Hoe kies je de juiste warmtepomp op basis van ontwerptemperatuur en delta T?

Het kiezen van de juiste warmtepomp is een cruciale stap in het ontwerp van een efficiënte warmteinstallatie. Een warmtepomp die niet goed afgestemd is op de verwachtingen van het huis, de buitentemperatuur en de delta T, kan leiden tot onvoldoende verwarming, verhoogde energiekosten of zelfs een kortere levensduur van de installatie. In dit artikel bespreken we hoe je op basis van de ontwerptemperatuur en het temperatuurverschil (delta T) de juiste warmtepomp kunt kiezen. We leggen uit hoe je deze parameters bepaalt, welke factoren je erbij in moet betrekken, en hoe je het benodigde buffervolume berekent.

Inleiding

De ontwerptemperatuur en het delta T zijn twee essentiële parameters bij het bepalen van het benodigde vermogen van een warmtepomp. De ontwerptemperatuur verwijst naar de laagste buitentemperatuur waarop de warmtepomp moet werken, terwijl het delta T het verschil is tussen de aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur in de verwarmingsinstallatie. Deze parameters zijn bepalend voor het benodigde warmtevermogen en de efficiëntie van de warmtepompinstallatie.

De ISSO 72 stelt dat een warmtepomp minimaal 10 minuten moet kunnen draaien bij de ontworpen delta T situatie. Dit is uitgangspunt voor het minimaal benodigde systeeminhoud, waardoor het berekenen van het benodigde buffervolume essentieel is. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met het type warmtepomp (aan/uit of modulerend), de buitentemperatuur en eventueel aanvullende systemen zoals een houtkachel of een elektrische ondersteuning.

Begrijpen van de basis: ontwerptemperatuur en delta T

Ontwerptemperatuur

De ontwerptemperatuur is de laagste buitentemperatuur waarop de warmtepomp moet werken. Deze temperatuur is meestal -10°C, zoals standaard gebruikelijk is bij warmteverliesberekeningen. Echter, in de praktijk is het niet vaak zo koud. Daarom wordt vaak ook overwogen om een warmtepomp aan te sluiten op een lagere buitentemperatuur, zoals 0°C. Dit kan het rendement verbeteren, omdat de warmtepomp minder moeite moet doen bij hogere temperaturen.

Het is belangrijk om een warmteverliesberekening uit te voeren bij meerdere buitentemperaturen, omdat het warmteverlies niet lineair verloopt. Dit betekent dat je niet eenvoudigweg kunt extrapoleren vanaf -10°C naar een lagere temperatuur, maar dat je de berekening opnieuw moet doen voor elke gewenste temperatuur.

Delta T

Delta T (ΔT) is het verschil tussen de aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur in het verwarmingscircuit. Bijvoorbeeld, als de aanvoer 40°C is en de retour 35°C, dan is de delta T 5°C. Deze waarde is cruciaal bij het berekenen van het benodigde buffervolume en het afgegeven vermogen van de warmtepomp.

De ISSO 72 geeft aan dat het benodigde buffervolume afhankelijk is van de delta T. Hoe kleiner het delta T, hoe groter het benodigde buffervolume. Dit komt doordat de warmtepomp langer moet draaien om voldoende warmte af te geven bij een lager temperatuurverschil.

Bepalen van het benodigde warmtevermogen

Het benodigde warmtevermogen van de warmtepomp wordt bepaald aan de hand van de warmteverliesberekening. Dit is een berekening die aangeeft hoeveel warmte het huis verliest bij een bepaalde buitentemperatuur. De uitkomst van deze berekening geeft het benodigde vermogen van de warmtepomp aan. Deze waarde wordt ook wel het aansluitvermogen genoemd.

Het is essentieel dat de warmtepomp dit vermogen kan leveren bij de ontwerptemperatuur. Als het vermogen te laag is, kan het huis niet warm genoeg worden. Als het vermogen te hoog is, kan de warmtepomp te vaak starten en stoppen, wat slecht is voor de levensduur en het rendement.

Tip: gebruik van een warmteverliesberekening bij meerdere temperaturen

Om de warmtepomp optimaal aan te sluiten, is het verstandig om de warmteverliesberekening uit te voeren bij verschillende buitentemperaturen. Dit geeft een duidelijk beeld van het benodigde vermogen bij verschillende omstandigheden. De curve is geen rechte lijn en kan niet worden geëxtrapoleerd. Daarom is het noodzakelijk om de berekening steeds opnieuw te doen voor elke gewenste temperatuur.

