Het departement Wetenschap & Techniek van de AP Hogeschool beschikt over een transkritische CO2-koel- en vriesinstallatie (zie onderzoeksproject 'KWT'), die de onttrokken warmte (grootteorde = 10kW) maximaal kan recupereren (warmtepompfunctie). Afhankelijk van de gevraagde vermogens en temperaturen voor het koelen, vriezen en verwarmen, kunnen de werkingscondities van de installatie aangepast worden om een optimaal energieverbruik te bekomen.
De CO2-installatie zal ten gevolge van de koeling/vriezing altijd een hoeveelheid warmte produceren. Indien er geen of een kleine warmtevraag bestaat, kan men deze warmte beschouwen als restwarmte. Om deze restwarmte alsnog nuttig te gebruiken kunnen we deze omzetten in elektriciteit om die eventueel te gebruiken bij de aandrijving van de compressoren in de CO2-installatie.
Om elektriciteit uit restwarmte op te wekken, is in de meeste gevallen een hoge restwarmtetemperatuur noodzakelijk. Om deze hoge temperatuur te bereiken, kunnen we onze CO2-installatie tijdens de wintermaanden in het transkritische werkgebied (hoge restwarmtetemperatuur en hoge persdruk) dwingen terwijl in de zomer, omwille van de hogere omgevingstemperatuur, de installatie automatisch boven het kritische punt werkt.
Het opzet van dit PWO is een praktijkgericht onderzoek te voeren naar de omzetting van de restwarmte (max. 150°C – dus relatief lage temperatuur) van een transkritische CO2-installatie naar elektriciteit via een ORC op basis van een reële en representatieve installatie.
Tijdens de literatuurstudie (eerste fase van het project) leggen we het toepassingsgebied van de ORC vast (vermogenrange 0.5 kWe – 10 kWe en temperatuurrange 80° - 150°C). In deze fase analyseren we ook de regelmogelijkheden en de praktische implementatie van de ORC. In een tweede fase volgt de inpassing van de ORC op de bestaande CO2-installatie en tijdens een derde en laatste fase wordt de ORC getest en worden de testresultaten geëvalueerd.
Tijdens dit onderzoek trachten we een antwoord te bieden op de volgende vragen:
- In welke mate is de opwekking van elektriciteit uit de restwarmte van de CO2-installatie mogelijk (noodzakelijke temperatuurs- en vermogenrange)?
- Welke energiewinst is realiseerbaar in functie van de werkingscondities?
- Is het toepassen van een ORC op een transkritische CO2-koelinstallatie economisch verantwoord?