Er zit meer warmte-energie in elk huis dan je zou verwachten. Een Delfts bedrijfje wil daar iets mee gaan doen, zo meldt de NRC op 13 maart 2021. Afvalwater loopt warm het riool in en dat is zonde van de energie. De gemiddelde temperatuur van ons afvalwater is 27 °C. Sander Wapperom en Auke de Vries, de ondernemers van het bedrijf, hebben een warmte-terugwin-apparaat ontwikkeld voor in de kruipruimte. Ze noemen het de HeatCycle.
In de HeatCycle wordt het afvalwater afgekoeld tot 2 °C voordat het het riool ingaat. De warmte uit het afvalwater verwarmt het tapwater in huis. Auke en Sander beweren een rendement van 450% te bereiken met hun HeatCycle.
Hoe kan dat? Hoe kan rendement hoger zijn dan 100%? Het betekent in dit geval dat er voor elke kWh elektriciteit die de HeatCycle erin stopt, 4,5 kWh aan warmte geleverd wordt aan het tapwater. Het afvalwater levert 3,5 kWh van die 4,5 kWh.
a) Reken 3,5 kWh om naar Joule.
3,5 x 3,6.106 J = 1,26 . 107 J
b) Toon aan dat –als je 1,2 . 102 liter afvalwater afkoelt van 27 °C naar 2 °C- er 3,5 kWh warmte vrijkomt.
Q = c . m . ΔT = 1,26 . 107 = 4,18 . 103 x m x 25
m = 1,26 . 107 / 1,045 . 105 = 1,2 . 102 kg = 1,2 . 102 liter
Het water uit de koudwaterkraan heeft een temperatuur van 12 °C.
c) Bereken hoeveel liter kraanwater je met 4,5 kWh van 12 °C naar 52 °C kunt verwarmen?
4,5 x 3,6 . 106 = c . m . 40
m = 97 kg = 97 liter water
Als je geen gebruik maakt van de HeatCycle, kun je met 1 kWh veel minder water verwarmen.
d) Bereken hoeveel tapwater je van 12 °C naar 52 °C kunt verwarmen met 1 kWh elektrische energie, zonder gebruik te maken van de warmte in het afvalwater.
3,6 . 106 = c . m . ΔT = 4,18 . 103 . m . 40
m = 9,0 . 104 / (4,18 . 103) = 22 kg, dus 22 liter water.
e) Leid uit je berekeningen af hoeveel liter heet water je op deze manier gratis krijgt bij elke verbruikte kWh elektrische energie
97-22 = 75 liter water van 52 °C
Gratis is in dit geval een relatief begrip, want die HeatCycle moet ook betaald worden.
Maar gratis is wél de hoeveelheid warmte uit het afvalwater en dat levert dat rendement van 450%.
