en ’s avonds stellen we dan gemengde ladingen samen die daarna naar de verschillende distributiecentra worden gebracht’, zo vertelt Margriet Boersma van de Wezenberg Groep. ‘De groenten die onze chauffeurs ophalen, arriveren vanaf ongeveer 4 uur ’s middags in onze loodsen. Op dat moment gaan de koelcellen in de loods aan. Aan het einde van de avond en na middernacht, als alle gemengde vrachten zijn samengesteld en naar hun definitieve bestemming zijn vertrokken, zetten we de koelcellen weer uit.’
‘In een ander deel van onze loods hebben we een wasstraat waar we de kunststof kratten wassen waarin de telers hun producten aanvoeren. Die kratten komen leeg vanuit de distributiecentra weer bij ons terug’, vertelt Boersma. ‘Wij maken ze vervolgens schoon, waarna ze teruggaan naar de telers als wij groenten bij hen ophalen.’ Voor het wasproces van deze kratten investeerde Wezenberg Groep in een indrukwekkende wasstraat die de kratten in hoog tempo schoonmaakt. Deze wasstraat vereist warm water dat tot voor kort met cv-ketels werd verwarmd. ‘Het wassen doen we in twee ploegen; de eerste begint om vijf uur ’s ochtends en de laatste dienst stopt om ongeveer acht uur ’s avonds met wassen’, zegt Boersma.
‘Cogas Tech moest oplossing bedenken om ongelijk-tijdigheid energie-stromen af te stemmen‘
In de wasstraat worden de kunststof kratten in hoog tempo schoonmaakt met warm water, gemaakt met de door eigen zonnestroom gevoede warmtepompen en de warmtebuffers.
Omvangrijke pv-installatie
Wezenberg Groep heeft de afgelopen jaren flink geïnvesteerd in zonne-energie. Inmiddels liggen op alle gebouwen pv-panelen, zo’n 17.000 stuks in totaal. Deze wekken zoveel elektriciteit op, dat de opbrengst meer is dan Wezenberg Groep zelf kan gebruiken. Omdat de teruglevering steeds minder interessant en ook steeds lastiger wordt, legde het bedrijf bij CogasTech de vraag neer hoe ze die zonnestroom konden inzetten om het gasverbruik voor de wasstraat te vervangen. CogasTech is een gespecialiseerd installatiebedrijf dat vooral werkzaam is in de glastuinbouw en de agrarische sector. Herwin Schipper legt namens Cogas Tech uit wat de uitdaging inhield: ‘Wij zijn erg bekend met de tuinbouwsector en hebben dergelijke vraagstukken al vaker opgelost. Het komt erop neer dat we voor Wezenberg Groep een oplossing moesten bedenken om de ongelijktijdigheid van de energiestromen op elkaar af te stemmen. Als je het vraagstuk afpelt, hebben we het feitelijk over drie verschillende momenten. Tussen 11.00 en 15.00 uur is er een overschot aan zonnestroom, die op dat moment ook niet veel waard is als je die teruglevert. Vanaf 05.00 uur tot 20.00 uur heeft de wasstraat warm water nodig. En van 16.00 uur tot 24.00 uur werken de koelcellen en produceren zij restwarmte. Het liefst zouden we die restwarmte uit de koelcellen rechtstreeks gebruiken om het water voor de wasstraat te verwarmen. Alleen ga je die koelcellen natuurlijk niet aanzetten als dat niet nodig is.’
De liggende restwarmtebuffer (150 m3) en de staande proceswarmtebuffer met een inhoud van 400 m3.
Twee type buffers
CogasTech ontwikkelde een installatie waarbij twee type buffers worden ingezet. De eerste buffer, een lage temperatuur buffer, slaat de restwarmte op die uit de koelinstallatie komt. Via een warmtewisselaar met een maximale capaciteit van 250 kW haalt men de restwarmte uit de koelmachines met een maximale temperatuur van 27 °C. Deze installatie vult tussen 16.00 en 24.00 uur de liggende restwarmtebuffer met een inhoud van 150 m3. Zodra de volgende dag de zon opkomt, gaat tussen 11.00 en 15.00 uur de warmtepompinstallatie aan het werk. Deze waardeert de warmte met die relatief lage temperatuur uit de restwarmtebuffer op naar 55 °C. Die warmte gaat vervolgens naar een staande proceswarmtebuffer met een inhoud van 400 m3. Die hoogwaardige warmte gebruiken de operators van de wasstraat vervolgens om vanaf 05.00 uur ’s ochtends de kunststof kratten met warm water schoon te maken.
