Watertemperatuur bij warmtepompsystemen: Belang, berekening en beheer
Inleiding
Bij de installatie en het gebruik van een warmtepomp speelt de watertemperatuur een essentiële rol in de efficiëntie en het prestatievermogen van het systeem. Warmtepompen worden steeds vaker ingezet voor ruimteverwarming en tapwaterverwarming in woningen, en het begrijpen van de ideale watertemperaturen is daarom van groot belang voor zowel eigenaren, installateurs en professionals in de bouwsector. De temperatuur van het water dat wordt opgewarmd beïnvloedt direct de Coefficient of Performance (COP) en Seasonal Coefficient of Performance (SCOP), waarmee het energieverbruik en het rendement van de warmtepomp worden gemeten.
In dit artikel wordt ingegaan op de technische aspecten van de watertemperatuur in warmtepompsystemen, inclusief de invloed op COP en SCOP, de noodzaak van een geschikte boiler voor warmtepompsystemen, de rol van vloerverwarming en radiatoren, en de specifieke aandachtspunten bij passieve koeling. Op basis van praktische installatie- en gebruikstips uit betrouwbare bronnen wordt een overzicht gegeven van de ideale temperatuurparameters en technische richtlijnen.
Watertemperatuur bij warmtepompinstallatie
Bij de opstart van een warmtepomp (water/water of brinewater/water) is het belangrijk om de zuiggastemperatuur in de gaten te houden. Deze temperatuur stabiliseert zich meestal tussen de 4 en 12 graden Celsius. Als de temperatuur direct onder de 0° C komt, dient het toestel uitgeschakeld te worden. Dit kan wijzen op een tekort aan vloeistof of een onvoldoende flow in de bronleidingen. In dergelijke gevallen is het noodzakelijk om de leidingen goed te ontluchten en eventueel glycol toe te voegen om vrieskelders te voorkomen.
Tijdens het draaien van de compressor is het belangrijk om de bron in- en uittemperatuur te controleren. De delta T (temperatuurverschil) tussen deze twee moet tussen de 4 en 5 graden liggen. Daarnaast dient de heetgastemperatuur ten minste 25 K hoger te zijn dan de aanvoertemperatuur, meestal tussen de 70 en 125 °C. De vloeistoftemperatuur dient ongeveer gelijk te zijn aan de retourtemperatuur, en de zuiggastemperatuur bevindt zich tussen de bron in- en uittemperatuur. De oververhitting (de temperatuurverschil tussen zuiggas- en verdampertemperatuur) moet tussen de 2 en 8 °C liggen.
Als deze parameters correct zijn, kan de gebruiker verder werken in het warmtepompmenu om eventuele parameters zoals de stooklijn aan te passen of accessoires aan te melden. Deze stappen kunnen variëren per merk en type warmtepomp.
Warmtepomp en zwembadverwarming
Een warmtepomp kan ook gebruikt worden voor het verwarmen van een zwembad. Het is echter belangrijk dat de warmtewisselaar van het zwembad geschikt is voor laag temperatuur, met een maximum van 45 graden Celsius aan de primaire zijde. Veel gebruikers maken de fout om een wisselaar te installeren die 90 graden nodig heeft. Bij een werktijds temperatuur van 45 graden levert dergelijke wisselaar vaak nauwelijks vermogen af, wat leidt tot inefficiëntie en mogelijke storingen.
COP en SCOP: Invloed van watertemperatuur
De COP (Coefficient of Performance) en SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) zijn essentiële indicatoren voor het rendement van een warmtepomp. Deze waarden geven aan hoe efficiënt de warmtepomp warmte kan onttrekken aan de bron (zoals lucht of grond) en deze kan overbrengen op het water in het systeem. Hoe hoger deze waarden, hoe efficiënter de warmtepomp werkt.
COP en SCOP bij luchtwarmtepompen
Bij moderne luchtwarmtepompen in Nederland is de SCOP meestal rond de 5,2 bij een afgiftetemperatuur van 35 °C. Dit betekent dat de warmtepomp voor elke eenheid energie die wordt verbruikt, ongeveer 5,2 eenheden warmte kan leveren.
