Warmtepompen voor Tapwater: Technische Specificaties, Toepassingen en Ontwerpspecificaties

Inleiding

De opkomst van duurzame verwarmings- en warmwateroplossingen heeft geleid tot een toegenomen interesse in warmtepompen voor tapwater. In tegenstelling tot traditionele verwarmingsmethoden zoals CV-ketels, bieden warmtepompen een energie-efficiënte en milieuvriendelijke oplossing. Deze artikelen bespreken de technische eigenschappen, installatie- en ontwerpspecificaties van warmtepompen in relatie tot warm tapwaterbereiding. De nadruk ligt op de vereisten voor het kiezen van de juiste warmtepomp, aansluiting op een boiler of buffervat, en het functioneren in combinatie met hybride of all-electric opstellingen.

De informatie is gebaseerd op producten en specificaties van leveranciers zoals Alpha Innotec, A.O. Smith, en Technische Unie. De focus ligt op de toepassing in het Nederlandse woningbouw- en renovatieklimaat, inclusief kritisch overleg over desinfectieprocedures, materialenkeuze, en thermische prestaties.

Technische Specificaties van Warmtepompen voor Tapwater

1. Brine/water-combiwarmtepompen

De brine/water-combiwarmtepompen zoals het model WZSV 42K3M van Alpha Innotec zijn ontworpen voor zowel verwarming, koeling als warm tapwaterbereiding. Dit maakt ze ideaal voor nieuwbouwprojecten of renovaties waar een alles-in-één systeem vereist is.

Specificaties:

• Verwarmingsvermogen bij 0/35°C (B0/W35): 1,02 tot 3,9 kW
• COP bij 0/35°C: 4,31
• Geschikt voor gesloten bron (bodemcollector): Ja
• Geschikt voor open bron (grondwater): Nee
• Buffervat voor warm tapwater: 180 liter geïntegreerd
• Toepassingen: Nieuwbouw, renovatie, all-in-one oplossing
• Opstelruimte: Vergelijkbaar met die van een vrieskast
• Aansluitingen: Bovenop het toestel
• Instellingen: Via de voorkant van het toestel

Deze combiwarmtepompen zijn gebaseerd op de EN 14511-norm en zijn speciaal ontworpen voor toepassing op gesloten bronnen zoals bodemcollectoren. Het geïntegreerde buffervat zorgt voor een constante voorraad warm tapwater, wat het systeem ideaal maakt voor huishoudens die consistente warmwaterlevering nodig hebben.

2. Lucht/water-warmtepompen

Lucht/water-warmtepompen zoals de Enevator Air Altus of de Hybrox-serie van Alpha Innotec gebruiken lucht als bron en warm water als afvoermedium. Deze warmtepompen werken met natuurlijke koudemiddelen zoals R290 (propaan), wat een lage impact op het klimaat heeft vanwege het zeer lage GWP (Global Warming Potential) van 3.

Kenmerken:

• Maximale wateraanvoertemperatuur: Tot 78°C
• Toepassingen: Verwarming, koeling, warm tapwater
• Modulaire opstelling: Geschikt voor hybride of all-electric systemen
• Piekvermogens: 5 kW tot 13 kW
• Technologie: Enhanced Vapor Injection (EVI) voor hoge watertemperaturen

Een belangrijk voordeel van lucht/water-warmtepompen is de mogelijkheid om te werken bij lage buitentemperaturen (tot -20°C), waardoor ze geschikt zijn voor het Nederlandse klimaat. De EVI-technologie zorgt voor een hogere efficiëntie en de mogelijkheid om warm tapwater aan te leveren zonder extra naverwarming.

3. Water/water-warmtepompen

Water/water-warmtepompen zoals de Alterra SWCV van Alpha Innotec zijn vooral geschikt voor toepassingen waar een vaste bron beschikbaar is, zoals een warme gracht of een geothermisch systeem. Deze warmtepompen zijn ideaal voor grotere installaties, zoals industriële of commerciële gebouwen.

Specificaties:

• Opstelvarianten: Hybride of all-electric
• Maximale wateraanvoertemperatuur: Tot 78°C
• Toepassingen: Verwarming, koeling, warm tapwater
• Vermogens: Afhankelijk van de installatie

Water/water-warmtepompen vereisen een duidelijke bron en een warme afvoer. Deze systemen zijn vaak ingezet in combinatie met een 2-pijp- of 4-pijpssysteem, afhankelijk van of er gelijktijdig verwarmd en gekoeld water nodig is.

