Hoe groot moet een warmtepompinstallatie zijn: Berekening en richtlijnen voor verbruik en vermogen

Inleiding

Een warmtepomp is een essentiële investering in de toekomstbestendige energievoorziening van een woning. Het kiezen van de juiste grootte van de warmtepompinstallatie is van groot belang voor zowel het comfort in de woning als het energieverbruik. In dit artikel wordt uitgelegd hoe het vermogen van een warmtepompinstallatie moet worden berekend, hoe het verbruik kan worden geschat, en welke factoren bepalend zijn voor de juiste afmetingen van de installatie.

De informatie in dit artikel is gebaseerd op gegevens uit de contextdocumenten en richt zich op zowel technische aspecten als praktische toepassingen. Het doel is om bouwmeesters, renovateurs en particulieren te voorzien van het nodige kennisgehalte om een correcte keuze te maken bij de aankoop en installatie van een warmtepomp.

Hoe bereken je het vermogen van een warmtepompinstallatie?

Het vermogen van een warmtepompinstallatie is afhankelijk van meerdere parameters, waaronder het warmteverlies van de woning, het verbruik aan warm tapwater, en het klimaat in Nederland. Het doel is om het benodigde vermogen zodanig te bepalen dat de warmtepomp de woning comfortabel kan verwarmen bij extreem koude temperaturen en tegelijkertijd niet overdreven energie verbruikt.

Methode 1: Op basis van warmteverlies

De eerste methode gebruikt het warmteverlies van de woning om het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie te berekenen. De formule is:

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

Bijvoorbeeld:

• Warmteverlies woning: 220 W/K
• Benodigd vermogen: 220 × 26 = 5720 W

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

Extra vermogen voor boiler = 10 [W/liter] × Volume boiler [liter]

Voorbeeld:

• Volume boiler: 200 liter
• Extra vermogen: 200 × 10 = 2000 W
• Totaal vermogen: 5720 + 2000 = 7720 W

Methode 2: Op basis van jaarlijks gasverbruik

Een alternatieve methode is het berekenen van het benodigde vermogen op basis van het jaarlijks gasverbruik van de woning. Deze methode is specifiek voor het Nederlandse klimaat en is daarom van toepassing op woningen waarin traditioneel gas wordt gebruikt.

Vermogen warmtepompinstallatie [W] = Jaarlijks gasverbruik [m³] × 4 [W/m³]

Voorbeeld:

• Jaarlijks gasverbruik: 1500 m³
• Benodigd vermogen: 1500 × 4 = 6000 W

Aangezien ook hier warm tapwater via een indirect gestookte boiler wordt verwerkt, wordt dit vermogen verder aangevuld:

• Volume boiler: 150 liter
• Extra vermogen: 150 × 10 = 1500 W
• Totaal vermogen: 6000 + 1500 = 7500 W

Beide methoden leveren een schatting op van het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie. Het is aan te raden om beide methoden te gebruiken en het hoogste berekende vermogen te kiezen.

Stooklijn en CV-vermogen

Naast het berekenen van het vermogen van de warmtepompinstallatie is het ook belangrijk om de stooklijn correct in te stellen. De stooklijn bepaalt de temperatuur van het CV-water afhankelijk van de buitentemperatuur. De stooklijn wordt bepaald door twee instelpunten:

• [T+20] = temperatuur van het CV-water bij een buitentemperatuur van +20 °C
• [T-10] = temperatuur van het CV-water bij een buitentemperatuur van -10 °C

De formule voor het berekenen van [T-10] is:

[T-10] = 20 °C + (Vermogen warmtepompinstallatie [W] / Vermogen van de CV [W/K])

Voorbeeld:

• Vermogen warmtepompinstallatie: 9600 W
• Vermogen van de CV: 300 W/K
• [T-10] = 20 + (9600 / 300) = 52 °C

Het vermogen van de CV zelf moet worden gemeten en wordt uitgedrukt in [W/K]. Het is belangrijk dat deze meting plaatsvindt in het werkgebied van de warmtepompinstallatie, bij een binnenluchttemperatuur tussen 15 °C en 24 °C. Bovendien mag de maximale temperatuur van het CV-water niet lager zijn dan 50 °C.

