Eric

Jullie hebben weer massaal gestemd op het technologische idee dat volgens jullie moest winnen. Hartelijk dank daarvoor!

Dit jaar hebben we twee aparte prijzen uitgereikt: de juryprijs en de publieksprijs. Zoals de titel al aangeeft, is de juryprijs gewonnen door het team dat het hoogste cijfer van de vakjury heeft gekregen. De publieksprijs ging naar het technologische idee met de meeste stemmen.

De juryprijs: SoundEnergy

Houd je een buis in het vuur, dan kan het gebeuren dat je hem op een gegeven moment hoort ‘fluiten’. De lucht in de buis warmt op en gaat zo hard trillen dat hij een toon voortbrengt: een golf van geluid die zich door de openingen aan de uiteinden van de buis een weg naar buiten baant. Het opwekken van een geluidsgolf met een temperatuurverschil noem je thermo-akoestiek.

De Enschedese start-up SoundEnergy heeft een toepassing hiervoor bedacht. Een 800 kilo wegend systeem van buizen en drukvaten ter grootte van een auto zet restwarmte van bedrijfsprocessen om in koele lucht met behulp van geluid. Zo creëert het bedrijf een duurzame airco, waarbij nauwelijks elektriciteit aan te pas komt.

De vakjury vond dit een mind-blowing concept en prees de koelmachine unaniem de hemel in. Daarom heeft SoundEnergy de juryprijs gewonnen!

We stelden Herbert Berkhout, CEO van SoundEnergy, een aantal vragen:

De publieksprijs: het omrolkussen

Jaarlijks vinden er in Nederland 75.000 operaties plaats waarbij de patiënt op zijn buik moet liggen. Maar iemand kan niet direct in buikligging op de operatietafel worden gelegd, omdat een volledige narcose in rugligging moet worden toegediend. Het omkeren van de patiënt wordt nu nog handmatig gedaan, wat veel kracht van artsen en verpleegkundigen vergt.

Dit opblaasbare operatiekussen moet daar een eind aan maken. Als een patiënt op het matje ligt, wordt het kussen opgeblazen met perslucht en rolt de persoon van zijn rug op zijn buik. Het kussen is bedacht door neurochirurg Paul Depauw, werkzaam bij het Elisabeth-Tweesteden-Ziekenhuis, en ontwikkeld door zijn medische start-up Ergotrics.

Dit innovatieve idee kreeg de meeste publieksstemmen én veroverde de tweede plaats in de einduitslag!

Het volledige verhaal over deze winnende ideeën vind je in KIJK 12/2019. In dit nummer – dat vanaf vandaag in de winkel ligt – lees je ook over de andere innovaties die de top 10 hebben gehaald. 

De thermo-akoestische warmtepomp was jarenlang een grote belofte. Inmiddels brengt SoundEnergy een commercieel product op de markt dat het principe gebruikt om restwarmte in te zetten voor koeling. De potentie in de industrie is enorm en de eerste klanten gebruiken al hun restwarmte om gebouwen te koelen.

Het patent van de thermo-akoestische warmtepomp werd rond de eeuwwisseling al ingediend door innovator Kees de Blok. Daarna werkte De Blok samen met ECN jarenlang aan verbetering van het ontwerp. Inmiddels is het briljante idee omgezet in een product dat van het schap te bestellen is.

Speaker

CEO van Soundenergy Herbert Berkhout: ‘De crux bij onze THEAC-25 thermoakoestische warmtepomp is dat er nauwelijks draaiende delen inzitten. Eenvoudig gezegd gebruik je een drukvat met Argon waar je warmte aan toevoegt. Net als een ballon uitzet als hij warm wordt, ontstaat ook in het drukvat een drukverschil. Daarmee is de potentie van de thermische energie omgezet in mechanische energie. Die energie zet net als bij een speaker een geluidsgolf in beweging.