Warmwaterboilers voor Warmtepompen

Een warmtepomp kan geen warm tapwater leveren zonder een geïntegreerd of externe boiler. Het kiezen van de juiste boiler is van groot belang om zowel efficiëntie als comfort te garanderen.

1. Kenmerken van een Boiler voor Warmtepompen

Een boiler voor warmtepompen verschilt van een boiler voor een CV-ketel door de volgende kenmerken:

• Groter VerwarmingsOppervlak (VO): Het temperatuurverschil tussen bron en doel is klein (bijvoorbeeld 2°C), wat betekent dat er een groter oppervlak nodig is om de warmte effectief over te dragen.
• Temperatuurbeheersing: De boiler moet voldoende warmte opslaan en deze op een consistente manier leveren.
• Desinfectiemogelijkheden: Om legionellabesmetting te voorkomen, moet de boiler minstens één keer per week worden gedesinfecteerd. Dit kan via drie methoden:
  • 60°C gedurende 20 minuten
  • 65°C gedurende 10 minuten
  • 70°C gedurende 5 minuten

De desinfectie kan automatisch worden aangestuurd via een ingebouwd tijdsprogramma, meestal in de nacht uren om storingen te voorkomen. In gevallen van hoge vraag op bepaalde momenten, kan dit tijdstip worden aangepast.

2. Hybride Opstellingen

In sommige gevallen is een puur elektrische warmtepomp niet voldoende om de piekvraag van warm tapwater te dekken. Dan kan een hybride opstelling worden gebruikt, waarbij een warmtepomp wordt gecombineerd met een gasgestookte of elektrische boiler. Dit zorgt voor betere prestaties en vermindert de belasting op de warmtepomp.

Hybride opstellingen zijn vooral geschikt voor huishoudens of gebouwen met hoge warmwaterverbruik, zoals sporthallen of appartementencomplexen. De warmtepomp zorgt voor de basisverwarming, terwijl de boiler de piekvraag dekt.

3. Buffervat en Oppstelafstand

Een geïntegreerd buffervat, zoals in de WZSV 42K3M, is een handige oplossing voor huishoudens die niet extra ruimte willen inzetten voor een aparte boiler. Buffervaten van 180 liter of meer zorgen voor een stabiele warmwaterlevering gedurende langere periodes.

Wanneer een aparte boiler wordt gekozen, is het belangrijk dat deze binnen een redelijke afstand staat van de warmtepomp. Bijvoorbeeld bij de Househeating warmtepomp is de maximale afstand tussen warmtepomp, ketel en meterkast maximaal 10 meter. Grotere afstanden moeten worden afgesproken met de leverancier om eventuele verliezen in efficiëntie te voorkomen.

Toepassingen en Systemen

1. 2-pijpssysteem

Een 2-pijpssysteem is het eenvoudigste systeem voor warmtepompen. Het maakt het mogelijk om verwarmd water te leveren voor ruimteverwarming of warm tapwater, maar niet tegelijkertijd. Dit betekent dat het systeem moet wisselen tussen verwarmen en afkoelen, wat de efficiëntie iets kan verminderen.

2. 4-pijpssysteem

Een 4-pijpssysteem biedt meer flexibiliteit. Het maakt het mogelijk om tegelijkertijd verwarmd en gekoeld water te leveren, wat ideaal is voor gebouwen die zowel verwarming als koeling nodig hebben. Deze systeem is vaak te vinden in grotere installaties, zoals kantoren of winkels.

Duurzaamheid en Energieverbruik

1. Elektrisch Verbruik

Alle warmtepompen zijn elektrische systemen. Het energieverbruik hangt af van het COP (Coefficient of Performance), wat aangeeft hoe efficiënt de warmtepomp werkt. Een hoge COP betekent dat de warmtepomp weinig elektriciteit nodig heeft om veel warmte te genereren.

Bijvoorbeeld, een warmtepomp met een COP van 4,31 zoals de WZSV 42K3M genereert 4,31 kW aan warmte voor elke 1 kW aan elektriciteit. Dit maakt warmtepompen tot een van de meest energie-efficiënte systemen voor warm tapwater.

2. Groene Elektriciteit

Om de duurzaamheid van een warmtepompinstallatie te maximaliseren, wordt aanbevolen om 100% groene elektriciteit te gebruiken. Dit betekent dat de elektriciteit afkomstig is van hernieuwbare energiebronnen zoals zon- of windenergie. In dat geval draagt de warmtepomp bij aan een nul- of lage CO₂-uitstoot.