Berekening van het benodigde buffervolume

Naast het benodigde warmtevermogen is het ook belangrijk om te weten wat het benodigde buffervolume is. Een buffer is een waterreservoir dat ervoor zorgt dat de warmtepomp minimaal 10 minuten kan draaien zonder dat het systeem direct dichtloopt. Dit is belangrijk bij aan/uit warmtepompen, omdat deze anders te vaak starten en stoppen.

Het benodigde buffervolume wordt berekend aan de hand van de volgende formule:

$$ Qv = \frac{P}{\rho \cdot c \cdot \Delta T} $$

Waarbij: - $ Qv $ = flow in m³/sec - $ P $ = vermogen in Watt - $ \rho $ = soortelijke massa van water (998 kg/m³) - $ c $ = soortelijke warmte van water (4190 J/kg.K) - $ \Delta T $ = temperatuurverschil in Kelvin

Deze formule geeft het benodigde volume per uur. Daarna wordt dit omgerekend naar liter per 10 minuten, aangezien de warmtepomp minimaal 10 minuten moet draaien.

Voorbeelden

Delta T van 10°C

$$ Qv = \frac{10.000}{998 \cdot 4190 \cdot 10} \cdot 3600 = 0,86 \, \text{m³/h} $$

$$ 0,86 \cdot 1000 = 860 \, \text{liter/h} $$

$$ 860 \div 6 = 143 \, \text{liter/10 minuten} $$

Kengetal: ongeveer 15 liter per kW afgegeven vermogen

Delta T van 7°C

$$ Qv = \frac{10.000}{998 \cdot 4190 \cdot 7} \cdot 3600 = 1,229 \, \text{m³/h} $$

$$ 1,229 \cdot 1000 = 1229 \, \text{liter/h} $$

$$ 1229 \div 6 = 204 \, \text{liter/10 minuten} $$

Kengetal: ongeveer 20 liter per kW afgegeven vermogen

Delta T van 5°C

$$ Qv = \frac{10.000}{998 \cdot 4190 \cdot 5} \cdot 3600 = 1,7218 \, \text{m³/h} $$

$$ 1,7218 \cdot 1000 = 1721 \, \text{liter/h} $$

$$ 1721 \div 6 = 286 \, \text{liter/10 minuten} $$

Kengetal: ongeveer 28 liter per kW afgegeven vermogen

Toepassing op specifieke warmtepompmodellen

Aan/uit warmtepomp

Bij een aan/uit warmtepomp is het benodigde buffervolume afhankelijk van het afgegeven vermogen en de delta T. Bijvoorbeeld, bij een warmtepomp van 8 kW en een delta T van 5°C:

$$ 8 \cdot 28 = 224 \, \text{liter} $$

Het beste is om hier een buffer te kiezen die iets groter is dan deze berekening aangeeft, bijvoorbeeld 250 liter.

Modulerende warmtepomp

Bij een modulerende warmtepomp is het benodigde buffervolume afhankelijk van het minimaal afgegeven vermogen. Bijvoorbeeld, bij een warmtepomp die moduleert tussen 2 en 12 kW en werkt bij een delta T van 5°C:

$$ 2 \cdot 28 = 56 \, \text{liter} $$

Het is verstandig om hier ook een iets groter buffer te kiezen, bijvoorbeeld 80 liter, om rekening te houden met eventuele vertraging bij het moduleren.

Dubbele compressoren

Bij warmtepompen met dubbele compressoren (zoals bij brine/water of water/water systemen) is het benodigde buffervolume berekend aan de hand van het totaal vermogen vermenigvuldigd met 0,75 en het kengetal van 20 liter per kW. Bijvoorbeeld:

$$ 40 \cdot 0,75 \cdot 20 = 600 \, \text{liter} $$

Invloed van het type warmtepomp

Het type warmtepomp heeft een grote invloed op de keuze van het benodigde vermogen en het buffervolume. Aan/uit warmtepompen vereisen grotere buffers, omdat ze te vaak starten en stoppen. Modulerende warmtepompen zijn efficiënter, omdat ze hun vermogen kunnen aanpassen aan de behoefte. Dit zorgt voor een langere draaiduur en minder starts- en stops, wat gunstig is voor het rendement en de levensduur van de installatie.

