Buffervat bij warmtepompinstallatie: functie, berekening en installatieadvies

Een warmtepompinstallatie speelt tegenwoordig een steeds grotere rol in het duurzamere verhuren en wonen in Nederland. Tijdens het ontwerp en de installatie van een warmtepomp is het belangrijk om rekening te houden met allerlei technische aspecten, waaronder de toepassing van een buffervat. Dit artikel bevat een gedetailleerde uitleg over de functie van een buffervat bij een warmtepomp, hoe het volume ervan kan worden berekend, en welke installatieadviezen van toepassing zijn op basis van de beschikbare technische informatie.

Wat is een buffervat bij een warmtepompinstallatie?

Een buffervat is in de context van een warmtepompinstallatie een vat dat systeemwater of cv-water bevat. Het is niet bedoeld voor sanitair water, zoals een boiler. De hoofdfunctie van het buffervat is om het zogenaamde "pendelen" van de compressor te beperken. Dit pendelen ontstaat wanneer de compressor steeds in- en uitgeschakeld wordt, wat de levensduur van de compressor verkort. Het gebruik van een buffervat helpt hier tegen te werken, doordat het een tijdelijke opslagfunctie biedt voor de warmte die de warmtepomp levert.

Wanneer is een buffervat nodig?

Niet elke warmtepompinstallatie vereist een buffervat. Als de installatie geen na-regeling heeft — bijvoorbeeld een afgifte-systeem dat altijd open staat — en de warmtepomp precies het benodigde vermogen kan leveren, is een buffervat niet nodig. In dit geval kan de warmtepomp zijn energie direct afgeven aan het afgifte-systeem.

Echter, in een typische woning met na-regeling, waarbij het afgifte-systeem gedeeltelijk gesloten kan zijn (bijvoorbeeld door thermostaten per ruimte), is een buffervat vaak essentieel. In dergelijke gevallen kan de warmtepomp haar warmte tijdelijk opslaan in het buffervat, zodat de compressor niet steeds moet starten en stoppen. Dit helpt om de slijtage van de compressor te verminderen en het rendement van de installatie te behouden.

Hoe groot moet een buffervat zijn?

De inhoud van het buffervat hangt af van het type en het vermogen van de warmtepomp. Er zijn verschillende vuistregels en berekeningmethoden die van toepassing zijn op basis van de technische specificaties van de warmtepomp.

Voorbeeldberekeningen

Voor een brine/water of water/water warmtepomp met 1 compressor geldt de volgende methode: - Zoek het vermogen van de warmtepomp op bij een bron van 10°C en een aanvoer van 35°C. - Vermenigvuldig dit vermogen met 20. - Voorbeeld: bij een warmtepomp die 10 kW levert bij deze temperaturen is de gewenste inhoud van het buffervat 10 × 20 = 200 liter.

Voor een brine/water of water/water warmtepomp met 2 compressoren geldt: - Zoek het totaal vermogen van de warmtepomp op (bij 10°C bron en 35°C aanvoer). - Vermenigvuldig dit vermogen met 0,75 en met 20. - Voorbeeld: bij een warmtepomp met 2 compressoren van elk 20 kW is de gewenste inhoud 40 × 0,75 × 20 = 600 liter.

Voor een lucht/water aan-uit warmtepomp geldt: - Zoek het vermogen bij een buitentemperatuur van 15°C en een aanvoer van 35°C. - Vermenigvuldig dit vermogen met 20. - Voorbeeld: bij een warmtepomp die 8 kW levert bij deze temperaturen is de gewenste inhoud 8 × 20 = 160 liter.

Voor een lucht/water modulerende warmtepomp geldt: - Zoek het minimaal vermogen bij een buitentemperatuur van 15°C en een aanvoer van 35°C. - Vermenigvuldig dit minimaal vermogen met 20. - Voorbeeld: bij een warmtepomp die varieert tussen 2 en 8 kW is de gewenste inhoud 2 × 20 = 40 liter.

Algemene vuistregel

Er is ook een algemene vuistregel die gebruikt kan worden, onder de voorwaarde dat de warmtepomp draait met een delta T van 7°C: - 20 liter buffer per kW warmtepompvermogen. - Trek 1,5 liter per m² vloerverwarming af, mits deze altijd open blijft staan.

Deze vuistregel is ook toepasbaar voor modulerende warmtepompen. In dat geval geldt het minimaal modulatievermogen als uitgangspunt voor de berekening.

