Home Warmtepompen
 
Warmtepompen E-mailadres

Hoe groot moet nu een warmtepomp zijn, dat is meestal de eerste vraag. En dan wat kost het? Meestal komt de tweede vraag eerst, maar om de kosten in te schatten moeten we eerst weten hoe groot de warmtepomp moet zijn.

We gaan ons even beperken bij een nieuwbouw woning, gokken moeten we ergens anders doen dus moeten we zien gegevens te verzamelen. Dat kan door een warmteverliesberekening te laten maken of de EPC berekening (die meestal bij een nieuwbouw zit ivm. vergunningaanvraag) te gebruiken.

Een woning verliest warmte aan de omgeving, dat is grotendeels afhankelijk van de isolatiedikte en het type vensterglas. De jaarlijkse verliezen staat bij de (EPN) resultaten, onder punt “verwarming” uitgedrukt in Mj dat moeten we omzetten in Watt of beter kW.

Mj delen door 3,6 = kWh. Een voorbeeld, 62221 Mj / 3,6 = 17.283,6 kWh, een verwarmingsbron moet dit dus jaarlijks leveren om de woning behaaglijk te houden.

Nu we weten hoeveel warmte de woning jaarlijks verbruikt, hebben we binnen Ned. een afspraak dat een warmtepomp het in 1650 uur/a moet kunnen leveren. 17.283,6 / 1650 = een warmtepomp van ~10,5 kW. De meeste warmtepomp leveranciers geven het advies een iets kleinere pomp te kiezen, die produceert wat minder warmte, maar kan dat beter (geleidelijker) afgeven in het huis, zonder vaak aan/uit te schakelen (pendelen).

Men heeft het dan meestal over een β-factor van 0,8, de pomp wordt dus iets kleiner 10,5 x 0,8 = 8,4 kW warmtepomp, vergeet niet dat die pomp wel de jaarlijkse behoefte moet kunnen opbrengen, conclusie meer draaiuren!

17.283,6 / 8,4 = 2058 draaiuren!

Wat er bij komt is de warmtapwater productie, afhankelijk van het aantal personen en/of douches kunnen we bepalen hoeveel uur de warmtepomp moet werken voor het tapwater. Normaal is dat 500 uur per jaar, er zijn tabellen die dat weergeven.

De EPC berekening geeft ook aan hoeveel warmte in elk vertrek nodig is, dat kan doormiddel van vloer verwarming of speciale radiatoren afgegeven worden, dat is niet het moeilijkste punt, mist de toevoer leidingen maar van voldoende diameter zijn, 35°C is een zeer lage temperatuurverwarming. Dat betekent meer CV water circuleren om zo voldoende warmte te transporteren (dikkere leidingen dus).

Een groter gevaar waar het mis kan gaan is bij het demensioneren van het grondsysteem (we beperken ons hier bij een gesloten verticaal bodem warmte wisselaar). Hoe kleiner het temperatuur verschil is tussen de aanvoerzijde (grondsysteem) en de afvoerkant (CV) van de warmtepomp, hoe beter het geheel werkt, (groter rendement (COP)). Een goed gedimensioneerd grondsysteem heeft dus gelijk invloed op de werking COP (lees kostprijs/uur).

Nu kunnen we ons zelf de vraag stellen, waarom is het in de Nederlandse bodem niet overal gelijk? Om daar antwoord op te geven moeten we toch iets in de geschiedenis duiken, hoe Ned. is ontstaan. Nederland is een delta, hoofdzakelijk gevormd door de Eridanos en in de laatste 3mil. jaar ook door de huidige bekende grote rivieren die nog door Ned. stromen.

Wie daar meer van wil weten verwijs ik door naar de website www.kijkeensomlaag.nl van Hr. Harry Huisman, kijk dan bij het hoofdstuk IJstijden/Europese Amazone.

Een meanderende rivier heeft snelstromende delen (grof materiaalafzetting) en langzame delen (fijn zand en klei afzettingen), dat kan op relatieve korte afstanden soms al snel wisselen. Een grondsysteem bepalen/berekenen is dus maatwerk, de kennis van de ondergrond kan men opvragen bij TNO. ISSO 73 omschrijft hoe we die gegevens moeten verwerken om tot een juiste lengte te komen, vraag dus altijd naar een dergelijk rapport/berekening, u als klant heeft daar recht op! Is er geen rapport/berekening dan weet u dat het uit de duim komt op basis van ervaring (ze zeggen dan meestal, we hebben al …jaar ervaring). U loopt kans dat een dergelijk systeem na een aantal jaren steeds slechter gaat functioneren, u krijgt een groter temperatuur verschil, de warmtepomp moet dus harder en langer werken (en wie betaald de stroom rekening?). De ellende is dat een juist berekend systeem bijna altijd langer is dan een systeem wat uit de duim komt, die laatste (uit de duim) is dus goedkoper. Ons Nederlanders zijn zuinig, grote kans dat u voor de goedkope variant kiest, maar op termijn kost u het veel meer, maar dat is niet zichtbaar tot er een torenhoge energie rekening komt. Of de installateur kiest soms onbedoeld de goedkoopste, zonder een inschatting te maken van de gevolgen op lange termijn.

Naast ons zijn er natuurlijk best meer bedrijven die het correct doen, maar die kunnen bijna altijd een berekening laten zien.

