Wij wensen alle lezers een maximum aan informatie en veel plezier toe bij het gebruik van de handleiding

Voorwoord De tijden, waarin opdrachtgevers en renovatie-installateurs alleen konden kiezen tussen een olie- of gasverwarming, zijn voorbij. De aanhoudend stijgende prijzen voor ruwe olie en de klimaatverandering leiden ertoe, dat alternatieven meer dan ooit worden gevraagd. Dit komt de warmtepompverwarming te pas. Steeds meer opdrachtgevers stappen over op de schone, hernieuwbare “milieu-energie”. De warmtepompmarkt heeft zich in de laatste jaren in heel Europa op een indrukwekkende wijze ontwikkeld. Jaarlijkse groeicijfers van 30-50 procent en meer spreken een duidelijke taal. Wij zijn echter van mening, dat er nog een veel groter potentieel in de verwarmingsmarkt aanwezig is. De toepassing van de omgevingswarmte uit de lucht, de aardbodem en uit het water voor verwarming, koeling en bereiding van warmtapwater is echter meer dan een modeverschijnsel. Het is vooral een effectieve maatregel voor de reducering van de CO2uitstoot. Wij, als huidige generatie, dragen de verantwoordelijkheid voor morgen. Daarbij hoort ook het behoud en het zuinig omgaan met het milieu. Bovendien zijn aardolie en gas als grondstoffen veel te waardevol om ze eenvoudig onherroepelijk te verbranden. Ook de politiek heeft dit onderkend. Actuele onderzoeken naar de doeltreffendheid van de verschillende wetten en verordeningen met het doel de reductie van de CO2 tonen aan, dat warmtepompen, beschouwd in het totale energiekader, bijzonder voordelig zijn. Met onze Warmtepompen Guide geven wij architecten, ontwerpers en installateurs een betrouwbaar en eenvoudig te gebruiken gereedschap in de hand voor advisering, ontwerp en uitvoering. Naast algemene fysische en technische grondbeginselen, geeft onze Warmtepompen Guide u tevens talrijke gebruikstips. Warmtepompsystemen van Alpha-InnoTec genieten een uitstekende naam. Dankzij uiterst effectieve, zeer innovatieve ontwikkelingen op het gebied van de warmtepomptechniek, boeken wij in Europa uitstekende groeicijfers. Ons zwaartepunt ligt daarbij op compacte en gebruikersvriendelijke systemen zoals optimaal geïntegreerde producten, die alle vereiste hydraulische componenten evenals warmtapwaterbereiding en passieve koeling in één toestel verenigen. Met name de koelfunctie wint steeds meer aan betekenis en is een doorslaggevend argument in vergelijking met fossiele warmteopwekkers. Om de warmtepomp zo efficiënt en rendabel mogelijk te laten werken, moeten enkele basisaspecten in acht genomen worden. Dat alles vindt u in de Alpha-InnoTech Warmtepompen Guide uitgebreid verklaard en vanuit de praktijk beschreven. Ongeacht of u zich slechts een kort overzicht over het thema wilt verschaffen of een gedetailleerde handleiding voor het ontwerp van een warmtepomp zoekt. In de Alpha-InnoTec Warmtepompen Guide vindt u in ieder geval wat u zoekt. Gebruik het naslagwerk als technische referentie, als praktische gebruikershulp of voor argumenterende ondersteuning bij uw advisering. De warmtepomp is geen nicheproduct meer en heeft inmiddels over de gehele wereld zijn plaats gevonden. Op basis hiervan beschouwen wij de GUIDE ook als een landenoverschrijdend werk en wij zouden tegelijkertijd onze dank willen uitspreken aan onze partner Nathan Import / Export B.V. Nederland voor de uitgebreide ondersteuning, de aanpassing aan alle vereiste normen en landspecifieke gegevens en de stimulerende samenwerking. Wij wensen alle lezers een maximum aan informatie en veel plezier toe bij het gebruik van de handleiding.

1

Ontwerp

2

Fysische en technische grondbeginselen.................................................................................................................................................................5 Warmte- en vermogensbehoefte...............................................................................................................................................................................7

Warmtepompen

Lucht/water warmtepomp........................................................................................................................................................................................... 17 Lucht/water buitenopstelling......................................................................................................................................................................................24 Lucht/water binnenopstelling.....................................................................................................................................................................................28

Brine/water warmtepomp............................................................................................................................................................................................ 31 Warmtebron bodem.......................................................................................................................................................................................................32 Horizontale bodemwarmtewisselaar.....................................................................................................................................................................35 Bodemwarmtewisselaar................................................................................................................................................................................................. 41

Water/water warmtepomp.........................................................................................................................................................................................47 Warmtebron grondwater.............................................................................................................................................................................................48

Gebruikswijzen van de warmtepomp...................................................................................................................................................................53 Integratie in het verwarmingssysteem..................................................................................................................................................................54 Zwembadverwarming.....................................................................................................................................................................................................58

3

4

Installatietechniek

Kennis

Praktische tips en veelgestelde vragen................................................................................................................................................................. 61 Woordenlijst..........................................................................................................................................................................................................................73

Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec


Fysische en technische grondbeginselen

3

.


. .

Werkwijze van de warmtepompen................................................................................................................................................................................5 Rendement en prestatiecoëfficiënt.................................................................................................................................................................................6

.

Warmte- en vermogensbehoefte

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Vermogensbehoefte..................................................................................................................................................................................................................7 Totale vermogensbehoefte...................................................................................................................................................................................................7 Verwarmingvermogensbehoefte......................................................................................................................................................................................7 Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding.............................................................................................................................................8 Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik................................................................................................................................................................8 Aanvoertemperatuur van het afgiftesysteem...........................................................................................................................................................9 Selectie van de warmtebron...............................................................................................................................................................................................9 Warmtebron lucht.....................................................................................................................................................................................................................10 Warmtebron bodem................................................................................................................................................................................................................10 Warmtebron water...................................................................................................................................................................................................................11 Bedrijfsmodi....................................................................................................................................................................................................................................12 De gemiddelde buitentemperatuur over een jaar.................................................................................................................................................12 Monovalente bedrijfsmodus.................................................................................................................................................................................................13 Mono-energetische bedrijfsmodus..................................................................................................................................................................................13 Bivalente bedrijfsmodus..........................................................................................................................................................................................................13 Warmtepompselectie bij mono-energetisch of bivalent bedrijf...................................................................................................................14 Mono-energetische ontwerpvoorbeelden.................................................................................................................................................................15 Aanwijzingen voor het ontwerp........................................................................................................................................................................................16 Vermogensgegevens..................................................................................................................................................................................................................16 Samenvattende aanwijzingen...............................................................................................................................................................................................16




5

Werkwijze van de warmtepompen In Europa wordt ruim een kwart (29%) van de eindenergie verbruikt in privé huishoudens (bron: Samenwerkingsverband Energiebalans 08/2003). Ruim driekwart daarvan worden aangewend voor de ruimteverwarming. Reden genoeg om hier inspanningen te starten voor besparing van energie en vermindering van de CO2 uitstoot. Alternatieven kunnen worden benut door warmte-isolatie, bijvoorbeeld verbeterde isolatie, dubbele beglazing en zuinig en een milieuvriendelijk verwarmingssysteem. Eindenergieverbruik van huishoudingen