Het warmteafgiftesysteem, zoals radiatoren of vloerverwarming, heeft een directe invloed op de COP en SCOP. Voor een traditionele radiator is een afgiftetemperatuur tussen de 60 en 80 °C nodig, terwijl vloerverwarming werkt met een afgiftetemperatuur van 20 tot 35 °C. Daardoor is de COP voor vloerverwarming vaak hoger dan voor radiatoren. Een goed geïsoleerde woning is een voorwaarde voor het efficiënt werken van een laagtemperatuurverwarmingssysteem.
COP voor tapwater versus ruimteverwarming
De COP voor het opwarmen van tapwater is meestal anders dan de COP voor ruimteverwarming. Dit komt door het temperatuurverschil tussen de bron en het gewenste eindresultaat. Het opwarmen van water met een warmtepomp duurt langer dan met een CV-ketel, omdat warmtepompen over het algemeen een lager vermogen leveren. Daarom is het verstandig om een voldoende grote buffer aan warm water aan te houden, bijvoorbeeld in een boiler met een temperatuur van 55 °C.
Voor het voorkomen van legionella in het tapwater moet het water eenmaal per week tot 65 °C worden verhit. Dit proces heeft een invloed op de COP van de warmtepomp, omdat het temperatuurverschil groter is dan bij normale tapwaterverwarming. Bij vloerverwarming is het water minder heet (35 °C) en de COP voor tapwater is in dit geval lager. Bij een hoogtemperatuurverwarmingssysteem (zoals radiatoren) is de COP voor tapwater juist hoger dan voor ruimteverwarming, omdat het temperatuurverschil kleiner is.
Boiler voor warmtepompsystemen
Omdat warmtepompen werken met lage temperaturen en een langere vertraging in warmteopwekking in vergelijking met CV-ketels, is het noodzakelijk om een geschikte boiler te kiezen. Een boiler voor een warmtepomp moet zijn ontworpen om met een kleiner temperatuurverschil tussen bron en doel om te gaan. Bij CV-ketels is een temperatuurverschil van 15 °C voldoende, terwijl bij een warmtepomp dit verschil slechts 2 °C is. Dit betekent dat de boiler voor een warmtepomp een groter verwarmend oppervlak (VO) moet hebben om de warmte efficiënt over te brengen van de bron naar het water.
Temperatuur van het tapwater
In Nederland is de wettelijke eis voor warmwater aan het tappunt 55 °C (NEN 1006), en bij gebruik van een circulatieleiding moet dit 60 °C zijn. Rekening houdend met afkoeling in de leidingen, dient een boiler op ongeveer 58 °C gebracht te worden. Het is belangrijk dat de boiler op deze temperatuur kan werken zonder dat het rendement van de warmtepomp negatief wordt beïnvloed.
Desinfectie van de boiler
Volgens de richtlijnen van ISSO publicatie 30.5 en 55.1 dient de boiler wekelijks gedesinfecteerd te worden om legionella te voorkomen. Dit kan op drie manieren gebeuren, afhankelijk van de installatie en het type boiler. Het is belangrijk om te weten dat een verkeerd gekozen boiler kan leiden tot pendelgedrag of HD-storingen (High Discharge), waarbij de warmtepomp de warmte niet goed kan kwijt en de boiler slecht op temperatuur komt.
Vloerverwarming versus radiatoren
Bij het gebruik van een warmtepomp is het kiezen van het juiste warmteafgiftesysteem van groot belang. Vloerverwarming en radiatoren hebben beide hun voor- en nadelen, afhankelijk van de gewenste watertemperatuur en de bouwconstructie van de woning.
Vloerverwarming
Vloerverwarming is een zogenaamde laagtemperatuurverwarming en werkt met afgiftetemperaturen van 20 tot 35 °C. Het voordeel is dat de hele ruimte gelijkmatig wordt verwarmd, omdat het verwarmde oppervlak veel groter is dan bij radiatoren. Een goede isolatie is echter een vereiste voor efficiënt gebruik van vloerverwarming.
