Warmtepompen met koelunit: Efficiënte oplossing voor verwarming, koeling en ventilatie

Inleiding

In de huidige bouw- en renovatiemarkt is er een groeiende vraag naar duurzame en energiezuinige oplossingen voor het reguleren van het binnenuklimaat. Warmtepompen zijn daarbij een steeds populairste keuze, gezien hun efficiëntie en flexibiliteit. Vooral warmtepompen met een ingebouwde koelunit bieden de mogelijkheid om zowel in de winter te verwarmen als in de zomer te koelen, waardoor ze een waardegewende toevoeging zijn aan een modern woning of bedrijfsgebouw.

Deze artikel behandelt de technische mogelijkheden, toepassingsgebieden en voordelen van warmtepompen met koelunit, met nadruk op geothermische en lucht/water-systemen. Daarnaast wordt ingegaan op de verschillende typen systeemtopologieën (zoals 2-pijp en 4-pijp), passieve en actieve koelmogelijkheden, en praktische voorbeelden uit het productassortiment van toonaangevende merken zoals Viessmann, Alpha Innotec en Maxivent by Econox.

Passieve en actieve koelmogelijkheden met warmtepompen

Passieve koeling: Natuurlijke koeltechnologie

Passieve koeling met warmtepompen maakt gebruik van de omgevingstemperatuur, zoals die van de grond of het grondwater, om de binnenruimte te koelen. Deze methode is zeer energie-efficiënt, omdat de compressor van de warmtepomp hierbij niet nodig is. In plaats daarvan wordt gebruikgemaakt van circulatiepompen en geothermische sondes of collectoren om warmte af te voeren naar een koelere omgeving.

Een goed voorbeeld van dit type is de NC-Box van Viessmann, die als een unit voor natuurlijke koeling fungeert in combinatie met een grond/water-warmtepomp. Deze unit is compact, thermisch geïsoleerd en eenvoudig te plaatsen. Het systeem verbruikt slechts een minimale hoeveelheid stroom, waardoor het een betaalbare en duurzame oplossing biedt voor koeling.

De passieve koelmethode kan de kamertemperatuur met ongeveer drie graden verlagen. Omdat hierbij geen actieve koeling wordt uitgevoerd, is het geluidsniveau vrij laag en wordt er weinig energie verbruikt. Deze methode is vooral geschikt voor gebouwen die zich in koele klimatologische zones bevinden, of die in de zomermaanden slechts geringe koelbehoefte hebben.

Actieve koeling: Omgekeerde werking van de warmtepomp

Bij actieve koeling werkt de warmtepomp op een vergelijkbare manier als een koelkast. De koelkringloop wordt intern omgekeerd, waardoor de primaire en secundaire aansluitingen worden omgewisseld. Hierbij blijft de compressor in werking en kan de warmtepomp een grotere koelcapaciteit leveren.

De energiekosten zijn echter hoger bij actieve koeling dan bij passieve koeling. De COP (Coefficient of Performance) is een maat voor de efficiëntie van de warmtepomp bij verwarming of koeling. De COP van een warmtepomp is meestal hoger bij verwarming dan bij koeling. Bijvoorbeeld een warmtepomp met een COP van 4,95 bij verwarming kan een COP van rond de 3,6 tot 3,8 hebben bij koelen, afhankelijk van de omgevingstemperaturen en de technische specificaties van het apparaat.

Actieve koeling is geschikt voor situaties waarin de binnenruimte snel of dieper moet worden afgekoeld, bijvoorbeeld in gebouwen in warme klimatologische zones of bij het koelen van commerciële ruimtes.

Systeemtopologieën: 2-pijp versus 4-pijp

2-pijpssysteem

Een 2-pijpssysteem is het meest voorkomende type in warmtepompinstallaties. Met dit systeem is het mogelijk om te verwarmen of te koelen, maar niet tegelijkertijd. Het afgiftecircuit met water als medium wordt óf voorzien van verwarmd water voor ruimteverwarming of tapwater, óf het afgiftesysteem wordt voorzien van gekoeld water voor ruimtekoeling.