Verlichting 1,4 %

Elektrische apparatuur 6,6 %

Koken 3,7 % Warm water 10,5 %

Verwarming 77,8 % Bron: BWP

Het grootste gedeelte van de verwarmingsenergie, die door een warmtepomp ter beschikking staat, wordt aan het milieu onttrokken. Slechts een fractie moet als arbeidsenergie worden toegevoerd. Het prestatiecoëfficiënt (het rendement van de warmtepomp) ligt in de regel tussen 3 tot 6. Warmtepompen bieden zodoende een ideale voorwaarde voor energiebesparend en milieuvriendelijk verwarmen Voorbeeld van het temperatuurverloop bij een lucht/water warmtepomp buitenopstelling

De warmtepomp onttrekt warmte aan ons milieu, uit de lucht, de bodem of het water. Deze verkregen warmte wordt in het toestel voor verder gebruik geschikt gemaakt en aan het verwarmingswater doorgegeven. Zelfs wanneer er buiten sprake is van strenge vorst, haalt de warmtepomp nog zoveel warmte als nodig is voor het verwarmen van een huis. Warmte zonder verbranding – zo kan de werking van de warmtepomp kort worden samengevat. Het principe dient nader te worden beschouwd om de verschillen met de conventionele verwarmingsketels te kunnen verduidelijken Als aanvulling op de energieaansluiting heeft de warmtepomp een warmtebron nodig. De aanvoertemperaturen zijn begrensd op 55 °C dan wel 65 °C, in het ideale geval 35 °C tot 40 °C. Laag geselecteerde aanvoertemperaturen worden door de warmtepomp beloond met lagere bedrijfskosten. Hoe gaat dat in zijn werk? De warmtepomp is een thermodynamische machine, waarin een arbeidsmedium een kringloop volgt. Het arbeidsmedium verandert daarbij zijn aggregatietoestand van vloeibaar naar gasvormig. Het proces doorloopt achter elkaar de volgende componenten en/of arbeidsstappen: Verdamper: Aan het proces wordt omgevings-energie toegevoerd. Het arbeidsmedium komt met een lage temperatuur vloeibaar in de verdamper van de warmtepomp binnen. Hier neemt het uit de warmtebron (bijvoorbeeld buitenlucht) warmte op, de temperatuur van het arbeidsmedium stijgt en verlaat verwarmd gasvormig de verdamper.

Condensator: Het proces geeft via het hete gas warmte af aan het koudere verwarmingswater. Daarbij wordt het arbeidsmedium weer vloeibaar, het koelt af tot ongeveer de temperatuur van het verwarmingswater.

warmtepomp

Verwarmingsretour 28 °C

Warmtepompen werken volgens het principe van een koelkast: dezelfde techniek, alleen omgekeerde opbrengst. De koelkast onttrekt warmte aan de levensmiddelen. Deze geeft hij aan de achterkant via lamellen af aan de ruimte.

Compressor: Aan het proces wordt arbeidsenergie toegevoerd. Het gasvormige arbeidsmedium wordt gecomprimeerd, waarbij de druk wordt verhoogd. Evenals bij een fietspomp gaat de temperatuur van het arbeidsmedium omhoog door de drukverhoging (heet gas).

Aandrijfenergie

Lucht 0 °C

Werkwijze van de warmtepompen

Lucht -5 °C

Verwarmingsaanvoer 35 °C

Expansieventiel: De druk van het arbeidsmedium wordt gereduceerd en het arbeidsmedium wordt kouder. Een dergelijk effect is ook waar te nemen bij spuitbussen: tijdens het spuiten (expanderen of drukvermindering van de inhoud) worden spuitbussen duidelijk kouder. Het arbeidsmedium verlaat het expansieventiel met een temperatuur, die onder de temperatuur van de warmtebron ligt.


6


Rendement en prestatiecoëfficiënt Het rendement (h) beschrijft de verhouding van beschikbare vermogen tot opgenomen vermogen. Bij ideale processen is het rendement 1. Technische processen zijn steeds met verliezen verbonden, om die reden zijn rendementen van technische apparaten steeds kleiner dan 1 ( < 1).

Terwijl het prestatiecoëfficiënt de effectiviteit van de warmtepomp op een gedefinieerd arbeidspunt beschrijft, wordt de effectiviteit van de hele installatie gedurende het gehele jaar beschreven door het jaarrendement :

H= W W

Nutz

•

M= Q P

N

el

el

Rendement Afgegeven beschikbaar vermogen Toegevoerd vermogen (elektrisch)

: . QN : Pel :

Bij warmtepompen wordt een groot gedeelte van de energie onttrokken aan het milieu. Dit gedeelte wordt niet als aangewende energie beschouwd aangezien deze kosteloos ter beschikking staat. Het aldus gevormde rendement zou groter zijn dan 1, wat technisch niet correct is. Voor warmtepompen is daarom voor de omschrijving van de verhouding van beschikbare energie tot aangewende energie (in dit geval de zuivere arbeidsenergie) het prestatiecoëfficiënt (of COP) ingevoerd. Het prestatiecoëfficiënt van warmtepompen ligt in de orde van grootte  = 3 - 6. •

cop= Q P

WP

el

cop: . QWP: Pel :

Prestatiecoëfficiënt (coefficient of performance) Afgegeven warmtecapaciteit Elektrische vermogensafname (DIN EN 255/EN 14511)

: Jaarrendement WNutz : Verwarmingsarbeid Wel : Toegevoerde aandrijfarbeid Het jaarrendement van Alpha-Innotec warmtepompinstallaties kan met behulp van het berekeningsprogramma “Alpha-Plan” redelijk goed worden berekend. De vooraf opgeslagen transport- en transformatieketen van elektrische en fossiele energiedragers is aansprakelijk voor uiteenlopend grote verliezen. Een correcte vergelijking tussen verwarmingsketel en warmtepomp dient met deze verliezen rekening te houden. De primaire energiebenuttingsgraad beschrijft de verhouding van nuttige energie tot toegepaste primaire energie, met inachtneming van de verliezen bij transformatie en transport (zie grafiek Primair energieverbruik). Voor verwarmingsketels geldt steeds PEN < 100 %, terwijl PEN > 100 % bereiken. Het prestatiecoëfficiënt en het daarmee verbonden jaarrendement, kan bij het installatieontwerp worden beïnvloed door een praktische keuze van warmtebron en warmte-afgiftesysteem. Hoe kleiner het verschil tussen cv-aanvoer- en brontemperatuur, des te beter is het rendement. Het beste rendement ontstaat bij hoge temperaturen van de warmtebron en lage aanvoertemperaturen in het warmte-afgiftesysteem die vooral door vloer- of wandverwarming worden bereikt. Bij het ontwerp van de installatie vindt een afweging plaats tussen een effectieve bedrijfswijze van de warmtepompinstallatie en de investeringskosten dan wel de kosten voor de bouw van de installatie.

