Hoe lang draait een warmtepomp per dag: technische achtergronden en berekeningsmethoden
Voor wie overweegt om van een traditionele cv-ketel over te stappen op een warmtepomp, is het begrijpen van het werkingsschema en de draaitijden van het apparaat essentieel. In dit artikel bespreken we op basis van technische berekeningsmethoden en praktische voorbeelden hoe lang een warmtepomp gemiddeld per dag draait. We kijken naar de invloed van factoren zoals de delta T (temperatuurverschil), het afgegeven vermogen, het type warmtepomp (aan/uit of modulerend) en het gebruik van een buffervat.
Deze informatie is gebaseerd op gegevens uit betrouwbare bronnen zoals ISSO-normen en technische uitleg van warmtepompinstallaties. Wij geven geen advies van een installateur, maar leggen de fysische en thermische principes van het systeem uit, om de lezer een goed inzicht te verschaffen in de werking van een warmtepompinstallatie.
Inleiding
De draaitijd van een warmtepomp per dag is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de omgevingstemperatuur, de isolatie van het huis, de efficiëntie van het afgiftesysteem (zoals radiatoren of vloerverwarming) en de technische specificaties van de warmtepomp zelf. Voorbeeldberekeningen uit de praktijk tonen aan dat de draaitijd van een warmtepomp varieert tussen enkele uren per dag in de zomer en tientallen uren in de winter. Het is bovendien belangrijk om rekening te houden met het begrip vollastdraaiuren, dat een theoretische maat is voor het aantal uren dat een warmtepomp op vol vermogen zou moeten draaien om de jaarverwarmingsbehoefte te dekken.
Wat beïnvloedt de draaitijd van een warmtepomp?
De draaitijd van een warmtepomp wordt beïnvloed door vier belangrijke factoren:
- Delta T (temperatuurverschil): Dit is het verschil tussen de aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur in het afgiftesysteem. Een kleinere delta T betekent dat de warmtepomp langer moet draaien om dezelfde hoeveelheid warmte te leveren.
- Afgegeven vermogen: Het vermogen dat de warmtepomp in het systeem levert, bepaalt hoeveel warmte er per tijdsseenheid wordt afgegeven.
- Type warmtepomp: Aan/uit warmtepompen draaien op vol vermogen of niet, terwijl modulerende warmtepompen hun vermogen kunnen aanpassen aan de warmtebehoefte.
- Gebruik van een buffervat: Een buffervat zorgt voor hydraulische ontkoppeling en kan de draaitijd van de warmtepomp beïnvloeden, vooral bij systemen met meerdere warmtebronnen.
Delta T en de invloed op draaitijd
Delta T is een belangrijk criterium bij het ontwerp van een warmtepompinstallatie. In de praktijk is het verschil tussen aanvoer en retourtemperatuur meestal tussen de 5°C en 10°C. Hoe kleiner het delta T, hoe langer de warmtepomp moet draaien om de benodigde warmtebehoefte te dekken.
Voorbeeldberekening bij delta T van 10°C
Als we uitgaan van een warmtepomp die 10 kW levert bij een delta T van 10°C, dan geldt de volgende berekening:
$$ Qv = \frac{10.000}{998 \times 4190 \times 10} \times 3600 = 0,86 \, \text{m³/uur} = 860 \, \text{liter/uur} $$
Als de warmtepomp 10 minuten moet draaien (1/6 van een uur):
$$ 860 \, \text{liter/uur} \div 6 = 143 \, \text{liter} $$
Dit geeft een kengetal van ongeveer 15 liter per kW afgegeven vermogen. Dit betekent dat bij een delta T van 10°C, de warmtepomp gemiddeld 10 minuten per uur draait.
Voorbeeldberekening bij delta T van 5°C
Bij een delta T van 5°C:
$$ Qv = \frac{10.000}{998 \times 4190 \times 5} \times 3600 = 1,7218 \, \text{m³/uur} = 1721 \, \text{liter/uur} $$
10 minuten:
$$ 1721 \, \text{liter/uur} \div 6 = 286 \, \text{liter} $$
Kengetal: 28 liter per kW afgegeven vermogen. Dit betekent dat bij een delta T van 5°C, de warmtepomp ongeveer 20 minuten per uur draait.
Invloed van aan/uit versus modulerende warmtepompen
De draaitijd van een warmtepomp hangt ook af van het type systeem:
Aan/uit warmtepompen
Bij aan/uit warmtepompen is de draaitijd discontinu: ofwel draait de warmtepomp op vol vermogen, ofwel niet. Dit betekent dat de draaitijd vaak langer kan zijn, vooral bij systemen met een groter delta T of minder efficiëntie. Een aan/uit warmtepomp kan bijvoorbeeld 50% van de tijd draaien bij een delta T van 5°C.