Door het gas steeds te laten afkoelen door de omgeving en weer te verwarmen met restwarmte, versterk je de puls. We gebruiken twee cilinders die elkaar blijven versterken, waardoor een feedbackloop ontstaat. Vervolgens gebruiken we in de THEAC-25 twee andere cilinders die de akoestische energie gebruiken om koude te produceren. Op deze manier biedt het systeem een  koelvermogen van 25 kilowatt terwijl er alleen restwarmte ingaat. Natuurlijk zijn er nog wel wat pompjes en elektrische apparatuur nodig om het proces op gang te houden. Maar de energieconsumptie daarvan valt in het niet bij de winst die je haalt uit restwarmte.’

Koeling

Toepassingen ziet Berkhout genoeg voor de THEAC-25. ‘We kijken waar restwarmte is en behoefte aan koeling. Het meest ideaal is restwarmte van rond de 180 graden Celsius omdat dat het gewenste temperatuurverschil (ΔT) geeft met een buitentemperatuur van rond de 25 graden Celsius. Overigens werkt de warmtepomp ook bij kleinere temperatuurverschillen, maar doorgaans neemt de efficiency toe naarmate de ΔT toeneemt. Het systeem is ook erg vergevingsgezind bij temperatuurfluctuaties en werkt eigenlijk altijd. Voor wie dat wil, zouden we de restwarmte ook een temperatuurlift kunnen geven. We merken echter dat de behoefte aan koeling binnen en buiten de industrie vele malen hoger is. Koelen is doorgaans ook veel duurder dan verwarmen.’

Inmiddels installeerden Berkhout en Blok de eerste democontainer bij een stroboiler die biomassa verwerkt. En in Polen gebruikt de THEAC-25 de warmte van een zogenaanmde Diesel Genset voor de koeling van vlees. ‘Berkhout: De THEAC-25 gebruikt de driehonderd graden restwarmte die overblijft van de biomassa in de stroboiler. Nu kan het agrarische bedrijf zijn gebouwen in de winter duurzaam verwarmen met zijn eigen afval. Terwijl het diezelfde warmte gebruikt in de zomer om te koelen.’

Het bedrijf moet daar overigens wel enige ruimte voor reserveren. De THEAC-25 heeft een diameter van vier meter in een cirkel en de eerste demo staat dan ook in een twintig voets zeecontainer.

Meer toepassingen

Er zijn echter legio andere toepassingen te bedenken voor deze innovatieve manier van koelen, denkt Berkhout. ‘De voedingsindustrie kent veel processen waar ze aan het begin warmte opwekken om die later in het proces weg te koelen. We hebben al businesscases klaarliggen voor bakkerijen. De warmte van de bakovens kan je later inzetten om het brood versneld te koelen. Normaal gesproken worden daarvoor chillers gebruikt of wordt het brood natuurlijk gekoeld. Het ene kost veel energie, de andere versie teveel tijd.

We zien ook mogelijkheden voor pyrolysefabrieken die plastic omzetten in brandstof en metaalgieterijen. Ook hier ontstaat een warmtestroom die kan worden ingezet om het eindproduct te koelen.’

Door het warme weer gaat Nederland massaal aan de airco. Nooit eerder werden er in Nederland zoveel airconditioners verkocht als nu. Maar ze zijn verre van duurzaam, want ze vreten stroom. In Enschede wordt daarom gewerkt aan de airco van de toekomst. Die verbruikt bijna geen stroom. Want koelen zonder airco, dat wil toch iedereen?!

Herbert Berkhout, directeur Sound Energy, over hun product dat gebouwen koelt via geluidsgolven

maandag 29 juli 2019, 11:00 uur

Een start-up in Enschede heeft een apparaat ontwikkeld dat gebouwen kan koelen via geluidsgolven – zonder ook maar het kleinste beetje stroom te verbruiken. Door het Amerikaanse zakenblad Forbes zijn ze bestempeld als – ‘het bedrijf dat zomaar eens de planeet zou kunnen redden.’

Plastic wegen met een waterberging, ultrasone algenbestrijding, gebouwkoeling met geluidsgolven, overstromingsverzekeringen en ga zo maar door. Er is veel te doen voor ondernemers die zich op dit moment bezig houden met de gevolgen van klimaatverandering. “Een belangrijk deel van de oplossing komt uit Nederland.”