Benodigd primaire energieverbruik om de benodigde nuttige energie op te wekken Olie gestookte-centrale verwarming

Verwarmingswarmte

Verliezen

Nuttige energie

Regeling en verdeling

5

100

Warmtepompen verwarming

Verwarmingswarmte

Verliezen Regeling en verdeling

Nuttige Omgevingswarmte energie (aardwarmte) 100

5

105 33

105

80

Verwarmingsketel Stroomverdeling Beschikbaarstelling en transport

25

138

163

Door de klant te betalen eindenergie (brandstofolie) Primaire energie (aardolie)


2 27

Energiecentrale Beschikbaarstelling en transport

Door de klant te betalen eindenergie (stroom)

50 2 79

Primaire energie (kolen, kernenergie, waterkracht)


7

Vermogensbehoefte De juiste dimensionering is bij warmtepompinstallaties van groot belang. Door te kleine warmtepompen ontstaan comfortverliezen en verhoogde verwarmingskosten. Te groot gekozen toestellen zijn vaak verbonden met onevenredig hoge installatiekosten. Om die reden dienen over- en onderdimensioneringen absoluut te worden voorkomen! Voor het op de behoefte afgestemde ontwerp van de warmtepomp zijn de volgende gegevens noodzakelijk: • • • •

Totale vermogensbehoefte – Verwarmingvermogensbehoefte van het gebouw – Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding – Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik Aanvoertemperatuur van het afgiftesysteem Selectie van de warmtebron Bedrijfsmodus van de warmtepomp

· Totale vermogensbehoefte = Q WP De totale vermogensbehoefte ontstaat door de benutting van het gebouw en de verbruiksgewoonten van de bewoners. Hij bestaat uit de vereiste vermogens ter dekking van de behoefte aan verwarmingswarmte, de behoefte aan warmtapwater en de behoefte aan speciaal gebruik zoals bijvoorbeeld zwembadverwarming.

· Warmtebehoefte = QG (verwarmingsbelasting gebouw)

Praktijkwaarden Nederland / België¹) Divisor

Aardgas (m3)

230 m3 /(a·kW)

Brandstofolie (l)

250 l/(a·kW)

Vloeibaar gas (l)

335 l/(a·kW)*)

Divisor geldt voor normaal warmtapwaterverbruik, een- of tweegezinswoningen 1) Geldig voor 1900 vollast draai-uren en een jaarlijks ketelrendement van 75 %. 2) Geldig voor 1800 vollast draai-uren en een jaarlijks ketelrendement van 70 %. *) Temperatuurafhankelijk

Wanneer de verwarmingvermogensbehoefte wordt vastgesteld volgens de verbruikswaarden, dient te worden uitgegaan van de gemiddelde waarde van het energieverbruik van de laatste 3 tot 5 jaar teneinde statistische uitschieters uit te sluiten. Let erop dat bij een verhoogde behoefte aan warmtapwater (bijvoorbeeld in een sportgebouw) de vermogensbehoefte niet uit het verbruik kan worden vastgesteld. Als in een eengezinswoning (circa 4 personen) ook de warmtapwaterbereiding mede is opgenomen in de verbruikswaarden, dan kan bij aansluitende decentrale warmtapwaterbereiding circa 15% van het verbruik worden afgetrokken. Bij ontbrekende verbruikswaarden kan de maximale verwarmingvermogensbelasting bij benadering worden vastgesteld uit het verwarmde oppervlak. Hiervoor staan de volgende richtwaarden ter beschikking: Richtwaarde Nederland Gebouw

Warmteproductiebehoefte + Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding + Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik = Totale vermogensbehoefte De totale vermogensbehoefte moet door de verwarmingsinstallatie worden afgedekt. Daarenboven wordt het vereiste vermogen van de warmtepomp bepaald door extra factoren zoals de bedrijfsmodus.

Energiedrager

specifieke warmtevermogensbehoefte

Nieuwbouw appartementen

40 - 60 W/m2

Nieuwbouw woningen

50 - 60 W/m2

Woningen vanaf 1980

70 -90 W/m2

Bestaande woningen

120 W/m2

Zo bedraagt bijvoorbeeld de maximale verwarmingvermogensbehoefte van een volgens de nieuwbouwwoningen opgericht gebouw met een verwarmd oppervlak van 150 m2 :

150 m2 x 55 W/m2 = 8.250 W (8,25 kW)

De juiste berekening van de verwarmingvermogensbehoefte en/of van de te verwarmen woning wordt bepaald volgens ISSO 51-57 in Nederland en NBN B62-002 in België of volgens de landenspecifiek geldende normen en richtlijnen. Bij bestaande gebouwen kan voor de voorselectie globaal worden teruggevallen op het energieverbruik van het afgelopen jaar of er kan, minder nauwkeurig, een raming plaatsvinden aan de hand van het bouwjaar. De vaststelling uit het energieverbruik heeft als voordeel, dat rekening wordt gehouden met van de norm afwijkende verbruiksgewoonten. In geen geval moet het vermogen worden overgenomen van een aanwezige verwarmingsketel, aangezien die in de regel overgedimensioneerd zijn. De vaststelling van de maximale verwarmingvermogensbehoefte uit de verbruikswaarden vindt plaats door deling van het verbruik met een van de energiedrager afhankelijke factor. Bij een olieverbruik van 3500 l/a bijvoorbeeld, bedraagt de maximale verwarmingvermogensbehoefte: Nederland:

