<div><p>Bijdragen aan de ontwikkeling van betere hardware en (zelfregelende) regelsystemen door testen, benchmarking en optimalisering van innovaties (warmtepomp, het buffervat of het afgiftesysteem). Daarnaast onderzoeken we hoe <a itemtype="1" pagetype="news" class="siteLink ptnews" resolved="true" href="https://www.tno.nl/nl/newsroom/2023/11/kiwa-testprotocol-warmtepompinstallaties/">warmtepompen</a> sneller geïnstalleerd kunnen worden, bijvoorbeeld door slimme algoritmes toe te passen waarmee het systeem zichzelf kan inregelen.</p></div>

<div><p>Verbetering van de interactie met het energiesysteem, door betere smart control van duurzame verwarmings- en koelsystemen, met als doel het verminderen van <a itemtype="1" pagetype="insight" class="siteLink ptinsight" resolved="true" href="https://www.tno.nl/nl/newsroom/insights/2023/12/slimme-warmtepompen-netcongestie/">netcongestie</a> en een betere afstemming van het verbruik op het aanbod bij energiefluctuaties. De warmtepomp heeft als significante stroomverbruiker veel besparingspotentieel door energie slimmer in te zetten. We richten ons op het definiëren van randvoorwaarden voor modulering en algoritmes die het flexpotentieel van warmtepompinstallaties optimaal benutten.</p></div>

Duurzame verwarmings- en koelsystemen helpt energietransitie van de gebouwde omgeving te versnellen

Thema:: Warmte- en koudesystemen

TNO Sustainable Heating and Cooling Systems (SHCS) draagt bij aan de versnelde adoptie van duurzame verwarmings- en koelsystemen in de gebouwde omgeving. Dit doen we door deze systemen zelf en de installatie ervan efficiënter en betaalbaarder te maken. Met onze faciliteiten zijn we een sterke R&D-partner voor fabrikanten, installateurs, gebouweigenaars en overheden, die er samen met ons naar streven om verwarmings- en koelsystemen nog beter en goedkoper te maken.

Efficiëntie, comfort en circulariteit

Hoe kunnen we de prestaties van duurzame installaties voor verwarmen en koelen in gebouwen significant verbeteren, met oog voor betaalbaarheid, energie-efficiëntie, comfort en circulariteit? Om de duurzaamheidsdoelstellingen van 2030 en 2050 te halen zijn innovatieve, veel efficiëntere en duurzame installaties voor verwarmen en koelen cruciaal.

TNO SHCS wil de opschaling van deze systemen bevorderen door ze zo efficiënt mogelijk te maken, het stroomverbruik te verlagen en de operationele kosten te reduceren. Tegelijkertijd willen we de installatiekosten minimaliseren met behoud van hoge kwaliteit. Het zwaartepunt ligt op bestaande gebouwen omdat daar de grootste uitdagingen zijn in het verduurzamen van de gebouwde omgeving.

Technologielijnen

TNO SHCS richt zich op drie kernactiviteiten:

Verbetering van de betaalbaarheid en kwaliteit van duurzame verwarmings- en koelsystemen door de werkelijke prestaties en het installatiegemak te optimaliseren. Kennis over de totale installatie en een optimale interactie tussen de verschillende componenten stelt producenten en installateurs in staat om beter presterende producten en systemen te leveren. In een krappe arbeidsmarkt, waar een tekort is aan praktisch geschoold personeel, moeten steeds complexere systemen bovendien sneller geïnstalleerd kunnen worden.

Bijdragen aan de ontwikkeling van betere hardware en (zelfregelende) regelsystemen door testen, benchmarking en optimalisering van innovaties (warmtepomp, het buffervat of het afgiftesysteem). Daarnaast onderzoeken we hoe warmtepompen sneller geïnstalleerd kunnen worden, bijvoorbeeld door slimme algoritmes toe te passen waarmee het systeem zichzelf kan inregelen.

Verbetering van de interactie met het energiesysteem, door betere smart control van duurzame verwarmings- en koelsystemen, met als doel het verminderen van netcongestie en een betere afstemming van het verbruik op het aanbod bij energiefluctuaties. De warmtepomp heeft als significante stroomverbruiker veel besparingspotentieel door energie slimmer in te zetten. We richten ons op het definiëren van randvoorwaarden voor modulering en algoritmes die het flexpotentieel van warmtepompinstallaties optimaal benutten.

Unieke faciliteiten: Heat Pump Application Center

Voor de ontwikkeling van betaalbare, efficiënte en betere verwarmings- en koelsystemen beschikt TNO over een uniek kennis- en innovatiecentrum. Het Heat Pump Application Center (HPAC) is een belangrijk onderdeel van het Bouw Innovatielab, waar TNO de toekomst van energieneutraal bouwen onderzoekt.

Het HPAC biedt testfaciliteiten met klimaatkamers die uniek zijn in Europa, waar warmtepompen, warmtepompsystemen en ventilatiesystemen met warmteterugwinning onder realistische omstandigheden kunnen worden getest, met controle over alle variabelen. Een van de kernfaciliteiten is onze Emulator set-up of hardware-in-the-loop faciliteit.

R&D versnellen, time to market verkorten

Het HPAC helpt bij het verkleinen van de kloof tussen theoretische en praktijkprestaties van warmtepompsystemen. Via een hardware-in-the-loop worden klimaatsystemen gekoppeld aan een virtueel gebouw, zodat kan worden onderzocht hoe een fysieke warmtepomp samenwerkt met andere installaties en afgiftesystemen in huis.

Deze faciliteiten maken virtuele veldtests mogelijk, die minder tijd- en kostenintensief zijn dan standaard veldtests. Samen met de partner wordt een testopstelling op maat ingericht, gebaseerd op specifieke systeemeigenschappen, woningtypes en stooksituaties:

Fabrikanten kunnen uiteenlopende warmtepompinstellingen en klimaatscenario’s in korte tijd onder realistische omstandigheden testen;
In een klimaatkamer kunnen we, het hele jaar door, met slechts een beperkt aantal testdagen met uiteenlopende scenario’s een compleet stookseizoen nabootsen;
Door verschillende tests onder gelijkwaardige omstandigheden uit te voeren waarbij één parameter wordt aangepast, worden verschillen in resultaten duidelijker, waarna gericht onderzoek naar optimalisatie mogelijk wordt;
Deze virtuele tests helpen om echte veldtests effectiever in te zetten door kinderziektes vroegtijdig op te sporen.

Ook samenwerken?

Installateurs, fabrikanten en overheden kunnen op een laagdrempelige manier gebruikmaken van de expertise van TNO SHCS en de testfaciliteiten van het HPAC:

Installateurs: TNO is penvoerder van het consortium Team Duurzaam Installeren 500 (TDI500), waarin we samenwerken met Stichting Team Duurzaam Installeren. De doelstelling van TDI500 is om in 4 jaar tijd 500 extra warmtepompen per dag te installeren. Installateurs kunnen van onze kennis en faciliteiten profiteren door het kennishiaat op het gebied van warmtepomp- en afgiftesystemen te verkleinen en installatietijd te verkorten;
Fabrikanten: TNO helpt OEM’s van warmtepompen en toeleveranciers met het versnellen van hun R&D-proces, waardoor de time to market wordt verkort;
Overheden: voor het verduurzamen van de Nederlandse woningvoorraad biedt TNO HPAC unieke kennis van woningtypes en geïnstalleerde verwarmings- en koelsystemen.