Ondernemers die inspelen op die gevolgen zijn daarom zeer positief over de toekomst, blijkt uit onderzoek van ABN Amro. Een flink deel van hen verwacht de komende jaren meer dan 20 procent per jaar te groeien.

Lees hier het artikel op RTL Z

SoundEnergy uit Enschede heeft een apparaat ontwikkeld dat gebouwen koelt met geluidsgolven. Na de zomer wordt de eerste ‘geluidskoeler’ in Nederland geplaatst, in Zwolle.

Het Enschedese technologiebedrijf SoundEnergy richt zich op het binnenklimaat van gebouwen. Paradepaardje is de THEAC-25, een apparaat dat warmte omzet in geluidsgolven, geluidsgolven die vervolgens omgezet kunnen worden in kou. In tegenstelling tot een airco zit er in de installatie van SoundEnergy geen Freon (gas) en verbruikt het nauwelijks energie.

Geluidsgolven

De alternatieve koelinstallatie is vooral interessant voor sectoren waar met hoge temperaturen wordt gewerkt zoals bakkerijen, glasblazerijen en gieterijen. Met (rest)warmte van bijvoorbeeld ovens wordt de installatie bijna (gratis) opgewarmd tot zo’n 160 graden.

Een proefopstelling van de THEAC-25 in een container

Na de zomer plaatst SoundEnergy haar eerste koelinstallatie in Nederland. Dat gebeurt op het nieuwe pand van koffiebrander Mocca d’Or in Zwolle. De koffiebranderij levert producten aan de horeca en koffie- thee speciaalzaken en zet flink in op verduurzaming. SoundEnergy heeft ook al een aantal installaties verkocht aan klanten in Mali en Dubai.

Besparing

“Met onze installatie is, als vervanger van de energieslurpende airco, een besparing van veertig procent op de energierekening mogelijk”, aldus directeur Herbert Berkhout.

Berkhout verwacht veel van de geluidskoeling. “Tachtig procent van de wereldbevolking heeft behoefte aan verkoeling en slechts twintig procent aan warmte. Dit systeem verbruikt daarnaast nauwelijks energie en is nagenoeg overal inzetbaar.”

SoundEnergy werd in 2013 opgericht en in 2015 won het bedrijf de Young Technology Award, een prijs die elk jaar wordt gegeven aan een snelgroeiend innovatief bedrijf.

Bekijk een korte video op:

https://www.rtvoost.nl/nieuws/314578/Einde-energieslurpende-airco-Dit-apparaat-koelt-gebouwen-met-geluidsgolven

Hoe ziet leven er in de toekomst uit? Laten we onze huizen 3d-printen? Bezorgen drones onze boodschappen? En gaan we met de vliegende auto naar ons werk of zijn onze banen door robots overgenomen? Aan de vooravond van de vierde Industriële Revolutie zoomt De Wereld van Morgen in op ontwikkelingen en innovaties die de wereld beter maken. Dag in dag uit houden wetenschappers, bedrijven en organisaties zich bezig met technologieën die de meest uiteenlopende problemen oplossen. Van de ontwikkeling van de zelfrijdende auto tot de inzet van kunstmatige intelligentie in de gezondheidszorg. Het programma toont spraakmakende innovaties die niet eens zo heel lang meer op zich laten wachten. Daarnaast is er aandacht voor de winnaar van de Nederlandse Innovatie Prijs 2019.

https://www.npostart.nl/de-wereld-van-morgen/26-06-2019/AT_2120400

Deze machine uit Enschede verandert warmte in kou via geluid

Volkskrant, 22/3/2019, George van Hal

De start-up SoundEnergy in Enschede heeft een apparaat ontwikkeld dat gebouwen kan koelen via geluidsgolven – zonder ook maar het kleinste beetje stroom te verbruiken. ‘Sinds dat artikel in Forbes zijn we het bedrijf dat de planeet gaat redden.’