3500 l/a : 250 l/(a · kW) = 14 kW


8


Vermogensbehoefte Vermogensbehoefte voor · warmtapwaterbereiding Q WW Het warmwaterverbruik is sterk afhankelijk van de individuele gewoonten. Om aan de huidige comfortaanspraken te beantwoorden, moet het verbruik met 80 tot 100 l water bij een temperatuur van 55 °C worden ingezet. Dat komt overeen met een energiebehoefte van 5kW per dag/per persoon of met een gemiddelde vermogensbehoefte van 0,21 kW/persoon. Het vermogen moet op de piekbehoefte worden berekend. Om over voldoende reserves te beschikken, dient bij het verwarmingsvermogen voor de verwarming van warmtapwater in een één- en tweegezinswoning rekening te worden gehouden met 0,25 kW/persoon. De juiste dimensionering van de warmtapwaterverwarming wordt weergegeven in de Warmtepompen Guide, Toepassingsgebied van de warmtepomp. Circulatieleidingen zouden, indien mogelijk, niet moeten worden gebruikt. Zij verhogen de warmtebehoefte voor de warmtapwaterbereiding aan de installatiezijde met maximaal 50 % . Wanneer circulatieleidingen onontbeerlijk (leidinginhoud > 3 liter) zouden zijn, dan moet de circulatiepomp via een schakelklok zodanig worden gestuurd, dat zij slechts wordt vrijgegeven bij piekperioden in de behoefte. Wanneer met de behoefte aan warm water reeds in de verwarmingswarmtebehoefte rekening is gehouden, omdat deze via het energieverbruik inclusief de warmwaterbereiding is berekend, is bij de vaststelling van de totale vermogensbehoefte de bijtelling van de vermogensbehoefte voor de warmwaterbereiding niet noodzakelijk. Deze vervalt eveneens wanneer de warmwaterbereiding naar de nachtelijke uren wordt verplaatst en de verwarming gedurende deze tijd is verlaagd, alleen zinvol bij brine- en water/water warmtepompen. Dit kan op de warmtepompregeling worden ingesteld. · Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik Q S In veel gevallen wordt bovendien een zwembad verwarmd. Of deze warmtebehoefte in de totale warmtebehoefte wordt opgenomen, bepalen bouwen bedrijfswijze van het zwembad (Toepassingsgebied van de warmtepomp). Indien het zwembad uitsluitend buiten het verwarmingsseizoen wordt verwarmd, moet met de vermogensbehoefte niet extra rekening worden gehouden. De verwarming van een overdekt zwembad gedurende het gehele jaar, wordt altijd in de vermogensbehoefte van de gehele installatie opgenomen. Hierbij moet zowel met de vermogensbehoefte voor de ruimteverwarming alsook voor de verwarming van het bassinwater rekening worden gehouden. De warmtebehoefte voor de ruimteverwarming, ventilatie en ontvochtings- en bevochtingingsinstallatie moet in ieder geval door een warmtebehoefteberekening worden vastgesteld en aan de totale vermogensbehoefte worden toegevoegd.


De dimensionering van de warmtepompinstallatie vindt plaats op de totale vermogensbehoefte. · · · · Q WP = Q G + Q WW + Q S · Q WP = Totale vermogensbehoefte · Q G = Warmteproductiebehoefte (warmtebehoefte gebouw) · Q WW = Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding · Q S = Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik Aanvoertemperatuur van het afgiftesysteem Het warmte-afgiftesysteem van warmtepompinstallaties dient in ieder geval zodanig ontworpen te worden, dat de benodigde warmtebehoefte bij zo laag mogelijke aanvoertemperaturen kan worden gedekt. Iedere graad minder bij de aanvoertemperatuur levert een besparing op van max. 2,5 % in het energieverbruik van de warmtepompinstallatie. Lage-temperatuurverwarmingssystemen, met name vloer- en wandverwarmingen, zijn bij uitstek geschikt. Deze oppervlakteverwarmingssystemen staan in de regel een maximale aanvoertemperatuur van lager dan 35 °C en een effectief bedrijf van warmtepompinstallaties toe. Wanneer een warmtepomp in een bestaand gebouw wordt ingebouwd, is ombouw naar een oppervlakteverwarmingssysteem in de regel niet mogelijk. In dergelijke gevallen dient een aanvoertemperatuur van ongeveer 55 °C (65 °C) niet te worden overschreden. De aanvoertemperatuur kan door beperking van de warmtebehoefte worden verlaagd. De volgende maatregelen zijn geschikt in het gebouw: • Vervanging van de beglazing • Vermindering van de ventilatieverliezen • Isolatie van etagevloeren, dakgebint en gevel

Door een geringere warmtebehoefte en een verbeterd jaarrendement van de warmtepomp, ontstaan voordelen in het energieverbruik. In de regel kan een kleinere en meer gunstige warmtepomp worden ingebouwd. Vervanging van de radiatoren om door vergroting van het verwarmingsoppervlak de aanvoertemperatuur te laten dalen, dient als eerste overwogen te worden. Voor aanvoertemperaturen boven 55 °C moet een speciale, voor dit temperatuurbereik geschikte warmtepomp (hoge temperatuur(H) serie tot 65 °C) worden ingezet of de warmtepomp moet door een tweede verwarmingssysteem ondersteund worden. In het gebouw kan in bivalent bedrijf de aanwezige verwarmingsketel ter ondersteuning worden ingezet bij lage buitentemperaturen. Alternatief kan de warmtepomp mono-energetisch worden ondersteund door elektrische verwarmingselementen.


9

Selectie van de warmtebron Selectie van de warmtebron

Warmtebron lucht

Het bijzondere voordeel van de warmtepomp is het productief maken van de kosteloos ter beschikking staande omgevingswarmte. Ter beschikking staan de warmtebronnen aardbodem, water en omgevingslucht. Afgeleid van de warmtebron en de warmtedrager van de verwarmingszijde, volgt de benaming van de warmtepomp:

In de regel dient de buitenlucht als warmtebron bij lucht/water warmtepompen. Bij bedrijfs- en industriecomplexen bestaat tevens de mogelijkheid om de ruimte- en/of de afgewerkte lucht te benutten. De toepassing van ruimte- en/of afgewerkte lucht dient echter reeds bij het voorontwerp te worden afgestemd met onze betreffende landenpartners.

Aanvoertemperatuur (°C) 90

Lijn A: Aanvoertemperatuur 90 °C alleen bivalent bedrijf, met scheidingsvoorraadvat mogelijk

A

80 70 60

B

Maximale warmtepompaanvoertemperatuur

C

50 40 30

D

Lijn B: Aanvoertemperatuur 75 °C alleen bivalent bedrijf, met scheidingsvoorraadvat mogelijk Lijn C: Aanvoertemperatuur 60 °C mono-energetisch bedrijf alleen mogelijk met lucht/water warmtepompen H-uitvoering, monovalent bedrijf met brine/water warmtepomp H-uitvoering mogelijk Lijn D en E: De aanvoertemperatuur is kleiner dan 55 °C, zodoende is een mono-energetisch bedrijf met de lucht/waterwarmtepompen M-uitvoering of een monovalent bedrijf met de brine/water en water/water warmtepompen mogelijk.

E

20 10 0

-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2

0

2

4

6

8

10 12 14 16

Buitentemperatuur tA

Brine/water warmtepomp Lucht/water warmtepomp Lucht/lucht warmtepomp Water/water warmtepomp De afzonderlijke warmtebronnen hebben uiteenlopende eigenschappen. Zij kunnen niet overal even goed worden ingezet en toegankelijk gemaakt. Van geval tot geval verschillen de eisen en de ruimtelijke omstandigheden, daarom bestaat er geen oplossing die voor alle toepassingsdoeleinden de beste is. In het afzonderlijke geval vindt een afweging plaats tussen de voor- en nadelen. Voor de selectie van de warmtebron moeten de volgende criteria in aanmerking worden genomen: • • • • •

voldoende beschikbaarheid zo hoog mogelijke buffercapaciteit zo hoog mogelijk temperatuurniveau voldoende regeneratievermogen toegankelijkheid met een minimum aan kosten