Installatieadvies en aansluiting

Het aansluiten van een buffervat bij een warmtepompinstallatie vereist aandacht voor de juiste montage en sensorlocatie. Het is belangrijk om te voorkomen dat ongewenste menging plaatsvindt, omdat dit de nauwkeurigheid van de temperatuurcontrole kan beïnvloeden.

Sensorlocatie

De sensor moet op de juiste plaats in de buffer worden aangebracht, zodat de aanvoertemperatuur naar het afgiftesysteem accuraat gemeten kan worden. In de praktijk zien monteurs soms afwijkende aansluitingen, waarbij bijvoorbeeld de sensor op een verkeerde plaats zit. Dit kan ervoor zorgen dat de warmtepomp op een hogere temperatuur draait dan nodig is, wat het rendement negatief beïnvloedt.

Hydraulische ontkoppeling

Een buffervat kan ook dienen als hydraulische ontkoppeling tussen het warmtepompcircuit en het afgiftesysteem. Dit betekent dat de stroom door het buffervat kan variëren, afhankelijk van de pompactiviteit in beide circuits. Bij een afgifte-systeem dat gedeeltelijk gesloten is, kan het buffervat zorgen voor een tijdelijke opslag van warmte, waardoor de warmtepomp niet hoeft af te sluiten vanwege een overschot aan warmte.

Bufferen van tapwater versus verwarmingswater

Het is aan te raden om tapwater en verwarmingswater gescheiden te houden in een warmtepompinstallatie. Bij een laagtemperatuurinstallatie is het voordelig dat de warmtepomp alleen laag temperatuur hoeft te leveren voor verwarming. Tapwater kan dan op een aparte manier worden opgewarmd, bijvoorbeeld via een zonnestroomboiler of een aparte warmteterm.

Als tapwater en verwarmingswater wel in één buffer worden opgeslagen, kan dit leiden tot problemen, aangezien de warmtepomp dan mogelijk geacht wordt om hogere temperaturen te leveren dan nodig is. Daarnaast is het belangrijk om een na-regeling aan te brengen om te voorkomen dat de temperatuur in de vloerverwarming te hoog wordt.

ISSO-richtlijnen en systeeminhoud

De ISSO-richtlijnen stellen dat een warmtepomp minimaal 10 minuten moet kunnen draaien bij de ontwerp-Delta T-situatie. Dit is het uitgangspunt voor de minimaal benodigde systeeminhoud. Bij een volledig na-geregelde installatie moet het buffervat dus minstens deze inhoud bevatten. Deze aanbeveling helpt om zowel het pendelen van de compressor als het risico op oververhitting in het systeem te beperken.

Energieoptimalisatie en warmteopslag

Het gebruik van een buffervat kan ook bijdragen aan energieoptimalisatie, vooral als er sprake is van variabele energiekosten. Stel bijvoorbeeld dat een woning een transmissie van 8 kW heeft en een warmtepomp 218 vollasturen draait in januari. Dit betekent dat er ongeveer 1744 kWh aan verwarmingsenergie nodig is. Als er ook nog 2000 kWh per jaar nodig is voor tapwater, komt dit op ongeveer 166 kWh per maand uit. In dergelijke gevallen kan het zinvol zijn om warmte tijdelijk op te slaan in het buffervat, zodat de warmtepomp tijdens perioden van lage energiekosten kan draaien en de opgeslagen warmte later kan worden gebruikt.

Conclusie

Een buffervat speelt een belangrijke rol in een warmtepompinstallatie, vooral bij systemen met na-regeling. Het helpt om het pendelen van de compressor te beperken, het rendement te behouden en de levensduur van de installatie te verlengen. Het benodigde volume van het buffervat hangt af van het type en het vermogen van de warmtepomp en kan worden berekend op basis van standaardformules of vuistregels.

Het aansluiten van het buffervat dient nauwkeurig te gebeuren, met aandacht voor de sensorlocatie en de hydraulische ontkoppeling. Het is verstandig om tapwater en verwarmingswater gescheiden te houden, zodat de warmtepomp op de meest efficiënte manier kan draaien. Daarnaast kan een buffervat ook dienen als tijdelijke opslag van warmte, wat bijdraagt aan energieoptimalisatie en duurzaamheid.

Bronnen

1. Buffervat bij een warmtepompinstallatie