Wie de straat in Enschede inloopt waar start-up SoundEnergy huist, komt terecht op een typisch Nederlands bedrijventerrein vol lage gebouwen, muren van golfplaat en uniform grijze kiezelsteentjes. Niet bepaald de omgeving die je je voorstelt bij een bedrijf waarover het Amerikaanse zakenblad Forbes dit jaar nog schreef dat het ‘zomaar eens de planeet zou kunnen redden’.

SoundEnergy bracht een apparaat op de markt dat fabriekshallen, brouwerijen, bakkerijen, gebouwen en grote schepen kan koelen op basis van niets anders dan warmte. Het bedrijf spiegelt klanten een toekomst voor waarin koeling geen stekker behoeft. Technologie voor een steeds verder geïndustrialiseerde wereld, waarin de vraag naar kou alsmaar stijgt.

‘Volgens een berekening van het Internationaal Energie Agentschap besteden we nu al wereldwijd 10 procent van onze elektriciteit aan airconditioning’, zegt Herbert Berkhout, directeur van SoundEnergy. In 2050 zal die bijdrage zelfs ruim driemaal hoger zijn. ‘Dat moet beter kunnen, vinden wij. Onze technologie is honderd procent duurzaam: we gebruiken geen schadelijke koelvloeistoffen, we verbruiken geen elektriciteit en we stoten geen CO₂ uit.’

Hier in Enschede, in een loods die oogt als een garage, moet de nieuwe energierevolutie beginnen. Een werkneemster voert de laatste technische checks uit op een koelmachine die al is verkocht. ‘Deze verschepen we volgende week naar een klant in Mali’, zegt Berkhout.

De machine in kwestie is de zogeheten THEAC-25, een ovaalvormig apparaat dat bestaat uit vier glimmende cilinders die onderling verbonden zijn door een dikke witte buis. Het geheel is grofweg zo groot als een bescheiden personenauto en weegt een slordige 800 kilogram. De cilinders zijn behangen met slangen waardoor koude en warme vloeistoffen stromen.

Hou je oor bij de buis en je hoort hem trillen, maar verder is het apparaat verrassend stil. Hier geen ratelende pompen en piepende zuigers die het koelproces op gang moeten helpen, zoals bij traditionele warmtepompen. In de THEAC-25 zit geen enkel bewegend onderdeel. ‘Mensen zijn daar altijd enorm verbaasd over. Ze vertrouwen het soms zelfs niet helemaal. Totdat ze zien dat het gewoon werkt’, zegt Berkhout, terwijl hij naar een rechthoekige doos loopt waaruit koude lucht stroomt. ‘Ongeveer de helft van de warmte-energie die je in dit apparaat stopt, haal je er als koeling weer uit.’

THEAC-25 is het geesteskind van Kees de Blok, een onderzoeker die 28 jaar bij KPN Research werkte en ondertussen sleutelde aan een radicaal nieuwe technologie: een manier om warmte, via geluid, in kou te veranderen. ‘In 2000 zei ik mijn baan bij KPN op en begon ik voor mezelf’, zegt De Blok. ‘Vanaf toen ging ik fulltime met dit ontwerp aan de slag.’ Vijftien jaar later volgde de voorlopige bekroning, toen hij met Berkhout en Pawel Owczarek SoundEnergy oprichtte, dat zijn ontwerpen aan de man moet brengen.

Die ontwerpen zijn gebaseerd op een wetenschapstak die in vakkringen thermo-akoestiek heet, een interdisciplinair vakgebied waarin kennis uit werktuigbouwkunde, akoestiek en thermodynamica (warmteleer) samenkomen. ‘Ik denk dat maar een paar dozijn mensen op de wereld écht begrijpt hoe ons apparaat werkt’, zegt Berkhout. Niet omdat het apparaat zo ingewikkeld is, maar vanwege die ongebruikelijke mengvorm van disciplines.

‘Mensen vragen weleens: als die machine van je zo handig is, waarom hebben we hem dan niet tweehonderd jaar geleden al bedacht?’, zegt De Blok. ‘En dat is de reden: thermo-akoestiek zit precies op de grens van allerlei vakgebieden, waardoor te weinig mensen de expertise in huis hebben om dit soort apparaten te ontwikkelen.’ Natuurlijk, benadrukt hij, zijn er wel onderzoekers die aan universiteiten in dit onderzoeksgebied werken. ‘Maar zij denken toch vaak te klein en te theoretisch om deze ideeën ook echt om te zetten in een verkoopbaar product. Daarom zijn wij nu de eersten.’