De toepassing van ruimtelucht als warmtebron is zinvol bij bedrijfsgebouwen met grote hoeveelheden op temperatuur gehouden afgewerkte lucht of wanneer afkoeling van de ruimten noodzakelijk is. Niet toegstaan is het gebruik van ammoniakhoudende of chemisch belaste lucht (bijvoorbeeld afgewerkte stallucht). Een speciaal geval vormt de gecontroleerde woonruimteventilatie met warmteterugwinning. In de ventilatieapparatuur zijn vaak lucht/lucht warmtepompen ingebouwd. Hier geldt in de regel: het gebruik van de buitenlucht door een lucht/water warmtepomp. De lage, goed berekenbare aanschafkosten zijn een groot voordeel van lucht als warmtebron. Voor het gebruik van lucht is geen vergunning nodig. Lucht/water warmtepompen kunnen binnen- of buitenshuis worden opgesteld. De binnenopstelling vereist luchtkanalen voor de toevoer en afvoer van buitenlucht. De buitenopstelling heeft minder ruimte nodig; hier moeten de opstellingsvoorschriften in acht worden genomen (ter voorkoming van belastingen door geluidsemissies). De schommelende en het juist in het verwarmingsseizoen lage temperatuurniveau van de buitenlucht, veroorzaakt een enigszins hogere energiebehoefte. Het bivalente bedrijf kan in het gebouw een interessant en rendabel alternatief zijn. Het ontwerp van de warmtepomp vindt plaats op het bivalentiepunt, afhankelijk van de hoogte van de investering kan dit tussen 3 en 5 °C liggen. Ook in de nieuwbouw bieden lucht/water warmtepompen een rendabel alternatief ten opzichte van andere warmtebronnen. Het bedrijf is meestal mono-energetisch


10


Selectie van de warmtebron met een configuratiepunt (bivalentiepunt) tussen -2 en -7 °C. Hierbij dekt de warmtepomp dan circa 95 – 98 % van de totale jaarlijkse energiebehoefte. De exacte bepaling van het bivalentiepunt is afhankelijk van het betreffende land en de verschillende daarmee verbonden klimaatomstandigheden. Meer gedetailleerde informatie kan worden ingewonnen bij onze landenpar tners.

Horizontaal geïnstalleerde bodemwarmtewisselaars hebben een groot oppervlak nodig. De door door de horizontale bodemwarmtewisselaar benodigde oppervlakte bedraagt ongeveer het 1,5- tot 2,5-voudige van het verwarmde woningoppervlak. Deze oppervlakte moet onbebouwd en niet afgesloten zodanig ter beschikking staan, dat op een diepte van ongeveer 1,2 tot 1,5 m de horizontale bodemwarmtewisselaar kan worden aangebracht. In nieuwbouwgebieden kan tijdens de bouwfase een horizontale bodemwarmtewisselaar vaak heel eenvoudig worden aangebracht. De collector kan ook in greppels worden gelegd, dit heeft het voordeel, dat weinig grondverzet nodig is. Mochten beide niet uitvoerbaar zijn, dan bestaat de mogelijkheid om verticale bodemwarmtewisselaars verticaal in te brengen. Verticale bodemwarmtewisselaars Verticaal ingebrachte bodemwarmtewisselaars hebben een duidelijk geringere behoefte aan oppervlakte. Aangezien verticale bodemwarmtewisselaars door bevoegde boorbedrijven moeten worden aangebracht, veroorzaken zij normaal gesproken hogere aanschafkosten dan horizontale bodemwarmtewisselaars.

Warmtebron bodem Afhankelijk van het seizoen slaat de bodem de omgevingswarmte op, dus over een langere periode. Dit leidt tot een gedurende het jaar relatief gelijkmatig hoge temperatuur van de warmtebron en dus tot een goed rendement. De toepassing van de in de bodem opgeslagen warmte vindt plaats via horizontale bodemwarmtewisselaars of verticale bodemwarmtewisselaars. Daarbij wordt de warmte door een hulpcircuit (brinecircuit) opgenomen, dat op zijn beurt de warmte afgeeft aan het arbeidsmedium van de warmtepomp. Horizontale bodemwarmtewisselaars De opbrengst wordt in feite bepaald door de hoedanigheid en het watergehalte van de bodem. Vaste, vochtige bodems zijn betere warmtebronnen dan droge en zanderige. De bodem regenereert vooral door binnendringende neerslag. De oppervlakte mag om die reden niet worden bebouwd of afgesloten zijn.


Terwijl horizontale bodemwarmtewisselaars zelfs in waterbeschermingsgebieden toepasbaar zijn (in overleg met de Provincie. Dit is bij verticale bodemwarmtewisselaars vaak niet mogelijk of moet een vergunning worden aangevraagd. Bij de bodemwarmtewisselaar moeten ontwerp en uitvoering in ieder geval worden uitgevoerd door een gecertificeerde bronboorder en wisselaarbouwer. De bodem als warmtebron biedt in de loop van het jaar nagenoeg constante temperaturen. Voor de warmtepompinstallatie levert dit een hoog rendement en een lager energieverbruik op. De brine/water warmtepompen werken in de regel monovalent.


11

Selectie van de warmtebron Warmtebron water Zowel oppervlaktewater als ook grondwater kunnen als warmtebron worden gebruikt. Oppervlaktewater is slechts in uitzonderingsgevallen geschikt. Er bestaat gevaar voor verontreiniging (algen, zwevend sediment) en het risico van schommelende temperatuur in de loop van het jaar (het smelten van sneeuw) en men is vergunningsplichtig. In de regel wordt grondwater gebruikt als warmtebron voor water/water warmtepompen. Grondwater heeft een hoger rendement. De warmtepompinstallatie kan monovalent werken. Dat heeft een hoog rendement tot resultaat. De warmtepompinstallatie kan monovalent werken. Er dient rekening gehouden te worden met hogere aanschafkosten, omdat voor het gebruik van grondwater injectie- en onttrekkingsbronnen moeten worden geboord.

Alvorens een beslissing te nemen voor grondwater als warmtebron, moet worden gecontroleerd of op een geschikte diepte grondwater in voldoende hoeveelheid en kwaliteit aanwezig is. De analyse van het water en de bouw van de bron moeten in ieder geval door een erkende bronboorder gebeuren.

Overzicht warmtebronselectie Brine

Lucht

Water

Collector

Wisselaar

Buitenlucht

Grondwater

Beschikbaarheid

o

+

++

o

Opslagcapaciteit

+

++

-

++

Temperatuurniveau

+

+

o

++

0 °C

0 °C

 3 °C / -5 °C 1)

10 °C

Regeneratie

+

+

++

++

Aanschafkosten

+

++

--

+ / ++ 2)

Ontwerptemperatuur

1) 3 °C bij bivalent en -5 °C bij mono-energetisch bedrijf

2) Afhankelijk van grondwaterdiepte

Tekens: ++ zeer hoog, + hoog, o middelmatig, - laag, -- zeer laag


12


Bedrijfsmodi Bedrijfsmodi

Gemiddelde buitentemperatuur over een jaar

Wanneer de warmtebehoefte is bepaald, dient de installatieopzet gemaakt te worden om een technisch en bedrijfseconomisch optimaal resultaat te bereiken.