3. Duurzaamheid in de Praktijk

A.O. Smith benadrukt in hun specificaties dat warmtepompen niet alleen efficiënt zijn, maar ook betrouwbaar en financieel verantwoord zijn. Door een combinatie van technieken zoals een warmtepomp in combinatie met een boiler, kan een duurzaam en kostenefficiënt systeem worden opgesteld.

Materialen en Constructie

1. Koper als Materiaal

Het gebruik van koper in warmtepompen en boilers is standaard. Koper heeft goede warmtegeleidende eigenschappen en is bestand tegen corrosie in combinatie met water. Het is daarom een veelgebruikt materiaal in warmtapwaterinstallaties.

2. Koudemiddelen

De keuze van koudemiddelen heeft invloed op zowel de efficiëntie als het milieu. De meest voorkomende koudemiddelen zijn:

• R407C en R410A: Vaak gebruikt in commerciële systemen, maar deze koudemiddelen hebben een hogere GWP (Global Warming Potential) dan R290.
• R290 (propaan): Wordt steeds vaker gebruikt in nieuwe systemen vanwege de lage GWP (3) en het feit dat het een natuurlijk koudemiddel is.

De keuze van koudemiddel hangt vaak af van de toepassing en de regelgeving. In Nederland wordt de overgang naar R290 sterk gesteund vanwege het milieuvriendelijke karakter.

Desinfectie en Legionellabeheersing

1. ISO-richtlijnen en Desinfectiemethoden

Volgens de richtlijnen van ISSO-publicatie 30.5 en 55.1 moet een boiler voor warm tapwater wekelijks worden gedesinfecteerd om legionellabesmetting te voorkomen. Dit kan via drie methoden:

1. 60°C gedurende 20 minuten
2. 65°C gedurende 10 minuten
3. 70°C gedurende 5 minuten

De keuze voor de juiste methode hangt af van het type boiler en de beschikbare technologie. In warmtepompen met koudemiddelen zoals R407C of R410A kan de temperatuur niet altijd hoog genoeg worden gebracht. In dat geval kan een elektrisch element het temperatuurverschil maken.

2. Automatische Tijdsprogramma’s

De meeste moderne boilers zijn uitgerust met een ingebouwd tijdsprogramma dat de desinfectie automatisch kan aansturen. Meestal wordt dit gedaan in de nacht, wanneer het warmwaterverbruik minimaal is. Dit zorgt voor een snelle opwarming en minimaliseert het risico op legionellabesmetting.

In gevallen van hoge warmwatervraag op bepaalde momenten (bijvoorbeeld vrijdagavond), kan de desinfectie tijdens de middag worden aangepast om extra comfort te bieden.

Samenwerking en Advies

1. Role van Installateurs

De installatie van een warmtepomp met boiler vereist kennis en ervaring. Het is daarom aan te raden om samen te werken met een erkende installateur die vertrouwd is met warmtepompinstallaties. Deze installateurs kunnen zowel de elektrische componenten als de hydraulische aansluitingen nauwkeurig aanleggen.

2. Technisch Advies

A.O. Smith benadrukt dat het ontwerp van een warmtepompinstallatie veel rekenwerk en kennis vereist. Daarom is het aan te raden om professioneel advies in te winnen om een duurzaam, betrouwbaar en financieel verantwoord systeem op te stellen.

Conclusie

Warmtepompen voor tapwater zijn een duurzame en efficiënte oplossing voor huishoudens en grotere installaties. Ze zijn geschikt voor zowel nieuwbouw als renovatieprojecten en kunnen worden geïntegreerd in hybride of all-electric systemen. Het kiezen van de juiste warmtepomp en boiler is essentieel voor een optimale werking en comfort.

De technische specificaties, zoals COP, vermogen, en koudemiddelkeuze, moeten worden meegenomen in het ontwerp. Ook de desinfectie en legionellabeheersing zijn belangrijke factoren die niet mogen worden verwaarloosd.

In de praktijk is het aan te raden om samen te werken met een ervaren installateur en eventueel advies in te winnen van een leverancier zoals A.O. Smith of Alpha Innotec. Zo kan een warmtepompinstallatie worden samengesteld die zowel duurzaam is als functioneel en comfortabel.

Bronnen

1. Alpha Innotec Brine/Water Warmtepomp WZSV 42K3M
2. Tapwaterboiler voor warmtepomp
3. A.O. Smith International Warmtepompen
4. Technische Unie Warmtepompen
5. Househeating Warmtepomp