THEAC-25, zo benadrukt De Blok, is geen energiebron. ‘Het is een conversietechnologie. Het apparaat zet de ene vorm van energie om in de andere’, zegt hij. ‘Het is in essentie niets anders dan allerlei thermodynamische kringprocessen die we al honderden jaren kennen en die worden toegepast in bijvoorbeeld warmtepompen.’

Dat bevestigt energietechnologie-expert Bendiks Jan Boersma (TU Delft), zelf niet bij het bedrijf betrokken. ‘Dit is in essentie een klassiek concept, dat aantoonbaar werkt’, zegt hij. ‘Het is een heel mooi systeem.’

Het belangrijkste verschil is dat de zuigers van traditionele machines vervangen zijn door de beweging van geluid. Koelen met geluidsgolven klinkt misschien magisch, maar de THEAC-25 is geen toverapparaat, benadrukt De Blok. ‘De energiebalans klopt. Je krijgt niet zomaar iets voor niets.’

Zijn energie haalt het apparaat, tegenstrijdig genoeg, uit warmte. Dat kan de zon zijn die op het dak valt en daar buizen met vloeistof opwarmt, maar ook de restwarmte uit een bakkersoven of de warmte die vrijkomt bij industriële processen. ‘Die warmte zetten we om in akoestische energie’, zegt De Blok. In geluid, dus.

In het binnenste van de THEAC-25 zwiept dat geluid met soms wel 100 kilometer per uur door de buis. De golf ontstaat in het apparaat dankzij temperatuurverschillen tussen warmtewisselaars in de cilinders. Omdat warme gassen uitzetten en koude gassen krimpen en omdat geluid niets anders is dan een drukgolf in een gas, kun je een handige truc uithalen. Door het gas in de buis van een koude naar een warme omgeving te laten stromen, zodat de boel eerst krimpt en dan weer uitzet, ontstaat een pompend effect die de golf elke keer een zetje geeft. Van de vier cilinders van de THEAC-25 doen er twee dienst als zo’n geluidsgolfversterker. Is de afstand tussen die cilinders precies goed, dan kan de golf zichzelf in stand houden. Het akoestisch vermogen van de golf neemt daardoor steeds verder toe, zoals wanneer je een microfoon bij een speaker houdt en plots een harde pieptoon hoort.

Om met de energie in die geluidsgolf vervolgens ook te kunnen koelen, heb je de twee andere cilinders nodig, waar zich in essentie het omgekeerde proces afspeelt. Daar dempt men de golf, onttrekt akoestische energie en zet dat om in kou.

Met die elementen componeert de machine een symfonie van temperatuursveranderingen en drukgolven die net zo nauw luistert als wanneer een orkest een complex muziekstuk speelt. Wanneer de golf ergens wordt samengeperst, warmt deze de omgeving op. Net als wanneer je lucht bij een fietspomp door een smal tuitje perst en deze daarna loeiheet blijkt. Dijt de golf uit, dan gebeurt het omgekeerde en wordt er juist warmte uit de omgeving opgenomen. Combineer dat principe met buizen vloeistof op verschillende temperaturen – in gescheiden circuits – en een materiaal dat warmte tijdelijk kan opslaan, en je krijgt een koelmachine. ‘Wanneer je de timing van krimpen en uitzetten goed afstemt op de rest, kun je het koude circuit steeds opnieuw koelen’, zegt De Blok. ‘Maar dat luistert nauw. Als je er ook maar een beetje naast zit, werkt het meteen niet meer.’