Tip: gebruik van een vuistregel

Als je een snelle vuistregel wilt gebruiken voor het bepalen van het benodigde buffervolume, kun je uitgaan van ongeveer 20 liter per kW afgegeven vermogen bij een delta T van 7°C. Bij een delta T van 5°C is dit ongeveer 28 liter per kW, en bij een delta T van 10°C ongeveer 15 liter per kW.

Invloed van de buitentemperatuur en het afgiftesysteem

De buitentemperatuur en het afgiftesysteem (zoals vloerverwarming of radiatoren) hebben een directe invloed op het benodigde vermogen van de warmtepomp. Bij lage buitentemperaturen moet de warmtepomp meer vermogen leveren, terwijl bij hogere temperaturen het vermogen iets lager kan zijn. Het afgiftesysteem bepaalt ook de delta T, omdat bij vloerverwarming een kleinere delta T mogelijk is dan bij radiatoren.

Het is daarom belangrijk om de warmteverliesberekening uit te voeren bij meerdere buitentemperaturen en het afgiftesysteem te bepalen op basis van de verwachtingen van het huis. Dit geeft een duidelijk beeld van het benodigde vermogen en het benodigde buffervolume.

Samenwerking met een installateur

Het kiezen van de juiste warmtepomp is een technische taak die vaak het beste wordt uitgevoerd in samenwerking met een ervaren installateur. Een installateur kan de warmteverliesberekening uitvoeren, het benodigde vermogen bepalen en het juiste buffervolume berekenen. Daarnaast kan hij ook adviseren over het type warmtepomp, de modulerende mogelijkheden en eventuele aanvullende systemen zoals een elektrische ondersteuning of een houtkachel.

Het is verstandig om een warmteverliesberekening te laten uitvoeren door een professional, omdat deze berekening complex is en afhankelijk is van meerdere variabelen. Bovendien kan een installateur je helpen bij het interpretatie van de resultaten en het kiezen van de juiste warmtepomp.

Invloed van het moduleren

Moduleren is een technologie waarbij de warmtepomp zijn vermogen kan aanpassen aan de behoefte. Dit zorgt voor een langere draaiduur en minder starts- en stops, wat gunstig is voor het rendement en de levensduur van de installatie. Bij modulerende warmtepompen is het benodigde buffervolume afhankelijk van het minimaal afgegeven vermogen, omdat de warmtepomp niet direct dichtloopt als de vraag toeneemt.

Het is verstandig om bij een modulerende warmtepomp uit te gaan van het minimaal afgegeven vermogen en het kengetal van 20 liter per kW. Bijvoorbeeld, bij een warmtepomp die moduleert tussen 2 en 12 kW en werkt bij een delta T van 5°C:

$$ 2 \cdot 28 = 56 \, \text{liter} $$

Het is verstandig om hier ook een iets groter buffer te kiezen, bijvoorbeeld 80 liter, om rekening te houden met eventuele vertraging bij het moduleren.

Conclusie

Het kiezen van de juiste warmtepomp is een essentiële stap in het ontwerp van een efficiënte warmteinstallatie. De ontwerptemperatuur, het delta T en het type warmtepomp bepalen het benodigde vermogen en het benodigde buffervolume. Door deze parameters correct te berekenen en te interpreteren, kun je ervoor zorgen dat de warmtepomp optimaal werkt bij de verwachtingen van het huis.

Het is verstandig om een warmteverliesberekening uit te voeren bij meerdere buitentemperaturen, omdat het warmteverlies niet lineair verloopt. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met het type warmtepomp, de modulerende mogelijkheden en het afgiftesysteem. In samenwerking met een ervaren installateur kun je ervoor zorgen dat de warmtepomp optimaal afgestemd is op de behoeften van het huis.

Door het benodigde buffervolume correct te berekenen, kun je ervoor zorgen dat de warmtepomp minimaal 10 minuten kan draaien zonder dat het systeem direct dichtloopt. Dit is essentieel voor het rendement en de levensduur van de installatie.

Het kiezen van de juiste warmtepomp is een complexe taak, maar met de juiste kennis en hulp van een professional kun je ervoor zorgen dat de installatie optimaal werkt en efficiënt is.

Bronnen

1. Warmtepomp-weetjes.nl - Uitleg over het buffervolume bij een warmtepompinstallatie
2. Warmteverliesberekeningen.nl - Hoe bepaal je het vermogen van een warmtepomp?