‘Deze installatie werkt volgens het principe van het ‘open buffersysteem’, vertelt Schipper. ‘Het is een concept dat we in de tuinbouw al vaker toepassen, maar dat in de logistiek of industrie niet zo gebruikelijk is. Door het toepassen van deze twee buffers kunnen we twee obstakels wegnemen; we kunnen de restwarmte uit het ene systeem op een ander moment gebruiken in het andere systeem. En we kunnen de warmtepompen laten draaien op het moment dat dit qua stroomaanbod het gunstigst is. Bovendien werken de warmtepompen met een brontemperatuur van ruim 25 °C, waardoor ze eigenlijk altijd met een COP tussen de 5 en 6 werken. Het is dus een systeem met een zeer hoog rendement dat uiteindelijk 170.000 m3 aardgas per jaar bespaart.’
‘Het systeem bespaart uiteindelijk 170.000 m3 aardgas per jaar’
In het straatje staat een cascadesysteem van twee keer drie Thermia warmtepompen met een gezamenlijk vermogen van 680 kW.
Cascade van 6 warmtepompen
Schipper legt uit dat het open buffersysteem, waarmee het laden en ontladen van de buffers gelijktijdig kan plaatsvinden, hier dus inhoudt dat de warmtepompen de lage temperatuurbuffer als bron kunnen gebruiken. Maar als het past kunnen ze ook rechtstreeks gebruikmaken van de warmte die uit de koelinstallatie komt. ‘We installeerden een cascadesysteem van twee keer drie Thermia warmtepompen met een gezamenlijk vermogen van 680 kW. Tachtig procent van de installatie levert condensorwarmte van 55 °C en twintig procent levert heetgaswarmte van 75 °C. Het werken met gelaagde buffertanks zorgt ervoor dat zowel de warmtepompen als de wasmachine altijd met een optimale brontemperatuur kunnen werken. Om die reden wordt de warmte uit de heetgasinstallatie met een aparte leiding in de procesbuffer gebracht om een eigen temperatuurlaag te creëren.’
Schipper vertelt dat een slim programma continu wordt gevoed met de temperatuurniveaus in de buffer. Op basis van die informatie, maar ook op basis van het aanbod van zonnestroom en de energieprijs, regelt de computer het aansturen van de warmtepompen. ‘Het is in principe ook mogelijk om de warmtepompinstallatie aan te zetten als de energieprijzen negatief zijn. Dit gebeurt steeds vaker, en het is natuurlijk voordelig om de warmtepompen aan te zetten wanneer het energiebedrijf geld toe geeft als je stroom afneemt. Maar veel belangrijker nog is dat de Wezenberg Groep zijn eigen zonne-energie nuttig kan gebruiken. De omvang van de buffers is hier ook op gedimensioneerd.’
De oude gasketels staan nu nog op hun plek, maar zijn niet meer aangegaan sinds het warmtepompsysteem in 2023 in gebruik is genomen. Wat volgens Schipper wel belangrijk was in de ombouw van dit systeem, is dat Wezenberg Groep recent de wasstraat heeft vernieuwd. ‘De vorige wasstraat werkte op een hogere temperatuur, met warm water van 80 °C. Deze nieuwe wasstraat functioneert wat dat betreft efficiënter en wast al schoon met water van maximaal 50 °C, wat de inzet van warmtepompen mogelijk maakte.
Volledig over op zonnestroom
Voor de Wezenberg Groep zorgt deze nieuwe installatie dat ze op hun locatie in IJsselmuiden praktisch gasloos werken. ‘De kantoren verwarmen en koelen we eigenlijk primair met ons aircosysteem, waarvoor we de elektriciteit zelf opwekken’, vertelt Boersma. ‘Voorheen was er nog wel de mogelijkheid om de ruimteverwarming met gasketels te ondersteunen, maar met de nieuwe warmtepompinstallatie hebben we direct ook een aftakking gemaakt naar het cv-systeem van de kantoren. Dus mocht het in de winter nodig zijn om extra bij te warmen, dan kan de Wezenberg Groep dat nu met de warmtepompen doen.’
In de moderne werkplaats, die Wezenberg in 2020 in gebruik nam, was het bedrijf al van het gas af. Daar is destijds een warmtepompinstallatie geplaatst met drie Thermia warmtepompen die hun energie uit een bodembron, een WKO, halen. Boersma: ‘Door het grote aantal zonnepanelen op het dak wekken we nu, als we dat over het hele jaar bekijken, voldoende duurzame elektriciteit op om al die warmtepompen, koelinstallaties en alle andere installaties in onze gebouwen van groene energie te voorzien.’