Hoe bereken je het juiste vermogen voor een warmtepompinstallatie in je woning?

Het installeren van een warmtepomp kan een duurzame en energiezuinige oplossing zijn voor het verwarmen van je woning. Echter, om zowel efficiëntie als comfort te waarborgen, is het van belang dat het vermogen van de warmtepompinstallatie correct wordt berekend. Een te klein vermogen zorgt voor onvoldoende verwarming, terwijl een te groot vermogen leidt tot oververhitting, hogere kosten en onnodige ruimteverbruik. In dit artikel leggen we stap voor stap uit hoe je het benodigde vermogen van je warmtepomp kunt bepalen, op basis van de thermische eigenschappen van je woning, eventueel gebruik voor het opwarmen van tapwater, en het Nederlandse klimaat.

Inleiding

De thermische verliezen van een woning zijn de basis voor het bepalen van het benodigde vermogen van een warmtepompinstallatie. Dit betekent dat je eerst moet weten hoeveel warmte je woning verliest per graad temperatuurverschil tussen binnen- en buitentemperatuur. Deze waarde, uitgedrukt in W/K (Watt per Kelvin), is essentieel voor een correcte berekening. Daarnaast moet rekening worden gehouden met het gebruik van de warmtepomp voor het opwarmen van tapwater, indien van toepassing.

In dit artikel zullen we twee methoden behandelen om het benodigde vermogen te bepalen:
1. Methode 1: Berekening op basis van het warmteverlies van de woning.
2. Methode 2: Berekening op basis van het jaarlijks gasverbruik van de woning.

Daarnaast zullen we ingaan op het bepalen van het stooklijnvermogen, het bepalen van het verbruik van de warmtepomp in kWh, en het dimensioneren van het buffervat en de aanvoerleiding. Deze factoren zijn cruciaal voor een optimaal functionerende warmtepompinstallatie.

Methode 1: Berekening op basis van het warmteverlies van de woning

Wat is het warmteverlies van een woning?

Het warmteverlies van een woning wordt uitgedrukt in W/K (Watt per Kelvin) en geeft aan hoeveel warmte (in Watt) de woning verliest per graad temperatuurverschil tussen binnen- en buitentemperatuur. Dit is de basis voor het bepalen van het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie.

De formule voor het berekenen van het warmteverlies van een woning is als volgt:

Warmteverlies woning [W/K] = (A - B * 7) * 9000 / ((16 - C) * 24 * 31)

• A: het gasverbruik in m³ per maand (bijvoorbeeld in januari).
• B: het gemiddelde gasverbruik in m³ per maand (bijvoorbeeld in juli).
• C: de gemiddelde buitentemperatuur in januari in °C.

Deze formule is een praktische manier om het warmteverlies van een woning te schatten, maar het is belangrijk om rekening te houden met de exacte isolatiegraad en eventuele warmtebronnen in de woning. Voor een nauwkeurige berekening is het aan te raden om een energieadvies te laten uitvoeren door een erkende professional.

Voorbeeldberekening

Stel, je woning heeft een warmteverlies van 220 W/K. In dat geval zou het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie berekend worden als:

Vermogen warmtepompinstallatie [W] = Warmteverlies woning [W/K] * 26 [K]

Vermogen = 220 [W/K] * 26 [K] = 5720 W

Als de warmtepomp ook wordt gebruikt om warm tapwater te leveren via een indirect gestookte boiler, moet het vermogen verhoogd worden met 10 W per liter boilerinhoud.

Voorbeeld:

Een 200 liter indirect gestookte boiler:
Extra vermogen = 200 [liter] * 10 [W/liter] = 2000 W

Totaal vermogen = 5720 W + 2000 W = 7720 W

Belang van correct dimensioneren

Het juiste vermogen van de warmtepompinstallatie is essentieel voor een optimale werking. Een warmtepomp die te weinig vermogen heeft, kan de woning niet voldoende verwarmen, vooral bij strenge vorst. Een te grote warmtepomp daarentegen verbruikt onnodig veel energie en kost meer.

Een goed gedimensioneerde warmtepomp houdt de woning warm, verbruikt efficiënt en beslaat niet onnodig veel plaats. Daarnaast zorgt het voor een hoger comfortniveau en een lagere energierekening.

Methode 2: Berekening op basis van het jaarlijks gasverbruik

Hoe werkt deze methode?

