Werking en betekenis van graadminuten bij warmtepompen van NIBE

Inleiding

Graadminuten zijn een technische eenheid die wordt gebruikt in de werkietslogica van warmtepompsystemen, waaronder de warmtepompen van NIBE. Ze geven aan hoeveel warmte wordt afgestaan of opgenomen per graad temperatuurverschil tussen binnentemperatuur en buitentemperatuur. Uit de beschikbare bronnen blijkt dat deze methode toegepast wordt in de slimme regeling van NIBE-warmtepompen om een optimale werking per situatie te garanderen. Graadminuten helpen bij het bepalen wanneer de warmtepomp uit of aan moet schakelen, op welk vermogen deze dient te werken, en hoe dit proces kan geleid worden om energiezuinigheid, COP (Coefficient of Performance) en systeemlevensduur te optimaliseren.

In dit artikel belichten we de werking van graadminuten bij NIBE-warmtepompen en hoe deze van invloed zijn op het gedrag van het warmtepompsysteem. We bepalen ook hoe het begrip verband houdt met COP (Coefficient of Performance) en SPF (Seasonal Performance Factor) en waar het van toepassing is in de regelsystematiek van NIBE. Tevens behandelen we hoe de slimme regeling werkt, inclusief beperkingen waarmee gebruikers tegen kunnen komen, en hoe bepaalde gedragingen via de software en sensoren worden geregistreerd en beoordeeld.

Wat zijn graadminuten bij een warmtepomp?

Graadminuten duiden in de NIBE-technieken op een maat voor het temperatuurverschil tussen de behoefte (aan verwarming) en de daadwerkelijke opwekking door de warmtepomp. Het is een tijdsgerelateerde indicator, die berekent wordt op basis van het vermenigvuldigd temperatuurverschil en de verstreken tijd.

Aangevuld met een aantal gegevens — zoals kamertemperatuur, buitentemperatuur en de stooklijn van de woning — wordt een regelwaarde (CalcSupply) vormgegeven. In één gebruikersbijdrage wordt vermeld dat DeltaDGM (de wijziging in graadminuten) gelijk is aan de negatieve waarde van graadminuten, wat aangeeft dat een verandering in deze maat direct van invloed is op de werking van de warmtepomp. (Bron 5)

Graadminuten worden gebruikt in de regelsystematiek van NIBE-warmtepompen, zoals in de S-serie, waarin de graadminuten continu geijkt worden. Bij een graadminutenwaarde van 0 verandert de warmtepomp haar gedrag: schakelt uit of verandert in werkingstermijn- of vermogensgrootte (zie het gedrag uitgelegd in de grafieken van gebruikers). In een situatie waar graadminuten niet naar nul terugkeren, blijft de warmtepomp actief, maar op een lager vermogen. Dit fenomeen is in overeenstemming met het idee dat een constante, lage belasting het energiegebruik effectiever maakt dan vele korte, krachtige stappen. (Bron 5)

De slimme regeltechniek van NIBE

De slimme regeltechniek van NIBE bepaalt, via dit graadminutensysteem, op welk moment en op welk vermogen de warmtepomp ingrijpt. Deze regeling is georganiseerd in een softwaremodel dat kan worden ingezien via de beschikbare instructievideo op de officiële NIBE-website. Deze video legt de werking van de regeltechniek en -parameters (zoals de graadminuten) duidelijk uit. (Bron 1)

Tijdens deze werking reageert de warmtepomp op het aantal graadminuten. Afhankelijk van het voorkomen van het temperatuurverschil en de stooklijn — ofwel de verwachting van de warmtebehoeften — kan de warmtepomp schakelen tussen verschillende werkingen. Dit kan inhouden dat het systeem sneller of langzamer ingrijpt, op hoger of lager vermogen werkt, of alternatief wordt ingezet in combinatie met andere bronnen zoals een conventionele boiler. (Bron 2 en 5)

Een gebruiker merkt in zijn eigen praktijk dat er sprongen in de "requested compressor freq" kunnen optreden, wat lijkt op verandering in compressorgeschiedenis als reactie op de graadminuten. Zowel tijdens verdwaal in een constante situatie als bij de schuif in het vermogen, zoals van 30Hz naar boven en weer naar beneden, zijn de graadminuten de sleutelindicator. Deze sprongen verlopen op momenten waarop het gevoel van de regeltechniek aangeeft dat een aanpassing noodzakelijk is. (Bron 5)

De slimme regeling helpt bovendien energie te besparen, aangezien de warmtepomp alleen aan schakelt als nodig is en op een zo zuinig mogelijke manier werkt. In tegenstelling met conventionele systemen, die continu op vollast kunnen draaien of zich volledig afsluiten, is de aanpassing van de draaifrequentie of inschakelfrequentie nu veel subtieler en efficiënter uitgevoerd.

