Duurzame warmteopslag op basis van zand, ijzer en een vacuüm.

De HyKro warmteopslag unit is uniek in zijn soort. De opslag is eenvoudig ontworpen, gevuld met duurzame herbruikbare materialen en houdt energie goed vast door middel van een vacuüm.

Het binnenste vat van de opslagunit bevat een mengsel van zand en ijzergrit om warmte vast te houden. Het middelste vat dient als vrije ruimte waar lucht stromen kan, zodat opgewarmde lucht de opslagunit kan verlaten, die vervolgens gebruikt kan worden om processen of gebouwn van warmte te voorzien. Het buitenste vat is gekoppeld aan een vacuümpomp, die ervoor zorgt dat een vacuüm onstaat. Dit vacuüm is zeer effectief in het vasthouden van warmte in de opslagunit, waardoor energieverliezen beperkt worden.

De HyKro energie unit zorgt voor een effectief werkende warmteopslag. Deze energie unit zorgt voor de warmteoverdracht vanuit de warmteopslag naar de eindgebruiker.

De energie unit omvat de “tube & shell” warmtewisselaar, waarmee de opgewarmde lucht afgekoeld wordt door de warmteoverdracht naar het medium van de eindgebruiker. Dit kan zijn stoom, water, lucht of een ander medium. Achter de warmtewisselaar is direct de ventilator gekoppeld om de luchtstroom weer terug te voeren naar de opslag unit. Het andere onderdeel van de energie unit is de vacuümpomp, waarmee het vacuüm tussen het tweede en derde vat gerealiseerd wordt. Daarnaast omvat de energie unit alle meetsondes voor diverse temperatuur en flowmetingen.

Wil je meer weten over de toegevoegde waarde van de HyKro warmteopslag oplossing?

BEKIJK HIER DE MOGELIJKE VOORDELEN

Het unieke van het ontwerp van de HyKro warmtebatterij zit in het warmteopslag unit in de vorm van een vat-in-vat-in-vat constructie. Het ontwerp doel van deze constructie is door middel van eenvoudige technieken een robuust product te maken dat vele jaren zonder onderhoud in bedrijf kan zijn.
‍
Het voordeel van dit ontwerp is dat in het opslagmedium, een mengsel van zand en ijzergrit, geen buizen of andere metalen onderdelen zich bevinden, die de temperatuurwisselingen van 100 naar 500 graden Celsius en weer terug moeten meemaken. Hierdoor ontstaat geen vermoeiing of veroudering van onderdelen, die door deze invloeden zouden kunnen uitvallen.

Het binnenste vat bestaat uit een stalenwand met robuuste inwendige flensverbindingen, voor de samenbouw en de stabiliteit van het vat tijdens het opwarmen en afkoelen. In dit vat zit het mengsel van zand en ijzergrit opgesloten. Het opwarmen gebeurt door de elektrische elektroden in de bodem en in de deksel van het vat, die zorgen door de ohmse weerstand van het mengsel voor een gelijkmatige warmteverdeling in het vat en in de stalenwand. Het opwarmen van het binnenste vat wordt gecontroleerd door een infrarode temperatuurmeting aan de bodem van het vat. Bij het bereiken van de maximaal 500 graden Celsius wordt de oplaadcyclus gestopt.

Aan de buitenzijde van het binnenste vat zijn stalen ribben gelast. Dit om het warmte uitwisselend oppervlakte aan de buitenkant van het binnenste vat maximaal te vergroten. Het tweede vat omsluit het eerste vat, dat elektrisch en thermisch van de tweede vat gescheiden is. Tussen het eerste vat en tweede vat ontstaat een vrije ruimte, waardoor lucht stromen kan. Door een in te stellen luchtstroom van een gesloten systeem met een ventilator wordt de buitenwand van het binnenste vat afgekoeld. De koude lucht komt boven bij de deksel van het vat binnen en warmt op tijdens de weg langs de stalenwand van het binnenste vat. De opgewarmde lucht verlaat het tweede vat in richting van een warmtewisselaar, die de opgewarmde lucht afkoelt en deze warmte-energie afgeeft aan stoom, water, lucht of een ander medium afhankelijk van het proces van de eindgebruiker.

De afkoelde lucht wordt na de warmtewisselaar door een ventilator weer naar de deksel van het vat gevoerd voor een volgende cyclus. De capaciteit van de ventilator in m3/min en de temperatuur van de stalenwand van het binnenste vat bepalen samen de warmte onttrek vermogen van de warmte batterij. De capaciteit van de ventilator kan gevarieerd worden door een frequentiebesturing om daarmee een constant onttrek vermogen te realiseren.

Door de stilstaande of bewegende lucht tussen het binnenste vat en tweede vat ontstaat een eerste isolatie. De convectie naar de stalenwand van het tweede vat en de straling worden onderbroken en de temperatuur van de stalenwand van het tweede vat is duidelijk lager dan het eerste vat. Een derde vat omsluit het tweede vat. Tussen het tweede vat en het derde vat ontstaat een vrije ruimte, die lucht bevat. Door deze ruimte aan te sluiten op een vacuümpomp kan er in die ruimte een vacuüm gecreëerd worden, waardoor de warmteverliezen van het tweede vat naar de buitenwereld tot een minimum beperkt kunnen worden. Er kan een vacuüm waarde tot 0,01 mbara gerealiseerd worden.

De drie vaten kunnen eenvoudig als een bouwdoos systeem op de montage plek bij de eindgebruiker in elkaar gezet worden. Het vullen van het zand en ijzergrit mengsel gebeurt in stappen tijdens het samenbouwen van de opslag unit.

De energie unit omvat de “tube & shell” warmtewisselaar, waarmee de opgewarmde lucht afgekoeld wordt door de warmteoverdracht naar het medium van de eindgebruiker. Dit kan zijn stoom, water, lucht of een ander medium. Achter de warmtewisselaar is direct de ventilator gekoppeld om de luchtstroom weer terug te voeren naar de opslag unit. Het andere onderdeel van de energie unit is de vacuümpomp, waarmee het vacuüm tussen het tweede en derde vat gerealiseerd wordt. Daarnaast omvat de energie unit alle meetsondes voor diverse temperatuur en flowmetingen. Alle onderdelen zijn bekabeld tot op een klemmenkast in de energie unit.

Het besturingssysteem omvat een PLC met een internet koppeling voor het binnenhalen van de EPEX Spot prijzen van de elektriciteit en een monitoring van de status van het systeem door HyKro. Alle onderdelen en meetsondes zijn gekoppeld via een voedingskabel en besturingskabels aan de klemmenkast van de energie unit.

In het besturingssysteem zitten ook de thyristor vermogensregeling om de elektriciteit tot maximaal 690 Volt aan de elektroden van de opslag unit te kunnen leveren. Het maximaal oplaadvermogen is 120 kW.