De tweede methode is specifiek ontworpen voor het Nederlandse klimaat en maakt gebruik van het jaarlijks gasverbruik van de woning. Deze methode is handig voor woningen waarvan het gasverbruik al bekend is. De formule is als volgt:

Vermogen warmtepompinstallatie [W] = jaarlijks gasverbruik [m³] * 4 [W/m³]

Voorbeeldberekening

Stel, je woning verbruikt jaarlijks 1500 m³ gas. Dan is het benodigde vermogen:

Vermogen = 1500 [m³] * 4 [W/m³] = 6000 W

Als er ook gebruik wordt gemaakt van een indirect gestookte boiler van 150 liter, moet het vermogen verhoogd worden:

Extra vermogen = 150 [liter] * 10 [W/liter] = 1500 W

Totaal vermogen = 6000 W + 1500 W = 7500 W

Toepassing en beperkingen

Deze methode is eenvoudiger dan methode 1, maar hangt af van het jaarlijks gasverbruik. Het is daarom meestal toepasbaar voor woningen die eerder op gas verwarmd werden. Voor woningen die bijvoorbeeld al elektrisch worden verwarmd, is deze methode niet geschikt.

Bovendien is het belangrijk om rekening te houden met eventuele verbeteringen in isolatie of het gebruik van andere warmtebronnen. Het jaarlijks gasverbruik is een historische waarde en kan niet altijd accuraat zijn als de woning is aangepast.

Bepalen van het stooklijnvermogen

Wat is de stooklijn?

De stooklijn is de relatie tussen de buitentemperatuur en de aanvoertemperatuur van het verwarmingswater. De stooklijn wordt bepaald op basis van het vermogen van de warmtepompinstallatie en het vermogen van de centrale verwarming. Deze relatie is belangrijk voor het instellen van de warmtepompinstallatie en heeft invloed op zowel comfort als energieverbruik.

Berekening van de aanvoertemperatuur

De aanvoertemperatuur bij een buitentemperatuur van -10°C wordt berekend met de volgende formule:

[T-10] = 20°C + (Vermogen warmtepompinstallatie [W] / Vermogen centrale verwarming [W/K])

Voorbeeldberekening

Als het vermogen van de warmtepompinstallatie 9600 W is en het vermogen van de centrale verwarming 300 W/K:

[T-10] = 20°C + (9600 / 300) = 52°C

Dit betekent dat bij een buitentemperatuur van -10°C de aanvoertemperatuur van het verwarmingswater 52°C moet zijn om de woning voldoende te verwarmen.

Belang van de stooklijn

De stooklijn bepaalt hoe de warmtepomp werkt in verschillende klimatologische omstandigheden. Een correct ingestelde stooklijn zorgt voor een optimale werking van de warmtepompinstallatie, zowel in milde als in strenge winters. Het is daarom belangrijk dat de stooklijn nauwkeurig wordt bepaald en geregeld.

Bepalen van het verbruik van de warmtepomp

Wat is SCOP en waarom is het belangrijk?

De SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) is een maat voor de energieprestatie van een warmtepompinstallatie gedurende het gehele jaar. De SCOP geeft aan hoe efficiënt de warmtepomp warmte levert in het Nederlandse klimaat. Hoe hoger de SCOP, hoe efficiënter de warmtepomp werkt.

Berekening van het verbruik

Het verbruik in kWh van de warmtepompinstallatie kan worden berekend met de volgende formule:

Verbruik [kWu] = [D] * 9 / ( [A] + ( [B] - [A] ) * ( 55 - [C] ) / 20 )

• D: het jaarlijks gasverbruik in m³.
• A: de SCOP van de warmtepomp in een 35°C klimaat.
• B: de SCOP van de warmtepomp in een 55°C klimaat.
• C: de aanvoertemperatuur van het verwarmingswater in °C.

Voorbeeldberekening

Voor een warmtepomp met een SCOP van 3,5 in een 35°C klimaat en 5,1 in een 55°C klimaat, en een aanvoertemperatuur van 50°C, met een jaarlijks gasverbruik van 1600 m³:

Verbruik = 1600 * 9 / (3,5 + (5,1 - 3,5) * (55 - 50) / 20)

Verbruik = 14400 / (3,5 + 1,6 * 5 / 20)

Verbruik = 14400 / (3,5 + 0,4)

Verbruik = 14400 / 3,9 = 3692 kWh

Belang van het verbruik

Het verbruik van een warmtepompinstallatie is een essentieel criterium bij de aanschaf van een warmtepomp. Een lager verbruik betekent een lagere energierekening en een grotere retour op investering. Het is daarom belangrijk om de SCOP en het verbruik van verschillende warmtepompen te vergelijken om de meest efficiënte keuze te maken.

Dimensionering van het buffervat

Wat is een buffervat?

Het buffervat is een essentieel onderdeel van een warmtepompinstallatie. Het zorgt ervoor dat de warmte van de warmtepomp gelijkmatig kan worden verdeeld door het verwarmingssysteem. Het buffervat helpt ook om schommelingen in het warmteverbruik te bufferen en zorgt voor een stabiele aanvoer van warm water.

