Optimaliseer de warmtepomp voor tapwater: Instellingen, functies en temperatuurrichtlijnen
Inleiding
Een warmtepomp is tegenwoordig een populaire keuze voor zowel ruimteverwarming als tapwateropwekking in Nederlands woningbouw. Het rendement van deze systemen is sterk afhankelijk van de juiste instellingen, met name bij het verwarmen van tapwater. Vooraleer een warmtepomp wordt aangeschaft, is het belangrijk om te begrijpen hoe deze apparaten werken en wat de juiste instellingen zijn voor het opwekken van warm tapwater.
In dit artikel wordt ingegaan op drie belangrijke functies van een warmtepomp bij het opwekken van tapwater: de desinfectiefunctie, de instelling van de temperatuur, en de keuze van het materiaal van de boiler. Daarnaast worden richtlijnen gegeven over hoe vaak de boiler moet worden gedesinfecteerd, welke temperaturen bereikt moeten worden, en hoe de temperatuur in de praktijk werkt binnen het systeem. Ook wordt aandacht besteed aan de rol van de compressor en eventuele aanvullende elektrische elementen bij het bereiken van de gewenste temperatuur.
De rol van de boiler in een warmtepomp
Een boiler is een essentieel onderdeel van een warmtepompinstallatie. In Nederland wordt het woord “boiler” gebruikt voor een toestel dat water opwarmt. Het verschil tussen een boiler voor een CV-ketel en een boiler voor een warmtepomp is echter aanzienlijk. In een CV-ketelsysteem is het temperatuurverschil tussen de bron (ketel) en het doel (tapwater) relatief groot – bijvoorbeeld 80 °C vanuit de ketel naar 65 °C tapwater. Dit betekent dat er weinig warmteoverdracht nodig is.
Bij een warmtepomp is het verschil veel kleiner. De gewenste eindtemperatuur van het tapwater is meestal rond de 56 °C (met een weekelijks kookpunt van 65 °C), terwijl de maximale temperatuur van de warmtepomp zelf vaak rond 58 °C ligt. Het temperatuurverschil is dan slechts 2 °C. Dit maakt de warmteoverdracht minder efficiënt, wat betekent dat het verhittingssysteem in de boiler meer oppervlak moet hebben om voldoende warmteoverdracht te garanderen.
Daarom is het gebruik van een boiler met een groter verwarmingsoppervlak (VO) essentieel bij een warmtepompinstallatie. Dit betekent dat de boiler constructief zo is ontworpen dat er voldoende oppervlak beschikbaar is voor de warmteoverdracht. Een boiler met een hoge VO-waarde zorgt voor efficiëntere warmteoverdracht en betere prestaties van de warmtepomp.
Desinfectiefunctie van de boiler
Een belangrijke functie van een boiler is de mogelijkheid om het water periodiek te desinfecteren. Dit is vanwege de risico’s op legionellabacteriën in warm water. De desinfectiefunctie wordt vaak geactiveerd via een ingebouwde tijdfunctie. Hiermee kan de desinfectie op een tijdstip worden ingesteld waarop er geen tapwater wordt gebruikt, bijvoorbeeld 's nachts. Dit zorgt ervoor dat het boiler snel op temperatuur komt en het desinfecteerproces efficiënter verloopt.
Er zijn drie manieren om een boiler te desinfecteren, volgens de richtlijnen van ISSO publicatie 30.5 en 55.1:
- Het water op 60 °C brengen en minstens 20 minuten op die temperatuur laten staan.
- Het water op 65 °C brengen en minstens 10 minuten op die temperatuur laten staan.
- Het water op 70 °C brengen en minstens 5 minuten op die temperatuur laten staan.
Het is belangrijk om te weten dat warmtepompen met koudemiddelen zoals R407C of R410A deze temperaturen meestal niet zonder hulp van een elektrisch element kunnen bereiken. De compressor van de warmtepomp brengt het water op de hoogst mogelijke temperatuur, waarna een elektrisch element het laatste deel van de temperatuurverhoging overneemt. Dit betekent dat de warmtepomp niet volledig verantwoordelijk is voor de desinfectie van het water, maar wel een essentieel onderdeel vormt van het proces.