Formule voor het berekenen van het vermogen van de CV

Vermogen CV [W/K] = ((C - B) × 9000 × 2) / (50 - A)

Waarbij: - A = buitentemperatuur
- B = temperatuur van het terugvoerwater
- C = temperatuur van het aanvoerwater

Berekening van het verbruik

Nadat het vermogen van de warmtepompinstallatie is bepaald, is het ook mogelijk om een schatting te maken van het jaarlijks stroomverbruik. Dit verbruik hangt af van de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) van de warmtepomp in het Nederlandse klimaat. De SCOP geeft aan hoe efficiënt de warmtepomp werkt in het loop van het jaar.

De formule voor het berekenen van het verbruik is:

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

Waarbij: - A = SCOP bij 35 °C
- B = SCOP bij 55 °C
- C = stooklijn-temperatuur
- D = volume woning in m³

Voorbeeld:

• A = 3,5
• B = 5,1
• C = 50 °C
• D = 1600 m³

Verbruik = (1600 × 9) / (3,5 + (5,1 - 3,5) × (55 - 50) / 20) = 14400 / 3,9 = 3692 kWu

Deze berekening geeft een goede schatting van het verbruik, mits de stooklijn-temperatuur onder 60 °C ligt en het maximale vermogen van de warmtepomp bij -7 °C minstens 80% van het berekende vermogen is. Bij hogere temperaturen of lager vermogen bij -7 °C wordt de berekening minder nauwkeurig.

Buffer en leidingen

Naast het vermogen van de warmtepompinstallatie is ook het volume van het buffervat een belangrijke parameter. Het buffervat zorgt ervoor dat er voldoende warmte is opgeslagen om de woning te verwarmen, vooral in koude perioden. Het volume van het buffervat wordt bepaald door het laagste vermogen van de warmtepompinstallatie en de delta T (temperatuurverschil tussen aanvoer en terugvoer).

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

Voorbeeld:

• Laagste vermogen: 4 kW
• Delta T: 5 °C
• Volume buffervat: 4 × 20 = 80 liter

Bij een hogere delta T van bijvoorbeeld 7 °C wordt het volume aangevuld:

Volume buffervat = 4 × (20 + 4 × 2) = 4 × 28 = 112 liter

Het volume van het buffervat is dus sterk afhankelijk van het vermogen van de warmtepompinstallatie en het temperatuurverschil in het CV-systeem.

Leidingen en pompsnelheid

De dikte van de leidingen en de pompsnelheid bepalen ook het transportvermogen van het CV-systeem. Een hogere pompsnelheid verhoogt het transportvermogen, maar leidt ook tot meer energieverbruik.

Transportvermogen [W] = Verplaatst volume × Soortelijke warmte van water × Temperatuurverschil

Voorbeeld:

• Buisdiameter: 20 mm
• Pompsnelheid: 0,5 m/s
• Temperatuurverschil: 5 °C
• Transportvermogen: 3285 W

Bij een warmtepompinstallatie van 10 kW, een temperatuurverschil van 5 °C en een pompsnelheid van 0,5 m/s, moet de binnenbuisdiameter van de leiding minimaal 35 mm zijn. Dit is belangrijk om een voldoende transportvermogen te garanderen.

Geluidsvoorziening

Een warmtepomp kan geluid produceren dat naar buurvrijwoningen kan lekken. Om te voldoen aan de wettelijke eisen ten aanzien van geluidsvermogen moet een passende geluidsafscherming worden toegepast. Dit kan bestaan uit akoestische isolatie, geluidsmatten of het installeren van de warmtepomp in een geluidsgeisoleerde kamer. Het is aan te raden om hierover advies in te winnen bij een ervaren installateur.

Conclusie

De keuze en installatie van een warmtepompinstallatie is een belangrijke beslissing die tal van technische en praktische aspecten omvat. Het vermogen van de warmtepomp moet zorgvuldig worden berekend aan de hand van het warmteverlies van de woning en het jaarlijks verbruik aan warm tapwater. Daarnaast zijn factoren zoals de stooklijn, het volume van het buffervat, de dikte van de leidingen en de pompsnelheid van invloed op het functioneren en energieverbruik van de installatie.

Een correct afgeleide warmtepompinstallatie zorgt voor een comfortabele verwarming van de woning, vermindert het energieverbruik en draagt bij aan een duurzame toekomst. Het is daarom belangrijk om deze berekeningen serieus te nemen en, indien nodig, het advies van een ervaren installateur in te winnen.

Bronnen

1. Warmtepompberekenen.nl