Innovatief stoomproducerend warmtepompsysteem voor industriële droogprocessen

Een ultramodern warmteterugwinningssysteem, gekoppeld aan een baanbrekende warmtepomp die verzadigde stoom produceert van 139 °C, is als pilotproject in gebruik genomen door Philip Morris International (PMI) in het innovatie- en trainingscentrum in Bologna. Het systeem wordt geleverd door de Nederlandse systeemintegrator JOA Air Solutions uit Delft met een hogetemperatuurwarmtepomp van de Duitse startup SPH Sustainable Process Heat. De pilotunit heeft in de afgelopen maanden aangetoond het gasverbruik van de hoofddroger met 40-50% te verminderen. Daarnaast heeft het systeem 20-30% van het water uit de afgasstroom teruggewonnen.

“Dit is een doorbraak voor de industrie,” zei Martin Tukker, Managing Director van JOA Air Solutions. “Een warmtepomp die deze hoeveelheid stoom kan leveren en zo naadloos geïntegreerd is in het droogproces, zet een nieuwe norm in de procesindustrie. We zijn er trots op samen te werken met PMI, die echt leiderschap hebben getoond door als pionier het voortouw te nemen.” 

Dit energiezuinige systeem produceert direct stoom voor industriële droogprocessen met behulp van een warmtepomp bij hoge temperatuur. De oplossing wint niet alleen energie terug, maar ook water uit de hete afgassen door directe warmteterugwinning te integreren met een tweetraps hogetemperatuurwarmtepomp. Het resultaat is een zorgvuldig ontworpen systeem dat meer dan de helft van de benodigde warmte voor PMI’s drogers kan leveren, volledig uit teruggewonnen energie. 

“Dit is het type technologie dat fabrikanten uit verschillende sectoren kan ondersteunen bij klimaattransities, duurzaamheidsdoelen en kan leiden tot meer energie-efficiëntie initiatieven,” aldus Tukker.  

Het systeem verhoogt de restwarmte van 36 graden Celsius in twee fasen: eerst naar 80°C, daarna verder naar 139°C verzadigde stoom bij 3,5 bar absolute druk. De geproduceerde stoom wordt direct gebruikt bij droogoperaties, die doorgaans tot de meest energie-intensieve stappen in de productie behoren. Ondanks de ongewoon grote temperatuurverhoging behoudt het systeem een hoge efficiëntie en behaalt het een prestatiecoëfficiënt (CoP) tot 2,5. 

Tukker vervolgt: “Dit is een uitstekend voorbeeld van efficiëntie gecombineerd met geavanceerde techniek om energie die uit de droger is verloren terug te winnen en deze terug te comprimeren in de vorm van bruikbare energie.” 

Het concept kan in veel andere industrieën worden toegepast om stoom te verwerken en de CO₂-uitstoot van verschillende productieprocessen te verminderen.

“Bij Philip Morris geloven we in het benutten van innovatie om uitdagingen aan te pakken en oplossingen te zoeken via strategische samenwerking. Dit project is een uitstekend voorbeeld van samenwerking om een uitdaging in de industrie te realiseren die niet alleen onze weg naar ‘Net Zero’ versnelt, maar ook de sector als geheel. Zoals bij elk groot en innovatief project hadden we uitdagingen om te overwinnen,” zei Arjun Arya, Manager Environmental Sustainability. “Maar we wisten dat we grenzen in de juiste richting verlegden. De resultaten tonen duidelijk aan hoeveel potentieel er is in het toepassen van warmtepomptechnologie op deze schaal om de warmte efficiënt te hergebruiken.”

De warmtepomp zelf wordt geleverd door de Duitse warmtepompleverancier SPH Sustainable Process Heat. Ze werden geselecteerd omdat ze een van de weinigen ter wereld zijn die betrouwbaar kunnen werken bij zulke hoge outputtemperaturen. De systemen van SPH zijn specifiek ontworpen voor industriële fabrikanten die warmte willen decarboniseren zonder concessies te doen aan de prestaties.