Ijsbuffer en warmtepompinstallaties: Techniek, toepassing en rendement

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

Het gebruik van een ijsbuffer in combinatie met warmtepompinstallaties is een innovatieve en duurzame oplossing voor het verhitting van woningen en gebouwen. In dit artikel worden de technische principes van het systeem uitgelegd, de toepassing in de praktijk besproken, en het rendement geanalyseerd. Op basis van de informatie uit de opgegeven bronnen wordt een overzicht gegeven van de voordelen, uitdagingen en aandachtspunten bij de installatie van een ijsbuffer in combinatie met warmtepompen.

Wat is een ijsbuffer?

Een ijsbuffer is een technische oplossing waarin water wordt opgeslagen in een reservoir, dat in de winter wordt gebruikt om warmte te genereren door middel van een warmtepomp. Tijdens het bevriezen van het water komt er extra energie vrij, bekend als kristallisatie-energie. Deze energie kan vervolgens worden ingezet om het water verder op te warmen of om het gebouw te verwarmen.

Technische principes van een ijsbuffer

Een ijsbuffer werkt op basis van het principe van warmteopslag en -onttrekking. In de koude maanden wordt de warmtepomp gebruikt om warmte uit het ijs te halen. Tijdens dit proces ontstaat ijs in het reservoir. In de warme maanden kan het ijs worden ingezet voor de verkoeling van het gebouw.

Het systeem is ontworpen om zowel verwarming als koeling te leveren. Omdat de ijsbuffer een gesloten systeem is, is er weinig onderhoud nodig. Een visuele inspectie per jaar is vaak voldoende om de staat van de ijskelder te controleren.

Ijs en kristallisatie-energie

Een van de belangrijkste voordelen van een ijsbuffer is het gebruik van kristallisatie-energie. Tijdens het proces van het vriezen van water komt extra warmte vrij, die vervolgens kan worden gebruikt om het water op te warmen. Dit maakt het mogelijk om het water tot 80°C te verwarmen, wat nuttig is voor verwarming of sanitair water.

Het proces is efficiënt en duurzaam, omdat het gebruik van ijsbuffer een lage CO2-uitstoot mogelijk maakt. Daarnaast is het systeem energiezuinig, omdat het gebruik van vijf natuurlijke energiebronnen mogelijk is: zon, lucht, aarde, water en ijs.

Ijsbuffer in combinatie met warmtepompen

Een ijsbuffer kan effectief worden gebruikt in combinatie met warmtepompen. Dit maakt het mogelijk om warmte uit meerdere bronnen te halen en op te slaan. De warmtepomp speelt een centrale rol in het proces van warmteonttrekking en opslag.

Buffervat en hydraulische ontkoppeling

Een buffervat is een essentieel onderdeel van het systeem. Het zorgt voor hydraulische ontkoppeling tussen de warmtepomp en het afgiftesysteem. Dit betekent dat de stroming door het buffervat zowel van onder naar boven als van boven naar onder kan zijn, afhankelijk van de stroming van de pomp.

Het buffervat kan ook worden gebruikt voor warmteopslag. Als er een goedkope energiebron is, zoals zonnestraling of een lage tariefperiode, is het zinvol om warmte op te slaan in een buffer. Dit zorgt voor een efficiënter gebruik van energie en kan leiden tot aanzienlijke kostenbesparingen.

Vuistregels voor de bepaling van de buffertankinhoud

Voor de bepaling van de benodigde buffertankinhoud zijn er vuistregels beschikbaar. Deze regels zijn gebaseerd op het vermogen van de warmtepomp en de delta T (temperatuurverschil). Een vuistregel is dat er 20 liter buffer per kW warmtepompvermogen nodig is. Daarnaast dient rekening te worden gehouden met het aantal m² vloerverwarming dat altijd open blijft staan. Per m² dient 1,5 liter van het totaal te worden afgetrokken.

Deze vuistregel is van toepassing op verschillende typen warmtepompen, inclusief brine/water, water/water, lucht/water en modulerende warmtepompen. Voor warmtepompen met meerdere compressoren is er een aanvullende berekening nodig. In dat geval dient het vermogen met 0,75 te worden vermenigvuldigd.

Toepassing in de praktijk

Een concreet voorbeeld van de toepassing van een ijsbuffer in combinatie met warmtepompen is het gemeentehuis van Voorst. Onder het gebouw is een ijsbuffer aangelegd met een inhoud van 350.000 liter water. De buffer wordt gebruikt om het gebouw duurzaam te verwarmen en te koelen. In de koude maanden wordt warmte uit de buffer gehaald, waardoor de temperatuur daalt en ijs ontstaat. Tijdens dit proces komt er extra energie vrij, die wordt ingezet voor de verwarming van het gebouw.

De ijsbuffer in Voorst is ontworpen door SolarEis en is een gesloten systeem dat gebruik maakt van vijf natuurlijke energiebronnen. Het systeem monitort 24/7 waar het meest strategisch energie kan worden onttrokken en/of opgeslagen. Dit maakt het systeem efficiënter dan open bodemenergiesystemen, die vaak vergunningen nodig hebben.

Uitdagingen en aandachtspunten

Hoewel een ijsbuffer in combinatie met warmtepompen veel voordelen biedt, zijn er ook enkele aandachtspunten. Een van de uitdagingen is het juiste ontwerp van het systeem. Het is essentieel om de juiste buffertankinhoud te bepalen, op basis van de technische gegevens van de warmtepomp. Dit vereist een goede kennis van de werking van de warmtepomp en de verwachtingen van het afgiftesysteem.

Daarnaast is het belangrijk om te overwegen of meerdere warmtebronnen worden gebruikt. Als er bijvoorbeeld zowel een ketel als een warmtepomp in het systeem zit, kan het buffervat niet met slechts twee leidingen worden aangesloten. Dit vereist een meer complexe installatie, die goed gepland en uitgevoerd moet worden.

Monitoring en optimalisatie

Om het rendement van een ijsbuffer in combinatie met warmtepompen te maximaliseren, is het belangrijk om het systeem te monitoren. Dit is een essentieel onderdeel van de installatie. In de gemeente Voorst wordt bijvoorbeeld het rendement van de ijsbuffer geanalyseerd, zodat het systeem kan worden afgestemd op het gebruik van het gebouw.

Monitoring maakt het mogelijk om eventuele problemen vroegtijdig op te sporen, zoals lekkages of tekorten aan warmte. Het gebruik van een dashboard is een handig hulpmiddel om de staat van het systeem te controleren.

Conclusie

Een ijsbuffer in combinatie met warmtepompen biedt een duurzame en efficiënte oplossing voor het verhitten en afkoelen van gebouwen. Het gebruik van een ijsbuffer maakt het mogelijk om warmte op te slaan en op strategische momenten te gebruiken. Daarnaast is het systeem energiezuinig en heeft het weinig onderhoud nodig.

De bepaling van de juiste buffertankinhoud is essentieel voor het functioneren van het systeem. Vuistregels en technische berekeningen zijn beschikbaar om dit te bepalen. Een ijsbuffer kan effectief worden gebruikt in combinatie met verschillende typen warmtepompen, waaronder brine/water, water/water, lucht/water en modulerende warmtepompen.

In de praktijk is het systeem al toegepast in verschillende gebouwen, zoals het gemeentehuis van Voorst. Deze toepassingen tonen aan dat een ijsbuffer een waardevolle aanvulling is op duurzame verwarmingsoplossingen.