Piekvermogen

Deze tabel laat zien hoe belangrijk de draaiuren zijn voor het demensioneren van het grondsysteem, het heeft gelijk invloed op het specifiek piekvermogen van het boorgat/meter.

Dat is ook wel te verklaren, minder draaiuren betekend langere herstel perioden voor de bodem, meer draaiuren heeft tot gevolg dat de bodem minder tijd krijgt te herstellen. Verschillende zand pakketten in de bodem hebben poriën waar het grondwater door heen kan stromen, dat is de beste transporteur van warmte in de grond, die zorgt dus voor bodem herstel. Er moet dus een evenwicht in de bodem zijn, wat je ontrekt moet weer aangevuld worden. Weinig draaiuren betekend dus in een korte tijd veel ontrekken en heeft een lange herstelperiode, meer draaiuren is minder kunnen ontrekken omdat de herstel tijd korter is. Klei en leem hebben nagenoeg geen poriën dus bijna geen grondwater stroming, de korrels kunnen de temperatuur verschillen aan elkaar afgeven maar dat gaat veel langzamer, niet echt geschikt als bodem voor een wisselaar, de hersteld tijd is te traag.

                                                                         

Bij het hoofdstuk Grondsystemen en/of verticaal gaan we wat dieper in op het berekenen.

Heeft u vragen, stel ze gerust per mail of kijk op deze site:http://bomaraardwarmte.nl/

Ook als deze informatie voor u onvolledig, onduidelijk of misschien juist verhelderend is, stuur dan aub. ook een mail, ik wil heel graag feedback over mijn website.

 

Hoe werkt een warmtepomp? De basis van een warmtepomp bestaat uit een gesloten circuit, wat gebruikt maakt van natuurkundige processen, aan de condensor zijde van gas naar vloeistof (condensatie), resulteerd in temperatuur verhoging (bij condensatie komt energie vrij) en aan de verdamper zijde, van vloeistof naar gas(verdampen, kost ernergie), geeft temperatuur verlaging. Als je tijdens de temperatuur verlaging warmte toevoegt, komt die extra toegevoegde warmte bij de condensatie weer vrij. Een proces wat Carnot heeft bedacht, als het Carnot-proces.

Figuur 1.1

plaatje_warmtepomp

Het koelmiddel (damp aan verdamperzijde) wordt aangezogen door een compressor. Deze zorgt ervoor dat de druk van het gasvormige koelmiddel veel hoger wordt. Daarbij stijgt ook de temperatuur(door het samenpersen). Door deze hogere druk is het mogelijk om het koelmiddelgas weer vloeibaar te maken bij een hogere temperatuur in een condensor. Tijdens het condenseren komt de in de verdamper toegevoegde warmte weer vrij samen met de door de compressor geleverde energie. De condensor is ook een (platen) warmtewisselaar, die de vrijkomende warmte afgeeft aan het CV water. Het nu vloeibare koelmiddel stroomt vanuit de condensor via een expansieventiel weer terug naar de verdamper. Door het expansieventiel krijg je een druk verlaging. Daardoor kan het koelmiddel in de verdamper verdampen,(vaak een R407 gas) als een vloeistof verdampt naar een gas krijg je temperatuur verlaging. De verdamper is ook een (platen) warmtewisselaar, doordat de temperatuur nu lager is dan de vloeistof die uit de aarde komt, kan het gas warmte opnemen. Wat weer naar de compressor gaat. Voor dit proces moet de compressor arbeid verrichten. De verhouding tussen in de condensor afgegeven warmte en de energie die wordt opgenomen door de compressormotor noemen we de coëfficiënt of performance oftewel de COP.

Figuur 1.2

warmtepomp_opstelling

Een warmtepompsysteem kunnen we onderverdelen in drie hoofdcomponenten: bronsysteem, de warmtepomp zelf (ook wel ‘omzetsysteem' genoemd) en het afgiftesysteem. Figuur 1.2 toont de toepassing van een warmtepomp voor gebouw/woningverwarming. Het bronsysteem maakt gebruik van grondwater(het kan ook een horizontale of verticale wisselaar zijn), het omzetsysteem is een elektrisch aangedreven compressiewarmtepomp en het afgiftesysteem is uitgevoerd als vloerverwarming, maar je kan hem evt. ook omschakelen naar een boiler. De werking van de gesloten mechanisch aangedreven compressiewarmtepomp hebben we al eerder uiteengezet. Figuur 1.1 geeft het principeschema van de gesloten compressiewarmtepomp. De temperatuurlift ligt in de praktijk meestal tussen 20 en 60°C. De COP varieert dan tussen 6 en 2,5.
Er zijn zeer veel werkmiddelen (=koudemiddelen) beschikbaar voor warmtepompen.
Bij warmtepompen tot 50°C is de keuze zeer groot. Bij hogere temperatuur warmtepompen wordt deze sterk teruggebracht i.v.m. de maximale systeemdruk.
Warmtepompen, die hun warmte uit de buitenlucht halen, hebben bij vorst een beduidend lagere COP. Ook de verschillende compressortypes hebben nog invloed op de COP. De keuze voor een bepaald compressortype zal in de praktijk echter meer afhangen van technische beperkingen. Kleine warmtepompen gebruiken vaak een scrollcompressor, grotere schroefcompressoren of zuigercompressoren en in heel grote machines worden ook wel turbocompressoren toegepast.

 

 
Gerealiseerd door Studio Staalkaart