Berekening van het buffervolume

Het volume van het buffervat hangt af van het laagste vermogen van de warmtepompinstallatie en het temperatuurverschil tussen aanvoer en afvoer. De formule is als volgt:

Volume buffervat [liter] = Laagste vermogen warmtepompinstallatie [kW] * 20 [liter/kW]

Voor een delta T van 5°C. Bij een hogere delta T moet er 4 liter per kW per °C bijgevoegd worden.

Voorbeeldberekening

Een warmtepomp met een laagste vermogen van 4 kW en een delta T van 5°C:

Volume = 4 [kW] * 20 [liter/kW] = 80 liter

Bij een delta T van 7°C:

Volume = 4 [kW] * 20 [liter/kW] + 2 * 4 [kW] * 4 [liter/kW] = 80 + 32 = 112 liter

Belang van het buffervat

Een goed gedimensioneerde buffer zorgt voor een efficiënter functioneren van de warmtepompinstallatie. Het vermindert het aantal keren dat de warmtepomp start en stopt, wat zowel het verbruik als de levensduur van de installatie beïnvloedt. Bovendien zorgt het voor een hoger comfortniveau en een gelijkmatigere verwarming.

Dimensionering van de aanvoerleiding

Wat beïnvloedt het transportvermogen van de leiding?

Het transportvermogen van de aanvoerleiding wordt bepaald door de diameter van de leiding, het temperatuurverschil tussen aanvoer en afvoer, en de snelheid van het water. Deze parameters zijn belangrijk voor het transport van voldoende warmte van de warmtepomp naar het buffervat en vervolgens naar de verwarmingssystemen.

Berekening van het transportvermogen

Het transportvermogen kan worden berekend met de volgende formule:

P [W] = D² * π / 4 * V * T * S

• D: binnen diameter van de leiding in meter.
• V: snelheid van het water in meter per seconde.
• T: temperatuurverschil in °C.
• S: soortelijke warmte van water (4186 Ws/liter K).

Voorbeeldberekening

Een leiding met een diameter van 20 mm, een snelheid van 0,5 m/s en een temperatuurverschil van 5°C:

Binnen oppervlakte = 0,02² * π / 4 = 0,000314 m²
Verplaats volume = 0,000314 * 0,5 = 0,000157 m³/s = 0,157 liter/s
Verplaatste energie = 0,157 [liter/s] * 4186 [Ws/liter K] = 657 W/K
Transportvermogen = 5 * 657 = 3285 W

Voor een warmtepompinstallatie van 10 kW en een temperatuurverschil van 5°C is een leiding met een diameter van 35 mm of groter aan te raden.

Belang van de leidingdiameter

Een te smalle leiding kan leiden tot onvoldoende transportvermogen, wat resulteert in een onvoldoende verwarming van de woning. Het is daarom belangrijk om de leidingdiameter correct te dimensioneren op basis van het vermogen van de warmtepompinstallatie en het temperatuurverschil.

Geluidscontrole

Wettelijke eisen

Een warmtepompinstallatie moet voldoen aan wettelijke eisen inzake geluidsoverlast naar de buren. Daarnaast is het belangrijk dat jezelf geen last hebt van het geluid van de warmtepomp. Er zijn verschillende maatregelen die getroffen kunnen worden om het geluid te beheersen.

Maatregelen tegen geluidsoverlast

• Het plaatsen van de warmtepomp op een afstand van minstens 2 meter van de woning.
• Het gebruik van dempende matjes onder de warmtepomp.
• Het installeren van akoestische isolatie rondom de warmtepomp.

Het is aan te raden om een erkende installateur te raadplegen om ervoor te zorgen dat de warmtepompinstallatie voldoet aan de wettelijke eisen en een acceptabel geluidsgehalte heeft.

Conclusie

Het berekenen van het juiste vermogen voor een warmtepompinstallatie is essentieel voor een optimale werking, comfort en energiebesparing. De thermische verliezen van de woning zijn de basis voor deze berekening, maar het is ook belangrijk om rekening te houden met het gebruik voor het opwarmen van tapwater, het dimensioneren van het buffervat en de aanvoerleiding, en de instelling van de stooklijn.

Door deze factoren nauwkeurig te bepalen en te optimaliseren, zorg je ervoor dat je warmtepompinstallatie efficiënt werkt, comfortabel is en langdurig meewerkt. Het is aan te raden om een onafhankelijke berekening te maken voordat je een warmtepomp kiest, en vervolgens een erkende installateur te raadplegen voor de uitvoering van de installatie.

Een goed gedimensioneerde warmtepompinstallatie is een duurzame en energiezuinige keuze die niet alleen het milieu ondersteunt, maar ook bijdraagt aan een lage energierekening en een hoger comfortniveau in jouw woning.

Bronnen

1. warmtepompberekenen.nl
2. Ventilatieland blog