Deze opzet is eenvoudig in uitvoering en voordelig in aankoop, maar heeft het nadeel dat het niet mogelijk is om zowel te verwarmen als te koelen in verschillende delen van het gebouw op hetzelfde moment. Dit kan echter een nadeel zijn in grote woningen of in gebouwen met verschillende gebruikers die tegengestelde behoeften kunnen hebben.

4-pijpssysteem

Een 4-pijpssysteem is een geavanceerdere oplossing die het mogelijk maakt om te verwarmen, te koelen en in sommige gevallen ook beide gelijktijdig. Dit systeem maakt gebruik van vier aparte pijpen die de verwarmings- en koelcircuiten van elkaar ontkoppelen. Hierdoor kunnen verschillende zones in het gebouw tegelijkertijd verwarmd of afgekoeld worden, afhankelijk van de behoeften.

Dit type systeem is met name geschikt voor grotere woningen of commerciële gebouwen waar zoneregeling nodig is. Het vereist echter een meer complexe installatie en heeft meestal een hogere aankoopprijs en installatiekosten.

Warmtepompen met geïntegreerde koelunit: Voorbeelden en voordelen

Gebruik van lucht/water- en water/water-warmtepompen

Lucht/water-warmtepompen zijn geschikt voor zowel verwarming als koeling en kunnen eenvoudig geïntegreerd worden in bestaande warmteterugwinsystemen of ventilatieinstallaties. Deze warmtepompen zijn bijzonder geschikt voor woningen of kantoren waarbij een aangename binnentemperatuur in de zomermaanden belangrijk is. Het gebruik van lucht als primaire warmtebron maakt deze systemen gemakkelijk te installeren, ook in bestaande gebouwen.

Water/water-warmtepompen gebruiken grondwater of een gesloten bron (zoals een bodemcollector) als warmtebron. Deze systemen zijn meestal energie-efficiënter dan lucht/water-systemen, vooral in regio's met een koele grondtemperatuur. Ze zijn echter vaak complexer in installatie en vereisen meer voorbereidende werkzaamheden, zoals grondsonderzoek en aansluiting op een ondergrondse bron.

Voorbeelden uit het productassortiment

Alpha Innotec SWC 172K3

De Alpha Innotec SWC 172K3 is een geothermische brine/water-warmtepomp die standaard is uitgerust met een koelunit. Dit apparaat is geschikt voor gebruik in combinatie met een gesloten bron (bodemcollector) en heeft een koelvermogen tot maximaal 14,9 kW. Het apparaat is compact en geïntegreerd, wat het geschikt maakt voor installatie in binnenruimtes met beperkte ruimte. De warmtepomp is ook geschikt voor het opwekken van warm tapwater, maar dit gebeurt niet geïntegreerd in het apparaat.

Maxivent by Econox HP HRU 300

De Maxivent HP HRU 300 is een WTW-unit (warmteterugwinunit) met een geïntegreerde warmtepomp. Deze unit combineert ventilatie, verwarming en koeling in één systeem, waardoor het een veelzijdige en energiezuinige oplossing biedt voor het verbeteren van het binnenuklimaat. De unit is voorzien van een thermisch rendement van tot 79%, een verwarmingsvermogen van 4,4 kW en een koelvermogen van 3,6 kW. De COP is 4,5 en de EER is 3,8, wat aangeeft dat het systeem energie-efficiënt is in zowel verwarming als koelmodus.

Deze unit is geschikt voor zowel woningen als bedrijfsruimtes en draagt bij aan een gezond en comfortabel binnenklimaat. Het systeem is met name geschikt voor situaties waarbij ventilatie en temperatuurregeling belangrijk zijn, zoals in nieuwbouwprojecten of renovaties waarbij het binnenuklimaat verbeterd moet worden.

Integratie in bestaande installaties en combinaties met andere energiebronnen

Combinaties met zonthermische en elektrische energie

Veel warmtepompen kunnen worden geïntegreerd in bestaande verwarmings- en ventilatieinstallaties. De toepassing van geothermische sondes of bodemcollectoren kan hierbij worden gekoppeld aan andere energiebronnen, zoals zonthermische systemen of PV-panelen. Deze combinatie kan zorgen voor een nog efficiëntere warmteopwekking en een lagere afhankelijkheid van het elektriciteitsnet.