Radiatoren
Radiatoren vereisen een hogere afgiftetemperatuur, tussen de 60 en 80 °C. Bij deze temperatuur treedt convectiewerking op, waarbij de warme lucht opstijgt en de ruimte gelijkmatig verwarmt. Bij een warmtepomp is het echter belangrijk om te weten dat de COP bij gebruik van radiatoren lager ligt dan bij vloerverwarming. Dit komt door het hogere temperatuurverschil dat nodig is voor een effectieve warmteoverdracht.
Passieve koeling met warmtepomp
Een water/water warmtepomp biedt ook de mogelijkheid om in de zomer passief te koelen. Dit kan door water van ongeveer 18 °C door de vloerverwarming te sturen. Hiermee kan een woning met circa 4 °C gekoeld worden ten opzichte van de buitentemperatuur. Bij luchtwarmtepompen is passieve koeling ook mogelijk, maar dan is het energieverbruik hoger omdat de koeling actief plaatsvindt.
Het passief koele systeem kan in alle ruimtes worden toegepast, behalve in de badkamer. In de badkamer kan condens ontstaan door de lage temperatuur van het koelwater, wat kan leiden tot vochtproblemen. Daarom is het verstandig om een klep in de leiding te plaatsen die tijdens passief of actief koele automatisch sluit. De warmtepomp heeft meestal een contact voor dit soort aansturing.
Technische aandachtspunten bij warmtepompinstallatie
Bij het installeren van een warmtepomp zijn er verschillende technische aandachtspunten die moeten worden gevolgd om het systeem optimaal te laten functioneren.
Verdelers voor vloerverwarming
Bij een warmtepomp met een lage aanvoertemperatuur wordt vaak een gesloten verdeler gebruikt voor de vloerverwarming. Deze verdeler heeft geen circulatiepomp nodig, omdat het mengen van de afgifteslangen en retourslang niet nodig is. Dit systeem is efficiënt en voorkomt onnodige energieverliezen.
Glycolgebruik en ontluchting
Het gebruik van glycol in de bronleidingen is soms nodig om vrieskelders te voorkomen, vooral in koude omstandigheden. Het is belangrijk om de leidingen goed te ontluchten om optimale flow en temperatuurverschillen te garanderen. Een te lage flow of vrieskelders kunnen leiden tot storingen en verhoogde energiekosten.
Conclusie
De watertemperatuur speelt een cruciale rol in de efficiëntie van een warmtepomp. Het kiezen van de juiste temperatuurparameters, het gebruik van een geschikte boiler en het aanpassen van het warmteafgiftesysteem zijn essentieel voor een optimaal functionerend systeem. Door aandacht te besteden aan COP en SCOP, passieve koeling en technische installatie-aandachtspunten, kan een warmtepomp zowel duurzaam als efficiënt werken. Het is van belang dat zowel eigenaren als installateurs goed geïnformeerd zijn over deze aspecten om de warmtepompinstallatie aan te passen aan de specifieke omstandigheden van de woning.
Bronnen
Related Posts
-
Koelen met een hybride warmtepomp: mogelijkheden, beperkingen en alternatieven
-
Kiezen voor een kleine warmtepomp voor je zwembad: een overzicht van modellen, kenmerken en toepassingen
-
Het ontluchten en bijvullen van een cv-systeem: een stapsgewijze gids
-
Inverter Warmtepomp Zwembad 3kW: Uitgebreid Overzicht en Uitleg
-
Installatie van een warmtepomp in een bestaande woning: voorwaarden, aanpassingen en kosten
-
Welke hybride warmtepomp past bij jouw woning? Een overzicht van soorten, werking en aandachtspunten
-
Hybride warmtepomp in Amersfoort: Een duurzame investering voor duurzame woningbouw
-
Subsidie voor warmtepomp: hoeveel krijg je en waar moet je aan voldoen?