De belofte van De Bloks machine bleek groot. Na de oprichting volgden tonnen aan financiering en start-upawards elkaar bij SoundEnergy op hoog tempo op. De eerste vier klanten dienden zich al snel aan. Toch begon het pas écht storm te lopen nadat het bedrijf dit jaar een plekje had bemachtigd op de CES in Las Vegas, de grootste technologiebeurs ter wereld. Een journalist van zakenblad Forbes bleek onder de indruk en schreef erover. ‘Sindsdien zijn we het bedrijf dat de planeet gaat redden’, zegt Berkhout lachend. ‘Vier man zijn nu elke dag e-mails met vragen aan het beantwoorden. Het formulier voor meer informatie over een eventuele aanschaf is al vierhonderd keer ingevuld.’

De volkomen schone, schuldgevoelvrije koeling die het bedrijf aanbiedt, spreekt dan ook tot de verbeelding. Toch verkopen Berkhout en collega’s hun apparaat meestal niet op duurzame overwegingen. ‘Het blijkt dat de energiebesparing die THEAC-25 oplevert niet de belangrijkste beweegreden is voor bedrijven om er eentje aan te schaffen’, zegt Berkhout. ‘Men vindt het veel interessanter dat onze machine geen bewegende onderdelen bevat, waardoor hij extreem betrouwbaar is en minder onderhoud nodig heeft.’

In bepaalde bedrijfstakken – grootschalige bakkerijen, sommige fabrieken – leidt een kapotte koeling meteen tot een flinke strop, zegt Berkhout. Een fabriekshal kan zo warm worden dat werknemers er niet meer mogen werken, of dat voedsel moet worden vernietigd.

Emeritus hoogleraar Theo van der Meer (Universiteit Twente) noemt THEAC-25 een apparaat met veel potentie. Van der Meer is niet verbonden aan SoundEnergy, al begeleidt hij wel een promovendus die één dag per week in loondienst van het bedrijf is. ‘Die onderzoekt hoe je het apparaat zo kunt aanpassen dat het stroom opwekt in plaats van kou’, zegt Van der Meer. ‘Ik ben daardoor goed op de hoogte van wat er daar speelt.’

Van der Meer heeft ook een achtergrond in thermo-akoestiek. ‘Een jaar of drie, vier geleden organiseerde ik hier in Enschede een conferentie voor iedereen uit het vakgebied. Men riep allemaal dat er eindelijk eens een product op de markt moest komen. Dat is nu gelukt’, zegt hij.

Toch moeten we ook weer niet te hard van stapel lopen, waarschuwt hij. ‘Dat Forbes roept dat SoundEnergy de planeet wel even gaat redden is wel erg voorbarig’, zegt hij. Zo is de machine nog te groot voor de consumentenmarkt. ‘Dit werkt alleen in een industriële setting’, zegt Van der Meer. ‘Als je hem zo klein en compact kunt maken dat hij de airco in huizen kan vervangen, dan heb je het pas écht over een spannende toepassing. Zo’n verkleiningsslag is een enorme technische uitdaging.’

Ook De Blok erkent dat het systeem de airco’s in huizen of auto’s voorlopig niet zal vervangen. ‘Bij een airco steek je de stekker erin en geeft hij exact de temperatuur die je wilt hebben. Ons systeem schaalt met de aangeleverde temperatuur’, zegt hij.

De Blok denkt echter dat niemand op termijn nog om dit soort technologie heen kan. ‘De huidige koelsystemen gebruiken fossiele brandstoffen, in feite zonne-energie die miljoenen jaren geleden is opgeslagen in de vorm van olie of gas. Onze machine zet warmte die nú wordt opgewekt direct om in koeling. Dat lijkt me veel verstandiger.’

Verwacht voorlopig geen miljarden THEAC-25’s die samen de opwarming van de planeet te lijf gaan. Een bescheiden hoeveelheid fabriekshallen koelen op korte termijn moet wel lukken. De complete planeet redden zit er daarom nog niet in, zegt ook De Blok. ‘Maar toch… toen onderzoekers nog geen tachtig jaar geleden de eerste transistors bouwden, kon niemand bevroeden dat die technologie zou leiden tot een computerrevolutie die de wereld volkomen heeft veranderd’, zegt hij. ‘Ook onze technologie kan op grote schaal worden toegepast. Wie weet waar het dan eindigt.’