Instelling van de temperatuur
De instelling van de temperatuur is cruciaal voor het comfort en de efficiëntie van het warmtepompsysteem. Een typische werktijdstemperatuur voor tapwater ligt rond de 56 °C. Echter, om legionellabacteriën te voorkomen, dient de boiler wekelijks gedesinfecteerd te worden op een hogere temperatuur, zoals 65 °C.
Een slimme aanpak kan het comfort verbeteren. Stel bijvoorbeeld dat er in een gezin op vrijdagavond een grote doucherust is, maar op vrijdagmiddag vrijwel geen tapwater wordt gebruikt. Dan is het verstandig om de desinfectie op vrijdagmiddag in te stellen. Het boiler zal dan op 65 °C worden gebracht, wat meer warmtapwater beschikbaar maakt voor de avond, dan wanneer het op 58 °C zou blijven. Op deze manier kan het comfort tijdens piekuren verbeterd worden zonder dat het systeem gedurende de avond extra energie verbruikt.
De temperatuurinstellingen van de warmtepomp kunnen dus worden afgestemd op de gebruikskenmerken van het huishouden. Dit maakt het systeem niet alleen efficiënter, maar ook comfortabeler voor de gebruiker.
Materiaalkeuze voor de boiler
De keuze van het materiaal van de boiler is een belangrijke factor bij het ontwerp van een warmtepompsysteem. In het gegeven bronmateriaal wordt melding gemaakt van koper als materiaalkeuze. Koper is een goed geleidend materiaal en is vaak gebruikt in warmtepompsystemen vanwege zijn hoge warmtegeleidbaarheid. Dit betekent dat er efficiënter warmteoverdracht kan plaatsvinden tussen het koelmiddel en het water in de boiler.
Toch is het belangrijk om op te merken dat dit slechts één mogelijke materiaalkeuze is. Er zijn ook andere materialen die gebruikt kunnen worden, zoals roestvrij staal of plastic. De keuze hangt af van factoren als de levensduur, de onderhoudsbehoeften, en de warmtegeleidingseigenschappen. Koper is echter een bewezen keuze voor warmtepompsystemen, vooral bij toepassingen waar efficiënte warmteoverdracht van belang is.
De rol van de compressor en elektrische elementen
De compressor van de warmtepomp speelt een essentieel rol bij het opwekken van warm water. In het proces van het opwarmen van tapwater is de compressor verantwoordelijk voor het verhitten van het koelmiddel tot de maximale temperatuur die het systeem kan leveren. Voor warmtepompen met koudemiddelen zoals R407C of R410A is dat vaak rond de 58 °C. Dit is echter niet voldoende om de eisen voor desinfectie te vervullen, zoals het bereiken van 65 °C of hoger.
Daarom wordt vaak een elektrisch element gebruikt als aanvulling op het warmtepompsysteem. Dit element neemt het laatste deel van de temperatuurverhoging over, waardoor de gewenste temperatuur bereikt kan worden. Het gebruik van een elektrisch element is echter energie-intensiever dan het gebruik van alleen de warmtepomp. Het is daarom belangrijk om het elektrische element slechts te gebruiken wanneer nodig, bijvoorbeeld tijdens het desinfecteren van het water.
Koelingsaspecten van warmtepompen
Ondanks dat warmtepompen meestal gebruikt worden voor het verwarmen van ruimtes en tapwater, is het ook mogelijk om ze te gebruiken voor koeling. Dit kan op twee manieren: passief en actief.
Passieve (natuurlijke) koeling
Passieve koeling maakt gebruik van de ondergrond of het water om warmte af te voeren. Een warmtepomp kan bijvoorbeeld gebruiken maken van geothermische sondes of collectoren om warmte uit een ruimte te halen en af te voeren in de bodem. In dit geval blijft de compressor van de warmtepomp uitgeschakeld, en wordt alleen de circulatiepomp gebruikt. Dit zorgt voor een energie-efficiëntere en geluidsarme koeling. Het voordeel van passieve koeling is dat er geen elektriciteit nodig is voor de compressor, wat het systeem minder energie-intensief maakt.
