Condensatie in leidingen bij warmtepompen: voorkomen, gevolgen en oplossingen

Inleiding

De toepassing van warmtepompen in woningen en gebouwen is een veelbelovende oplossing voor het verlagen van energieverbruik en CO₂-uitstoot. Echter, bij de installatie en beheer van een warmtepompinstallatie spelen verschillende technische aspecten een cruciale rol, waaronder de kwaliteit van de leidingen en de manier waarop deze zijn geïsoleerd. Eén van de belangrijkste uitdagingen bij warmtepompen is het probleem van condensatie in leidingen, die schade kan veroorzaken aan het systeem en de efficiëntie van de warmtepomp kan verlagen.

Op basis van de beschikbare informatie uit betrouwbare bronnen wordt in dit artikel ingegaan op de oorzaken van condensatie in leidingen van een warmtepompinstallatie, de gevolgen van condensatie, en de maatregelen die genomen kunnen worden om dit te voorkomen of te beheersen. De nadruk ligt op technische details en aanbevelingen voor de keuze van materialen, isolatie en beheerpraktijken.

Wat is condensatie in leidingen?

Condensatie ontstaat wanneer de temperatuur van een oppervlak of materiaal lager ligt dan de omgevingstemperatuur van de omringende lucht, waardoor waterdamp uit de lucht condenseert op dat oppervlak. In het kader van warmtepompen is condensatie een probleem dat vooral optreedt in leidingen die met koud water of een glycol-mengsel worden gevoerd. Dit komt doordat deze leidingen vaak op lage temperaturen functioneren en niet voldoende geïsoleerd zijn.

Oorzaken van condensatie

De oorzaken van condensatie in leidingen zijn voornamelijk gerelateerd aan:

• Lage temperatuur van de leidingen in vergelijking met de omgevingstemperatuur.
• Onvoldoende isolatie van leidingen, wat leidt tot verlies van warmte en condensatievorming op het oppervlak van de buis.
• Gebruik van leidingmateriaal dat gevoelig is voor corrosie, zoals stalen buizen, die na verloop van tijd roesten onder invloed van condensatie.
• Spanningscorrosie in metalen leidingen, veroorzaakt door een combinatie van mechanische spanning en corrosieve omstandigheden, zoals ammoniumdepositie.

Gevolgen van condensatie

Condensatie in leidingen kan verschillende negatieve gevolgen hebben voor de warmtepompinstallatie en het gebouw:

1. Corrosie en slijtage van leidingen
   Stalen of dunwandige leidingen zijn gevoelig voor condensatie en roestvorming. Dit leidt na verloop van tijd tot slijtage, lekkages en mogelijke verstoppingen in het systeem.

2. Verhoogde onderhoudskosten
   Condensatie kan leiden tot het vroegtijdig vervangen van leidingen of onderdelen van het systeem, wat extra kosten met zich meebrengt.

3. Verlies van efficiëntie
   Wanneer leidingen niet voldoende geïsoleerd zijn, verliest het koudwater warmte tijdens het transport, wat de efficiëntie van de warmtepomp vermindert. Dit betekent dat de warmtepomp harder moet werken om de gewenste verwarming op te wekken, wat leidt tot hogere energiekosten.

4. Schade aan de omgeving van de leidingen
   Condensatie kan ook leidingen beschadigen die zich in gevoelige ruimtes bevinden, zoals binnenwanden of plafonds, waar het kan leiden tot schimmelvorming of bouwmaterialenverlies.

Preventie en oplossingen voor condensatie

Om condensatie in leidingen van een warmtepompinstallatie te voorkomen, zijn er verschillende maatregelen die genomen kunnen worden. Deze zijn gebaseerd op het gebruik van juiste materialen, het toepassen van juiste isolatiemethoden en het uitvoeren van regelmatig onderhoud.

1. Keuze van leidingmateriaal

De keuze van het juiste leidingmateriaal is een essentieel onderdeel van het voorkomen van condensatieproblemen. Stalen of dunwandige leidingen zijn niet geschikt voor warmtepompinstallaties, aangezien ze snel slijten onder invloed van condensatie en corrosie. In plaats daarvan wordt aanbevolen om gebruik te maken van:

• Kunststof leidingen (zoals polyethyleen of PEX-buizen), die bestand zijn tegen corrosie en langdurig gebruik.
• Dampdicht geïsoleerde koperleidingen, die minder gevoelig zijn voor condensatie dan stalen leidingen. Koper is echter gevoelig voor spanningscorrosie, vooral wanneer het in contact komt met ammonium.

Opmerking: Stalen leidingen kunnen wel gebruikt worden, maar alleen na de koelwisselaar, waar het koelwater boven de condensatiegrens wordt gehouden. Dit minimaliseert de kans op condensatie.

2. Toepassing van isolatie

Een van de belangrijkste maatregelen om condensatie te voorkomen is het toepassen van buisislatie op de leidingen. Isolatie voorkomt het verlies van warmte en houdt de temperatuur van de leiding hoger dan de omgevingstemperatuur, waardoor condensatie niet kan optreden.