Graadminuten, COP en SPF: het verband en invloed op systeemefficiëntie

Het opslaan in en gebruik maken van graadminuten zijn direct gerelateerd aan twee belangrijke kwaliteitsparameters van warmtepompsystemen: COP (Coefficient of Performance) en SPF (Seasonal Performance Factor).

De COP beschrijft de verhouding tussen het gewenst verwarmingsvermogen (of, in geval van koel, de afgegeven vermogen) en de elektrische energie die nodig is daarvoor. Een hogere COP wil zeggen dat de warmtepomp energiezuiniger werkt. Bij het gebruik van graadminuten, hoeft de warmtepomp, zoals beschreven, niet telkens van 0-100 te starten of tot 100 te stoppen. Dit zorgt ervoor dat de COP over het geheel wordt geoptimaliseerd, doordat schakelingen die gevoelig zijn worden vermijdt — wat voor een hogere energie- en vermogensbehandeling zorgt. (Bron 5)

De SPF (Seasonal Performance Factor) is een uitbreiding op de COP. deze meet de totale warmteproductie in procenten gedeeld door de totale elektriciteitsverbruik over de hele winterperiode. Een goede SPF is dus van groot belang voor het energiefacturerend resultaat van warmtepompen. Door de optimale strategie in regeltechniek — zoals geregistreerd via graadminuten — kan dit factormaten worden verbeterd.

Aan de hand van één voorbeeld geven gebruikers een duidelijk beeld: door langer op een laag frequentie te laten draaien met meer afgiftekracht in kleine stukjes, kan het SPF fors verbeteren. Dit duidt op het feit dat de regellogica, net als stuurstrategie in het verkeer, werkt met het principe van het bepalen van het juiste moment om in- of uit te schakelen. (Bron 5)

Toepassing in de werking van de NIBE warmtepomp

Specifiek voor NIBE warmtepompen, zoals de S-serie en F-serie, zijn de graadminuten een centraal onderdeel in de slimme regeltechniek. Deze werking is onderdeel van de NIBE Smart Energy Management (SE Manager), die via parameters en beheersoftware regeldeurt afzet van de warmtepomp werpt in een bepaalde context.

De software NIBE SE Manager of de bijbehorende sensoren (zoals NIBE Pi), kan via MQTT (Message Queue Telemetry Transport) data van de warmtepomp aanleveren. Dit helpt gebruikers bij het toezicht en optimeren van de werking, omdat ze kunnen zien hoeveel graadminuten in gebruik zijn per situatie, welke stappen worden genomen door de regeling, en welke schakelingen met het systeem worden doorgevoerd. (Bron 5)

Over het algemeen zijn de NIBE-products, waaronder de S-serie wwp’s en lucht/water-warmtepompen, goed opgezet om draaiende te worden met slimme regeltechniek. De beschiking over een thermostaat RMU of een externe regelcomponent vormt de basis voor het omzetten van graadminuten in realiteit, bijvoorbeeld door aan- of uitschakeling van de kompressielucht, het elektrische component, of via een hybride strategie (waarbij een extra boiler is betrokken).

De werking van het systeem is toepasbaar zowel bij een aardwarmteoplossing als bij lucht/water warmtepompsystemen. Deze modulaire structuur maakt NIBE's producten geschikt voor zowel kleinschalige woninguitvoer als commerciële klussen. In het instructiemateriaal en technische documentatie van NIBE wordt dat benadrukt als voordeel inzake veerkracht en technische voorzieningsoplossingen. (Bron 4 en 3)

Uitdagingen met NIBE's graadminuten en regeltechniek

Hoewel de regeltechniek via graadminuten bij NIBE voorziet in een zuinig systeem, zijn er ook uitdagingen met het begrip en de werking van deze methode. Zowel installateurs als gebruikers stellen soms constateringen met betrekking tot het gedrag van het systeem tegenover een bepaalde graadminutensituatie.

Een van de opgemerkte beperkingen betreft de afhankelijkheid van de juiste instellingen in het systeem. Als de graadminuten of de stooklijn niet goed zijn geconfigureerd, kun je te veel energie verbruiken door overmatig in- of uitschakelen of een onnodig hoge warmteafgifte. NIBE draagt aandacht hieraan via de opleiden en technische kennisopbouw die installateurs via zowel theorie- als praktijktrainingen kunnen volgen. (Bron 4)

Tweede beperking komt uit het omgaan met "request compressor freq" bij grotere sprongen in de graadminuten. Hier moet de warmtepomp, bijvoorbeeld bij -260 en -160 graadminuten, werken met sprongen van ongeveer 30Hz om de situatie wederom te vangen en de benodigde warmte op te leveren. Dit kan in sommige gevallen leiden tot klemmend gevoel in de regelwerking, waarbij het systeem teveel of te weinig vermogen uitbrengt.