De gemiddelde buitentemperatuur geeft het aantal dagen in het jaar aan, dat de buitentemperatuur een bepaalde waarde onderschrijdt.

De volgende bedrijfsmodi zijn mogelijk: monovalent – alleen warmtepomp bivalent – warmtepomp en gas- of olieketel mono-energetisch – warmtepomp en elektrisch verwarmingselement. De beslissing voor de juiste bedrijfsmodus is tegelijkertijd afhankelijk van de mogelijke warmtebron – bodem, water of lucht. Ongeacht welk verwarmingssysteem wordt toegepast, de klant dient allereerst te worden geadviseerd om een optimale warmte-isolatie toe te passen. Hoe beter geïsoleerd wordt, des te lager zijn de bedrijfskosten. Speciaal voor de warmtepomp betekent dit, dat kleinere toestellen kunnen worden gekozen, wat op zijn beurt weer de investeringskosten verlaagt. Lage-temperatuurverwarmingssystemen, met name vloer- en wandverwarmingen, zijn bij uitstek geschikt in combinatie met warmtepompen. Gestreefd dient te worden naar een aanvoertemperatuur van 35 – 40 °C.

Het verloop van de gemiddelde buitentemperatuur is afhankelijk van de locale klimaatomstandigheden. De gemiddelde buitentemperatuur voor De Bilt laat zien, dat op 280 dagen per jaar de temperatuur onder 15 °C ligt. Er kan echter ook worden afgelezen, dat op slechts ongeveer 6 dagen de temperatuur onder -5 °C ligt; de gemiddelde buitentemperatuur van Brussel laat zien, dat slechts op 5 dagen per jaar de temperatuur onder – 5 °C ligt en op 135 dagen onder + 5 °C. Warmtepompen die voor een bivalentiepunt van -5 °C zijn ontworpen, hebben op maar weinig dagen een parallel verwarmingssysteem nodig (bijvoorbeeld elektrisch verwarmingselement) ter ondersteuning van de warmtepomp. In het ontwerpprogramma Alpha-Plan zijn de klimaatgegevens van geselecteerde steden reeds opgenomen en zij worden geraadpleegd bij de berekening van de rendementen en dekkingsgraad, Bij de afgebeelde grafieken van de gemiddelde buitentemperatuur jaarlijn dient men er rekening mee te houden, dat de gemeten uren, waarop de temperatuur onder een bepaalde waarde lag, werden opgeteld en in dagen werden weergegeven. De praktijk laat zien dat over 24 uur meestal temperatuurschommelingen van meerdere Kelvin optreden. Gemiddelde buitentemperatuur over een jaar

De Bilt

Brussel

Buitentemperatuur in °C

Buitentemperatuur in °C

-20

-20

-15

-15

-10

-10

-5

-5

0

0

5

5

10

10

15

15

20

20

25

25

30 0 50 100 Circa 35 dagen

150

200

Dagen per jaar


250

300

350

30 0 50 Circa 5 dagen

100

150

200

Dagen per jaar

250

300

350


13

Bedrijfsmodi Het vlak tussen de verwarmingsgrenstemperatuur en de doorlopende jaarlijn geeft de benodigde verwarmingsenergie aan. In de volgende voorbeelden wordt het aandeel van de warmtepomp aan de benodigde verwarmingsenergie door arcering weergegeven.

In de regel wordt alleen bij brine/water en water/water warmtepompinstallaties in de monovalente bedrijfsmodus gewerkt. De warmtepomp wordt zodanig ontworpen, dat ook bij de laagste buitentemperaturen voldoende vermogen ter beschikking staat.

water/water warmtepompen, wanneer bijvoorbeeld de infiltratiecapaciteit van de broninstallatie te laag is. Hierbij geldt echter dat de infiltratiecapaciteit moet worden aangepast aan de verdampercapaciteit van de warmtepomp. Wanneer de brine/water warmtepompen mono-energetisch werken, moet de horizontale bodemwarmtewisselaar dan wel de bodemwarmtewisselaar apart worden berekend, aangezien in dat geval niet alleen de onttrekkingscapaciteit van de bodem in aanmerking moet worden genomen, maar tevens de onttrekkingsarbeid, die afhankelijk is van de volledige gebruiksuren. De warmtebron moet bij mono-energetisch bedrijf van een brine/water warmtepomp worden berekend op de berekende totale vermogensbehoefte van het gebouw.

De monovalente warmtepomp dekt de warmtebehoefte van het gebouw alleen. Zelfs bij de laagste buitentemperaturen levert de warmtebron voldoende energie. De dekkingsgraad bedraagt 100% .

Wanneer de benodigde oppervlakte voor een horizontale bodemwarmtewisselaar niet ter beschikking staat, wordt een mono-energetisch bedrijf met een lucht/water warmtepomp aanbevolen.

Monovalente bedrijfsmodus

°C -15

°C -15

Dimensioneringspunt

-10

-10

-5 0

-5 -3 0

5

5

10

10

15

100 %

20 Monovalent bedrijf

15

Dagen

Dimensioneringspunt

> 95 %

20 Mono-energetisch bedrijf

Dagen

Mono-energetische bedrijfswijze

Bivalente bedrijfsmodus

De mono-energetische bedrijfswijze volgt hetzelfde principe als de bivalente bedrijfswijze Het elektrische verwarmingselement is echter geen olie- of gasketel, maar een elektrische verwarming, meestal in de vorm van een goedkope elektrische dompelverwarmer in het buffervat of reeds geïntegreerd in de warmtepomp.

In het bivalente bedrijf is er naast de warmtepomp een tweede warmteopwekker die bij lagere buitentemperaturen de verwarming van het gebouw ondersteunt. Aan de bivalente bedrijfsmodus wordt de voorkeur gegeven bij renovatie van bestaande gebouwen, aangezien de reeds aanwezige verwarmingsketel goed als aanvulling van de warmtepomp kan worden gebruikt.

Alleen op enkele, zeer koude dagen ondersteunt de elektrische bijverwarming de warmtepomp om de warmtebehoefte te dekken. De warmtepompregeling waarborgt, dat de elektrische bijverwarming niet langer in bedrijf is als absoluut noodzakelijk. Het aandeel van de verwarmingsenergie per jaar van de warmtepomp is net zoals bij het bivalente bedrijf hoog en ligt in de regel > 95 %, dat wil zeggen, minder dan 5 % van de verwarmingsenergie wordt met het elektrische verwarmingselement opgewekt. Het warmtepompvermogen kan worden geselecteerd voor een dimensioneringspunt (bivalentiepunt) tussen – 2 °C en - 7 °C (afhankelijk van de standaard buitentemperatuur). Het mono-energetische bedrijf wordt in de regel alleen bij lucht/ water warmtepompen toegepast. In uitzonderingsgevallen bij

De warmtepomp wordt gedimensioneerd voor de temperatuur, waarbij de tweede warmteopwekker wordt bijgeschakeld. Daarom wordt deze temperatuur aangeduid als dimensioneringspunt of bivalentiepunt. De bivalent-alternatieve bedrijfswijze wordt gekozen, wanneer hoge aanvoer- en retourtemperaturen noodzakelijk zijn of de warmtestroom uit de warmtebron slechts tot een bepaalde graad toereikend is. Hetzij de warmtepomp of de tweede warmteopwekker verwarmt. Aangezien het dekkingsaandeel per jaar ten opzichte van andere bedrijfswijzen relatief laag is (bijvoorbeeld 60 %) wordt deze bedrijfswijze zelden gekozen.