Aanbevolen isolatiematerialen

• Dampdichte isolatiematerialen, zoals PUR (polyurethaan) of EPS (expander polystyreen), die condensatie effectief voorkomen.
• Geen spanningscorrosie veroorzakende materialen gebruiken. Isolatie die corrosie kan veroorzaken, zoals materialen die in contact kunnen komen met ammonium, moet worden vermeden.

Belangrijke overwegingen bij isolatie

• Alle leidingen moeten geïsoleerd worden, met uitzondering van de knelkoppelingen, waar isolatie technisch niet mogelijk is.
• Let op de dikte van de geïsoleerde leidingen. Te dunne isolatie is onvoldoende om condensatie te voorkomen. De isolatiedikte moet voldoen aan de omgevingstemperatuur en de verwachte druk in het systeem.

3. Gebruik van leidingfilters

Leidingfilters zijn essentieel in warmtepompinstallaties om de efficiëntie van de installatie te behouden en schade aan het systeem te voorkomen.

Aanbevolen praktijk

• Plaats leidingfilters in de bron- en afgiftesysteem, nabij de warmtepomp.
• Zorg dat het water wordt gefilterd voordat het de warmtepomp binnengaat, om verstoppingen in de verdamper of condensor te voorkomen.
• Gebruik leidingfilters met afsluiters, zodat ze eenvoudig jaarlijks kunnen worden gereinigd.

Onderhoud van leidingfilters

• Reinig de filters jaarlijks.
• Zet de warmtepomp uit en sluit de afsluiters voor je de filter reinigt.
• Spoel de filters met schoon water.
• Bij ernstige vervuiling dient nagegaan te worden of dit op een lekkage wijst.

4. Correcte plaatsing van expansievaten

Expansievaten spelen een belangrijke rol in warmtepompinstallaties met glycol-mengsel, omdat het vloeistof in het systeem uitzet bij verwarming. Dit kan leiden tot overdruk als het expansievat niet correct is geplaatst.

Aanbevolen praktijk

• Plaats het expansievat aan de zuigzijde van de bronpomp in de bronleiding.
• In het afgiftesysteem dient het expansievat te worden geplaatst in de retourleiding, aan de zuigzijde van de pomp.
• Zorg voor een altijd open verbinding tussen het expansievat en het systeem.
• Zorg dat het expansievat geschikt is voor glycol-houdend water bij brine-water systemen.

Vuistregel voor de grootte van het expansievat

• Voor woningen is een vuistregel van 1* l/m³ vloeroppervlak aan te houden, zowel voor de bronzijde als voor de afgiftezijde.

5. Gebruik van automatische ontluchters

Automatische ontluchters helpen bij het verwijderen van lucht uit het systeem, wat de efficiëntie van de warmtepomp verhoogt.

Aanbevolen praktijk

• Gebruik automatische ontluchters in het afgiftesysteem.
• Gebruik geen automatische ontluchters in de bron, omdat glycol onder lage druk kan leiden tot kristalvorming, vooral in naaldafsluiters.

6. Correcte installatie en onderhoud

Een correcte installatie en regelmatig onderhoud zijn essentieel voor de prestaties en levensduur van een warmtepompinstallatie. De volgende punten zijn van belang:

• Correcte isolatie van alle leidingen, behalve de knelkoppelingen.
• Voldoende diameter van de leidingen, zodat het koudwater vloeiend kan bewegen en er geen drukverlies optreedt.
• Regelmatig reinigen van leidingfilters om verstoppingen te voorkomen.
• Controleren van de condensatievorming in regelmatige intervallen en het nemen van maatregelen wanneer dit zich voordoet.

Conclusie

Condensatie in leidingen van een warmtepompinstallatie is een serieuze uitdaging die kan leiden tot corrosie, slijtage en verlies van efficiëntie. Het gebruik van stalen of dunwandige leidingen moet worden vermeden, aangezien deze gevoelig zijn voor condensatie en roestvorming. In plaats daarvan dient gebruik te worden gemaakt van kunststof of dampdicht geïsoleerde koperleidingen. Daarnaast is het essentieel om de leidingen goed te isoleren, met isolatiematerialen die geen corrosie veroorzaken en voldoende dik zijn om condensatie te voorkomen.

De toepassing van leidingfilters en het juiste gebruik van expansievaten en automatische ontluchters zijn ook belangrijke onderdelen van een effectieve installatie. Regelmatig onderhoud en inspectie helpen om problemen op tijd te detecteren en te voorkomen.

De keuze van het juiste leidingmateriaal, de toepassing van juiste isolatiemethoden en het uitvoeren van regelmatig onderhoud zijn cruciale stappen om condensatie in warmtepompinstallaties te voorkomen en de prestaties van de warmtepomp te behouden. Door deze maatregelen aan te nemen, kan een warmtepompinstallatie langdurig en efficiënt functioneren, zonder schade aan het systeem of het gebouw.

Bronnen

1. Warmtepomp leidingen – Bobex
2. Warmtepompinstallatie tips – Warmtepomp-weetjes
3. Technische info warmtepomp – Warmtepomp-info
4. Algemene info warmtepomp – Duurzamemonumentenbrabant
5. Warmtepomp uitgelegd – Klimaland