Op dit moment realiseert Eneco de grootste warmtepompinstallatie van Nederland op het terrein van de rioolwaterzuivering van het Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden, vlakbij de wijk Overvecht.
De pomp is een belangrijk onderdeel van de aquathermie-installatie die een nieuwe bron van warmte voor het warmtenet van de regio gaat vormen. Dagelijks zuivert de rioolwaterzuivering 65 miljoen liter afvalwater. Met de installatie kan Eneco de warmte uit het afvalwater halen en daarmee circa 20.000 woningen voorzien van warmte. De verwachting is dat de installatie eind dit jaar operationeel is.
Engineering Manager Sander Tensen van Eneco legt uit: “Een warmtepomp is eigenlijk een omgekeerde koelkast. Het onttrekt warmte aan één medium, in ons geval gereinigd afvalwater, en het geeft de warmte weer af op een hogere temperatuur, in ons geval stadswarmte. Bij warmtepompen thuis gebeurt hetzelfde: warmte wordt uit de buitenlucht gehaald en binnen op hogere temperatuur ingevoerd. Onze warmtepompinstallatie komt midden op het terrein van de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) van Utrecht te staan.”
Een warmtepomp bestaat uit 4 hoofdcomponenten: een warmtewisselaar om de warmte te onttrekken, een warmtewisselaar om de warmte af te staan, een compressor en een expansieklep. Behalve deze hoofdcomponenten zijn er nog een heleboel componenten die erbij komen: een E-motor voor de compressor, een frequentieregelaar voor de E-motor, veiligheidskleppen, een besturingskast, temperatuur en drukopnemers, een smeeroliesysteem, extra vaten en interne warmtewisselaars voor hoger rendement. De gehele installatie bestaat uit 4 grote warmtepompen, elk zo’n 16 meter lang, 4 meter breed en 4 meter hoog, met een totaalgewicht van 60 ton. Vanuit deze grote warmtepompen wordt nog restwarmte teruggewonnen uit de E-motoren en de frequentieregelaars. Met 2 kleine warmtepompen wordt hiermee nog zo’n 1MW extra warmte geproduceerd richting het stadswarmtenet.
Met de warmtepompinstallatie wordt restwarmte uit het gereinigde afvalwater gehaald en gebruikt om het Utrechtse stadswarmtesysteem van warmte te voorzien. In totaal kan circa 15% van de jaarlijkse warmtevraag in Utrecht en Nieuwegein worden voorzien met de warmte uit deze warmtepompinstallatie. De warmtepomp werkt hetzelfde als bij de warmtepompen bij mensen thuis. De restwarmte (in ons geval water, thuis vaak lucht) wordt langs een verdamper geleid. In die verdamper zit een koudemiddel dat bij een lage temperatuur (en druk) verdampt door de toevoer van warmte. Die damp van het koudemiddel wordt door een compressor in druk verhoogd waardoor ook de temperatuur toeneemt. Dan gaat het koudemiddel op hoge druk en temperatuur door een condensor waar het condenseert tot vloeistof, waarbij het zijn warmte weer afgeeft. Na de condensor wordt de vloeistof in druk verlaagd waardoor de temperatuur zakt. Deze koude vloeistof op lage druk gaat weer naar de verdamper en de cyclus begint opnieuw. Om de installatie te kunnen laten functioneren zijn er leidingen gelegd tussen de rioolwaterzuivering en de warmtepompen om het gereinigde rioolwater langs de warmtepompen te sturen. Daarnaast zijn er stadswarmteleidingen gelegd om de warmte vanuit de warmtepompen naar het bestaande stadswarmtenet te sturen.”
De technische cijfers van de pomp op een rij:
- Warmteproductie: 25-27 MW
- Vermogen van de warmtepomp: 27 MW
- Jaarlijkse productie op basis van 6000 vollasturen per jaar: 27 * 6000 = 162.000 MWh of 583.200 GJ (1 MWh = 3,6 GJ)
- Elk van de 4 grote warmtepompen is 4 meter breed bij 4 meter hoog, en 16 meter lang.
- Totale gewicht van een grote warmtepomp is 60 ton. Hier staan er dus 4 van in Utrecht.
De warmtepompen zijn een essentieel onderdeel van de aquathermie-installatie, de algemene term voor energie (thermie) uit water (aqua). Tensen: ”Wij kijken voortdurend naar mogelijkheden om de bronnen van onze warmtenetten te verduurzamen, onder andere met aquathermie. Op dit moment bekijken we bijvoorbeeld de mogelijkheid om dit ook bij een rioolwaterzuivering in Nieuwegein te doen. De installatie die we nu bouwen in Utrecht levert straks warmte voor ongeveer 20.000 huishouders, als we uitgaan van een gemiddeld warmtegebruik van 28 GJ per huishouden (gemiddelde in Utrecht). Deze installatie levert aan het stadswarmtenet van Utrecht en Nieuwegein. Het betreft 1 warmtenet dat doorloopt in beide gemeenten. Aangezien de warmtepomp op het huidige stadswarmtenet is aangesloten en bij de huidige temperaturen warmte kan leveren, is er geen aanpassing nodig aan de huizen. De bouw van het project is begonnen in maart 2022 en de installatie is naar verwachting eind 2023 operationeel. De eerste voorbereidingen van het project zijn echter al begonnen in 2017.”
“Bij het project zijn heel veel partijen betrokken. In eerste instantie is Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden een belangrijke partner. De installatie komt op hun terrein te staan en we gaan hun gezuiverde afvalwater gebruiken. Johnson Controls levert de warmtepompen (uit de Sabroe fabriek in Denemarken), SPIE doet de installatie, Van Hattum en Blankevoort heeft het gebouw gemaakt en de leidingen naar de rioolwaterzuivering aangelegd, Visser & Smit Hanab heeft de stadswarmteleidingen gelegd, Arma Tank bouwt de warmtebuffer en Siemens verzorgt de automatisering.”
Het transport was niet eenvoudig. “Elke grote warmtepomp werd in 2 delen aangevoerd met speciale vrachtwagens vanuit Denemarken (convoi exceptionnel). Deze delen worden via grote sparingen in het gebouw naar binnen gehesen en gereden, waarna ze op locatie weer aan elkaar worden gemonteerd. Bij transport wordt de warmtepomp op een plateau tussen twee rijdende delen van de vrachtwagen gehangen. Dit plateau kan extra breed worden gemaakt, en bij bruggen kan het plateau verlaagd worden. Voor het hijsen is gebruikt gemaakt van een zware mobiele hijskraan. Hijsvermogen van de hijskraan was ingesteld op 47.7 ton (maximale hijslast kan tot 450 ton), type kraan: LTM1450-8.1”, aldus Tensen.