14


Bedrijfsmodi Bij bivalent-parallel bedrijf zijn de warmtepomp en de tweede warmteopwekker vanaf een bepaalde buitentemperatuur (bijvoorbeeld 3 °C), gezamenlijk in bedrijf. Deze bedrijfsmodus wordt gekozen, wanneer bijvoorbeeld bij een gebouwrenovatie een lucht/water warmtepomp voor de bestaande ketelinstallatie wordt geïnstalleerd. Bivalent-deelparallelbedrijf betekent, dat vanaf een bepaalde buitentemperatuur belastingsafhankelijk de warmtepomp en een tweede warmteopwekker gezamenlijk in bedrijf zijn. In het extreme geval is alleen nog de extra warmteopwekker in bedrijf. Deze bedrijfswijze wordt meestal gekozen in combinatie met de warmtebron lucht of bij verwarmingssystemen met hoge retourtemperatuur.

-10 -5 0 3 5

15

Bivalentiepunt NL / B

- 10 °C

- 2 °C tot - 7 °C

Ontwerpvoorbeeld Duitsland Voor de selectie van een geschikte warmtepomp wordt in het diagram van de stooklijn de gebouwkarakteristiek gezet. Deze kan vereenvoudigd als rechte lijn tussen het vastgestelde vereiste vermogen op de standaard minimale buitentemperatuur (in het voorbeeld -16 °C, 12 kW) en een verwarmingsvermogen 0 kW bij 20 °C worden getekend. Wanneer het snijpunt van de gebouwkarakteristiek met de stooklijn in de buurt van de geplande bivalentiepunt ligt, kan de daarbij behorende warmtepomp worden ingezet, in het voorbeeld voor Duitsland en Oostenrijk is WP4 geselecteerd. Aan de afstand tussen de vermogenscurve en de gebouwkarakteristiek bij de minimale buitentemperatuur kan de extra vermogensbehoefte worden afgelezen, die door elektrische verwarmingselementen of een verwarmingsketel wordt afgedekt. Vereiste totale vermogensbehoefte warmteproductie + vermogensbehoefte voor tapwater = totale vermogensbehoefte bij de minimale buitentemperatuur.

°C -15

10

Standaard buitentempertuuur

. Qerf = 12 kW

Dimensioneringspunt

De geselecteerde warmtepomp heeft op de minimale buitentemperatuur een verwarmingsvermogen van 5,8 kW. Het extra te leveren vermogen door elektrische verwarmingselementen (mono-energetisch) of een tweede warmteopwekker (bivalent), wordt berekend.

> 60 %

20 Bivalent-parallel bedrijf

Dagen

Warmtepompselectie bij mono-energetisch of bivalent bedrijf Het gemiddelde verwarmingsvermogen en totale vermogensbehoefte, bijvoorbeeld ISSO 51-57 in Nederland en NBN B62-002 in België, heeft betrekking op de genormeerde minimale buitentemperatuur. Bij bivalent of mono-energetisch bedrijf is dit echter niet het configuratiepunt van de warmtepomp. De lucht/water warmtepomp wordt bij mono-energetisch bedrijf op het bivalentiepunt ontworpen. Bivalentiepunt Het bivalentiepunt beschrijft de buitentemperatuur, tot aan de temperatuur waarop de warmtepomp het berekende verwarmingsvermogen zonder elektrische bijverwarming dekt. In de praktijk is het echter meestal zo, dat niet alle ruimten volledig worden verwarmd, bijvoorbeeld slaapkamer, logeerkamer of hobbyruimte. Zodoende stelt zich tijdens het bedrijf meestal een lager bivalentiepunt in. Praktische bivalentiepunten afhankelijk van de standaard buitentemperatuur staan vermeld in de volgende tabel. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

. . . Qzus = Qerf- QWP(-16 °C) =12 kW - 5,8 kW = 6,2 kW In de regel bedraagt het extra warmtevermogen circa 50-60 % van het noodzakelijke verwarmingsvermogen. Hoewel het vermogensaandeel van de elektrische bijverwarming relatief groot is, bedraagt het arbeidsaandeel slechts circa 2 – 5 % van de verwarmingsarbeid op jaarbasis. Het gemiddelde bivalentiepunt ligt bij . 4,5 °C Ontwerpvoorbeeld Nederland / België Bij een standaard buitentemperatuur van – 10 °C bedraagt de vereiste totale vermogensbehoefte bijvoorbeeld 11 kW. In het voorbeeld werd de WP 5 geselecteerd. De geselecteerde warmtepomp heeft op het standaard configuratiepunt een verwarmingsvermogen van 8,2 kW. Het vereiste te leveren extra vermogen bedraagt: . . . Qzus = Qerf- QWP(-11 °C) =11 kW - 8,2 kW = 2,8 kW Het vastgestelde bivalentiepunt ligt bij - 6,5 °C


15

Mono-energetische ontwerpvoorbeelden Duitsland/Oostenrijk

Verwarmingsvermogen (kW)

Vermogenscurve lucht/water warmtepompen 35 °C aanvoer

22 WP7

WP5

WP6

WP4

20 18 16 14 12 Vereiste bijverwarming

P 4)

p (W

unt

p ntie ivale

rde

tee elec

s e ge

d

van

m tepo

m war

WP3 WP2

B

10

WP1 8 6

Gebouwkarakteristiek (vereenvoudigd weergegeven)

4 2 0 -20

-16

-15 -10 Standaard buitentemperatuur

-5

-4,5

0

5

10

15

Luchttemperatuur (°C)

20

25

Nederland / België

Verwarmingsvermogen (kW)

Vermogenscurve lucht/water warmtepompen 35 °C aanvoer

22 WP5

WP7 20 18

WP6

WP4

16 14

Vereiste bijverwarming

mp

epo

nt iepu

lent

12

Biva

van

erde

ecte

d

sel e ge

mt war

P 5)

(W

WP3 WP2

10 WP1 8 6

Gebouwkarakteristiek (vereenvoudigd weergegeven)

4 2 0 -20

-15

- 6,5 -10 -5 Standaard buitentemperatuur

0

5

10


15

20

25


16


Samengevatte ontwerpaanwijzingen Samenvattende aanwijzingen:

Vermogensgegevens Het verwarmingsvermogen van warmtepompen is afhankelijk van de brontemperatuur en van de aanvoertemperatuur van de verwarmingsinstallatie. De vermogensgegevens van de warmtepomp hebben altijd betrekking op deze temperaturen. In de nieuwe Europese norm EN 14511 zijn aanduidingen voor de temperatuurgegevens vastgelegd. Deze bestaan uit letters en cijfers. De eerste letter geeft de warmtebron aan, de tweede letter van het medium van het afgifte systeem. De getallen hebben betrekking op de temperaturen in °C. De volgende korte aanduidingen zijn in de norm vastgelegd:

• Basis voor het toestelontwerp is de totale vermogensbehoefte van de installatie.