Actieve koeling
Actieve koeling maakt gebruik van de compressor van de warmtepomp om het koelproces te versterken. Dit is een meer actieve vorm van koeling en vereist meer energie. Actieve koeling is nuttig in gelegenheden waar passieve koeling niet voldoende is, bijvoorbeeld in warme zomermaanden of in ruimtes met hoge warmtebelasting.
Het is belangrijk om te weten dat de geluidsniveaus van warmtepompen gereguleerd zijn. Overdag mag de warmtepomp niet harder dan 45 decibel zijn op de erfgrens, en ’s nachts mag het niet harder zijn dan 40 decibel. Deze regels zijn van toepassing sinds 1 april 2021 en gelden voor warmtepompen die buiten geplaatst worden.
Samenwerking met vloerverwarming en radiatoren
Een warmtepomp werkt goed in combinatie met vloerverwarming. Vloerverwarming zorgt voor een gelijkmatigere warmteverdeling en vereist lager temperatuurwater dan radiatoren. Echter, is vloerverwarming vaak duurder en vereist het meer bouwkundige ingrepen bij bestaande woningen. Daarom is het in veel gevallen voldoende om enkele radiatoren te vervangen door convectoren. Convectoren zijn een modernere vorm van radiatoren die lager temperatuurwater efficiënter kunnen gebruiken, waardoor ze beter aansluiten bij het lage temperatuurwater van een warmtepomp.
Een typische aanpak is om 2-3 convectoren te plaatsen in de woonkamer en keuken, en eventueel enkele extra’s in ruimtes waar extra warmte nodig is. Dit is vaak een snellere en minder ingrijpende oplossing dan het hele verwarmingsysteem te vervangen.
Conclusie
Het instellen van een warmtepomp voor tapwater vereist een zorgvuldige afweging van meerdere factoren. De desinfectiefunctie van de boiler speelt een cruciale rol in het voorkomen van legionellabacteriën en dient wekelijks geactiveerd te worden. De keuze van de temperatuur en het tijdstip van desinfectie kan afgestemd worden op de gebruikskenmerken van het huishouden om comfort en efficiëntie te optimaliseren.
Bij de keuze van de boiler is het belangrijk om te rekening te houden met het verhittingssysteem en het materiaal. Koper is een bewezen keuze, maar er zijn ook andere materialen die geschikt zijn, afhankelijk van de omstandigheden. De compressor van de warmtepomp is essentieel voor het opwekken van warm water, maar dient vaak ondersteund te worden door een elektrisch element om de gewenste temperatuur te bereiken.
Daarnaast kunnen warmtepompen ook gebruikt worden voor koeling, zowel passief als actief. De keuze voor passieve koeling is energie-efficiënter en geluidsarmer, maar vereist soms aanvullende installaties zoals geothermische sondes. Actieve koeling is nuttig in situaties waar passieve koeling niet voldoende is.
Tenslotte is het mogelijk om een warmtepomp te combineren met vloerverwarming of convectoren, afhankelijk van de situatie in de woning. Een slimme keuze van het verwarmingsmedium kan de efficiëntie van het systeem verder verbeteren en het comfort van de gebruiker vergroten.
Bronnen
Related Posts
-
Warmtepompboilers met spiraal: efficiëntie en toepassing in woningbouw
-
A+++ lucht-water warmtepompen: Efficiëntie, technologie en toepassingen in woningen en bedrijven
-
Lucht-water warmtepompen voor sanitair warm water: werking, voordelen en toepassingen
-
Lucht-Lucht Warmtepomp: Werking, Temperatuurbeheersing en Toepassingen in de Bouw
-
Lucht-lucht warmtepomp: Werking, Toepassingen en Webshops in Nederland
-
Lucht-lucht warmtepomp: Een efficiënte en duurzame oplossing voor verwarming en koeling
-
Lucht-lucht warmtepomp in nieuwbouw: Toepassing, voordelen en aandachtspunten
-
Lucht-lucht warmtepomp als alternatief voor CV-verwarming