Modulerende warmtepompen
Modulerende warmtepompen kunnen hun vermogen aanpassen aan de warmtebehoefte. Dit zorgt voor een soepelere werking en een lagere draaitijd. Een modulerende warmtepomp die bijvoorbeeld werkt tussen 4 kW en 16 kW, kan bij een delta T van 7°C, een buffer van 80 liter nodig hebben bij het minimaal vermogen van 4 kW.
Buffervat en draaitijd
Een buffervat speelt een belangrijke rol in het bepalen van de draaitijd van een warmtepomp. Het zorgt voor een hydraulische ontkoppeling tussen warmtepomp en afgiftesysteem, wat vooral van toepassing is bij systemen met meerdere warmtebronnen. Een buffervat kan ook helpen bij het gelijkmatig verdelen van de warmtebehoefte en het voorkomen van te snelle start- en stoptijden van de warmtepomp.
Berekening bufferinhoud
Volgens ISSO-norm 72 moet een warmtepomp minimaal 10 minuten kunnen draaien bij de ontwerp-delta T. De benodigde bufferinhoud is dan als volgt:
- Bij delta T van 10°C: 15 liter per kW afgegeven vermogen.
- Bij delta T van 7°C: 20 liter per kW afgegeven vermogen.
- Bij delta T van 5°C: 28 liter per kW afgegeven vermogen.
Voor een warmtepomp van 10 kW met een delta T van 5°C is dus een buffer van minimaal 280 liter nodig. Bij een modulerende warmtepomp met een minimaal vermogen van 4 kW is een buffer van 80 liter voldoende.
Volle lastdraaitijd en praktische voorbeelden
Het begrip vollastdraaitijd is een theoretische maat die aangeeft hoeveel uren een warmtepomp per jaar op vol vermogen zou moeten draaien om de jaarverwarmingsbehoefte te dekken. In Nederland is uit berekeningen gebleken dat een warmtepomp met een betafactor van 0,8 (80% van het transmissievermogen) ongeveer 2000 vollasturen per jaar draait.
Voorbeeld:
Een warmtepomp met een afgegeven vermogen van 8 kW en een betafactor van 0,8:
$$ 2000 \, \text{uren} \times 8 \, \text{kW} = 16.000 \, \text{kWh} $$
Dit betekent dat de warmtepomp gemiddeld 2000 uur per jaar draait. In de praktijk is dit vertaald naar ongeveer 5,5 uur per dag in een gemiddelde winter.
Uitzonderingen en variabelen
De draaitijd kan variëren afhankelijk van de situatie. Bijvoorbeeld:
Onderbrekingen in stroomtoevoer: Volgens de regel is maximaal drie keer per dag een onderbreking van 2 uur toegestaan. Dit heeft een verhoogde draaitijd tot gevolg. Bij drie onderbrekingen van elk 2 uur per dag, moet het vermogen met 1/3 worden verhoogd.
$$ \text{Onderbrekingsfactor} = \frac{24}{24 - 6} = 1,3 $$
Vloerverwarming versus radiatoren: Een vloerverwarming vereist een lagere aanvoertemperatuur (delta T), wat betekent dat de warmtepomp langer moet draaien om dezelfde hoeveelheid warmte te leveren.
Hybride systemen: Een hybride systeem met een warmtepomp en een houtkachel kan leiden tot een verschillende draaitijd, afhankelijk van de verdeling van de warmtebehoefte.
Conclusie
De draaitijd van een warmtepomp per dag is afhankelijk van meerdere factoren, waaronder het delta T, het afgegeven vermogen, het type warmtepomp (aan/uit of modulerend) en het gebruik van een buffervat. In de praktijk varieert de draaitijd tussen enkele uren per dag in de zomer en tientallen uren in de winter. Een warmtepomp met een betafactor van 0,8 draait gemiddeld 2000 vollasturen per jaar, wat overeenkomt met ongeveer 5,5 uur per dag in een gemiddelde wintermaand. Het is belangrijk om bij de installatie van een warmtepomp rekening te houden met deze technische factoren om de efficiëntie en levensduur van het systeem te optimaliseren.
Bronnen
Related Posts
-
Hybride warmtepomp voor grote woningen: Uitleg, voordelen en keuzes
-
Afmetingen en kenmerken van hybride warmtepompen: een overzicht voor woningbouw en renovatie
-
Hybride warmtepomp blijft draaien: een tussentijdse oplossing voor energiezuiniger woningen
-
Hybride warmtepomp in combinatie met stadsverwarming: een duurzame oplossing voor woningverwarming
-
Hybride warmtepomp in appartementen zonder buitenunit: een duurzame oplossing
-
Hybride warmtepomp en afstand tot CV-ketel: Technische aandachtspunten bij installatie
-
Hybride warmtepomp: afstand tussen buitenunit en binnenunit bepalen
-
Hybride ventilatielucht warmtepomp: duurzamere verwarming en warm tapwater