Een derde uitdaging zit hem in de manier waarop de graadminuten worden afgezet als gevolg van bepaalde situaties, zoals extreme winterperioden of systematische storingen zoals F-code 52 of 167. Tijdens deze perioden is de graadminutenschat niet meer als uitgangsdatum gebruikt; dit vereist dus een actieve handmatige instelling of onderhoud door technisch personeel. Gebruikers kunnen dit probleem oplossen via technisch ondersteuning. (Bron 2 en 4)

NIBE Training en kennisopbouw voor werking met graadminuten

Voor wie werkt met de slimme regeltechniek van NIBE via de gebruik van graadminuten is het belangrijk om voldoende technische en praktische kennis op te bouwen. De NIBE-website biedt een uitgebreide training en inbedrijftrainingssystematiek, zowel voor algemene werktechniek als specifieke kwesties rond de werking van het graadminutensysteem. (Bron 4)

Tijdens deze trainingen wordt aandacht besteed aan:

  • Onderwerpen als "Weersafhankelijke werking en graadminuten".
  • Werking van hydraulische schema’s en elektrische schema’s.
  • Werking van de componenten van de regellogica.
  • Storingen en onderhoud, met specifieke voorbeelden als F-code 52 of 167.

Installateurs en technici die het systeem willen beheersen, kunnen kiezen uit een reeks zowel theorie- als praktijktrainingen. Deze zijn meestal in het Nederlandstalig aanbod, in de praktijk gepland bij NIBE zelf of door externe partners.

NIBE heeft ook beschikking over instructievideo’s en webinars, die uitgebreide kennis geven over het graadminutensysteem en het aanpassen van werking. Via deze middelen kunnen gebruikers de technieken van hun warmtepomp regelgesloten en efficiënt beheren.

Mogelijkheden om NIBE-warmtepompen te optimaliseren via graadminuten

Een optimale werking van een NIBE-warmtepomp via graadminuten kan op meerdere manieren worden verbeterd. Hoewel het systeem automatisch werkt, zijn er meerdere handhavers die gebruikers of installateurs kunnen passeren om efficiëntere stappen te nemen.

Een eerste mogelijkheid is het aanpassen van de stooklijn of het gevoelige regelmechanisme. Indien de warmtepomp continu op laag frequentie bij een bepaalde waarde draait, is er kans dat het systeem optimaal werkt met minimaal energie. Dit zorgt dus voor een betere COP (Coefficient of Performance), zoals al aangegeven. Een duidelijke manier om dit te bereiken is het reguleren van de graadminuten zodat het systeem niet in een constant stikke draait, maar in een veranderend ritme. (Bron 5)

Een tweede handelswijze is het gebruik maken van software zoals NIBE Pi of MQTT-integraties. Deze toepassingen kunnen gebruikers actief helpen bij het volgen en analyseren van het gebruik van graadminuten. Met behulp van deze data kan de werking van de warmtepomp worden afgezet in een specifiek tijdsprofiel, waarbij sprongen of constante schakelingen actief kunnen worden uitgelezen en aangepast.

Een andere strategie is het vermijden van te frequente schakeling, omdat dit een lagere SPF heeft, zoals al gemeld. Dit kan op meerdere manieren. Ten eerste kan worden gekozen voor een lagere thermostaat instelling. Of, in geval van de mogelijkheid van modulerende regeling, kan het systeem langer op lager vermogen blijven om zo de verbruikscyclus te vermijden. Dit helpt enerzijds met energiebesparing, anderzijds met het verminderen van het aantal stappen in de compressielucht of elektrische componenten.

Installateurs en gebruikers kunnen deze optimalisatie ook actief uitvoeren via het regelen van de componenten zoals de hydraulische aansluiting of het vermogensprofiel. Tijdens technische controlemomenten kunnen hieraan voorkeuren worden gegeven, afhankelijk van het systeem en de toepassing.

Conclusie

De NIBE warmtepompen maken gebruik van een slim systeem van regeltechniek dat op grafadminuten werkt. Deze functie helpt bij het optimaliseren van het verwarmings- of koelproces en draagt bij aan een goede COP en SPF. De regeling werkt via een slimme beheerlogica en analytische tools, die gebruikers kunnen volgen via software, sensoren of instructievideo's.

Deze graadminuten zijn een cruciale parameter in de werking van het systeem, zodat het niet onnodig frequent schakelt of draait, maar op het juiste moment en met het optimale vermogen ingrijpt. Door het begrip van deze technische werking, samen met professionele onderhoud en beheer zoals aangeboden door NIBE, is het mogelijk om het systeem efficiënter en duurzamer te laten functioneren.

Op deze manier is NIBE's aanpak ook een waardevolle bijdrage in de huidige trend van efficiënter woningverwarmingsbeheer en een uitbreiding in smart home-systemen.


Bronnen

  1. NIBE: Werking en graadminuten uitleg via video
  2. NIBE: Graadminuten en werking van warmtepompen
  3. NIBE instructievideo's en kennisbank
  4. Technische trainingen voor installateurs en technici van NIBE
  5. Gebruikersdiscussie over graadminuten en thermische strategie

Related Posts