De Alpha Innotec SWC 172K3 is bijvoorbeeld ontworpen voor combinaties met andere warmtebronnen, zoals thermische zonne-energie of PV-panelen. Dit maakt het mogelijk om in het zonnestelsel geïntegreerde warmteopwekking en -afgifte te realiseren.

Duurzaamheid en energie-efficiëntie

Een warmtepomp met koelunit draagt bij aan de duurzaamheid van een gebouw, omdat het zowel verwarming als koeling kan leveren op een energie-efficiënte manier. De COP en EER-waarden van moderne warmtepompen zijn aanzienlijk hoger dan die van traditionele verwarmings- of koelsystemen, wat betekent dat minder elektriciteit nodig is om dezelfde hoeveelheid warmte of koelte op te wekken.

Daarnaast kunnen warmtepompen geïntegreerd worden in een groter energieplan, bijvoorbeeld in combinatie met een zonnestelsel of een geothermisch systeem. Dit zorgt voor een duurzame en flexibele oplossing die niet alleen het binnenuklimaat verbetert, maar ook de energiekosten verlaagt.

Praktische toepassingen en installatieoverwegingen

Voorkeuren van de gebruiker

Bij het kiezen voor een warmtepomp met koelunit moet rekening worden gehouden met de specifieke behoeften van de gebruiker. Factoren zoals de grootte van het gebouw, het type afgiftesysteem (bijvoorbeeld vloerverwarming of ventilatorconvectoren), en de gewenste mate van zoneregeling spelen een rol in het selecteren van het juiste systeem.

Bijvoorbeeld, in een woning waarin de eigenaar veel tijd doorbrengt in een enkele ruimte kan een systeem met zoneregeling minder relevant zijn. Daarentegen, in een kantoorgebouw met meerdere gebruikers en verschillende ruimtes kan een 4-pijpssysteem de meest geschikte keuze zijn.

Installatie en onderhoud

De installatie van een warmtepomp met koelunit vereist een professionele aanpak. Het is belangrijk dat de installatie wordt uitgevoerd door een erkende installateur die ervaring heeft met warmtepompinstallaties. De installatieproces kan variëren afhankelijk van het type systeem en de bestaande infrastructuur. Bijvoorbeeld, bij een geothermische warmtepomp is een grondsonderzoek en boring nodig om de sondes of collectoren te plaatsen.

Na de installatie is regelmatig onderhoud vereist om ervoor te zorgen dat het systeem efficiënt blijft werken. Dit onderhoud kan bijvoorbeeld bestaan uit het reinigen van filters, het controleren van de werking van de circulatiepompen en het testen van de koel- en verwarmingsmodus.

Conclusie

Een warmtepomp met koelunit biedt een efficiënte en duurzame oplossing voor het reguleren van het binnenuklimaat in woningen en bedrijven. Zowel passieve als actieve koelmogelijkheden kunnen worden ingezet, afhankelijk van de behoeften en de omgeving. Door het gebruik van geothermische bronnen, lucht/water- of water/water-systemen, en combinaties met zonthermische of elektrische energie, kan een warmtepomp met koelunit worden afgestemd op de specifieke situatie van het gebouw.

Het kiezen van het juiste systeem vereist een duidelijke analyse van de behoeften van de gebruiker, de beschikbare infrastructuur, en de gewenste mate van comfort en energie-efficiëntie. Met de juiste selectie en installatie kan een warmtepomp met koelunit een waardevolle bijdrage leveren aan een gezond, comfortabel en duurzaam binnenuklimaat.

Bronnen

  1. Natuurlijke en actieve koeling: koelen met warmtepompen
  2. Alpha Innotec SWC 172K3
  3. A.O. Smith International – Warmtepompen
  4. Viessmann NC-Box
  5. Maxivent by Econox HP HRU 300

Related Posts