B 0 W 35

• De warmtepompselectie vindt plaats aan de hand van de toestelgegevens en de vermogenslijnen.

Warmtebronmedium: brine

Warmtebrontemperatuur: 0 °C

Aanvoertemperatuur: 35 °C

• Bij het ontwerp van het verwarmingssysteem moet op lage aanvoertemperaturen worden gelet. Bij voorkeur dienen lage-temperatuursystemen zoals vloer- of wandverwarmingen te worden toegepast. • De bedrijfsmodus legt het dimensioneringspunt voor het ontwerp van het warmtepompvermogen vast.

• De geplande toepassingsgrenzen van de warmtepomp moeten strikt worden aangehouden.

Warmteafnamemedium: water

Afleiding warmtebronaanduiding W water B brine A lucht

water brine lucht

De verwarmingsvermogen kan voor gedefinieerde punten uit de gegevenstabellen worden afgelezen. Daartussen liggende bedrijfstoestanden kunnen uit de vermogenscurves worden afgeleid. Voor selectie van de warmtepomp moeten de vermogensbehoefte uit de totale vermogensbehoefte evenals de aanvoertemperatuur en de temperatuur van de warmtebron in het dimensioneringspunt bekend zijn. Aan de hand van de technische gegevens van de geselecteerde warmtepomp dient een controle plaats te vinden.

• Voor de warmtepompopstelling en –integratie moeten de technische gegevens en principeschema’s in acht worden genomen. • Om servicewerkzaamheden aan de warmtepomp mogelijk te maken, moeten de opstellingsaanwijzingen worden opgevolgd • Warmtepompen voor binnenopstelling moeten in een vorstvrije ruimte worden opgesteld. • Om de overdracht van contactgeluid te voorkomen, moet de aansluiting aan het verwarmingssysteem met flexibele slangen worden uitgevoerd. • PU-ketelbordessen mogen niet worden gebruikt. • Bij de opstelling van lucht/water warmtepompen moet de afstand tot het aangrenzende gebouw in acht genomen worden (richtwaarde 8 – 10 m). • De volumestromen aan de warmtebronzijde van de verwarming de warmtapwaterbereiding moeten in acht genomen worden. • Vermogenscurves op retourtemperatuur instellen. • Bij water/water warmtepompen de kwaliteit van het gebruikte water controleren.


Warmtepomp

17

.

Lucht/water warmtepomp........................................................................ 17

. . . . .

Warmtebron lucht.............................................................................................................................19 Aanwijzingen voor het ontwerp...........................................................................................................................................................................20 Ontwerp.............................................................................................................................................................................................................................. 21 Buitenopstelling...............................................................................................................................................................................................................24 Binnenopstelling..............................................................................................................................................................................................................28

.

Brine/water warmtepomp........................................................................ 31

. . . . . . . .

Warmtebron bodem..........................................................................................................................32 Monovalent bedrijf........................................................................................................................................................................................................32 Mono-energetisch bedrijf.........................................................................................................................................................................................33 Muurdoorvoer.................................................................................................................................................................................................................33 Brineconcentratie/brinehoeveelheid.................................................................................................................................................................34 Horizontale bodemwarmtewisselaars..............................................................................................................................................................35 Verticale bodemwarmtewisselaars..................................................................................................................................................................... 41 Passieve koeling...............................................................................................................................................................................................................44

.

Water/water warmtepomp.......................................................................47

. . . .

Warmtebron grondwater................................................................................................................. 48 Aanwijzingen voor het ontwerp...........................................................................................................................................................................48 Beoordeling van de wateranalyse........................................................................................................................................................................49 Leidingen, pompen en appendages....................................................................................................................................................................50



Lucht/water warmtepomp

19

Inhoudsoverzicht .


.

Aanwijzingen voor het ontwerp.............................................................................................................................................................................................. 20 Ontwerp..................................................................................................................................................................................................................................................21

.

Buitenopstelling............................................................................................................... 24

. . .

Opstellingsaanwijzingen.................................................................................................................................................................................................................24 Aansluitingen........................................................................................................................................................................................................................................ 26 Sokkelschema/steloppervlak..................................................................................................................................................................................................... 26 Geluid........................................................................................................................................................................................................................................................27

.

.

Binnenopstelling.............................................................................................................. 28

. .

Opstellingsaanwijzingen................................................................................................................................................................................................................ 28 Geluid....................................................................................................................................................................................................................................................... 30


20


Aanwijzingen voor het ontwerp Lucht/water warmtepompen gebruiken de energie die in de buitenlucht is opgeslagen. De lucht wordt daartoe door een ventilator aangezogen, via de verdamper van de warmtepomp geleid en afgekoeld. De energie wordt aan het arbeidsmedium van de warmtepomp afgegeven. Dit wordt door het warmtepompcircuit op een hoger temperatuurniveau gebracht en overgedragen aan het verwarmingswatercircuit.

temperatuur het verwarmingsvermogen van de warmtepomp afneemt, is het uit economische overwegingen zinvol te zorgen voor een een tweede warmteopwekker en de warmtepompinstallatue mono-energetisch dan wel bivalent-parallel te laten werken. Daarmee wordt een kostenintensieve overdimensionering en onnodig vaak takten van de warmtepomp in de overgangperiode voorkomen.

De buitenlucht wordt direct door de verdamper van de lucht/ water warmtepomp geleid. Door de afkoeling van de lucht slaat vocht neer waardoor de verdamper kan bevriezen. De verdamper wordt bij behoefte ontdooid door omkering van het koudemiddelcircuit. Om de ontdooiing te waarborgen is een buffervat in de warmtepompinstallatie noodzakelijk. Dit verlengt ook de looptijd van de warmtepomp bij een lage vermogensvraag en voorkomt daardoor te vaak takten.

Een elektrisch verwarmingselement als tweede warmteopwekker (bijverwarming) is in de nieuwbouwsector praktisch. De meeste lucht/water warmtepompen van Alpha-InnoTec zijn uitgerust met een elektrische bijverwarming. Bij temperaturen onder het bivalentiepunt ondersteunt hij de warmtepomp. In dat geval wordt gesproken van een mono-energetische lucht/ water warmtepompinstallatie.

Lucht

Arbeidsmedium dan wel koudemiddel

Warmtebron

Warmtepomp

Lucht als warmtebron heeft het voordeel dat zij overal aanwezig is en met geringe kosten voor exploitatie geschikt kan worden gemaakt. Een vergunningsprocedure is niet nodig. Lucht/ water warmtepompen zijn er voor opstelling binnen of buiten gebouwen. Warmtepompen voor buitenopstelling zuigen de lucht direct aan. De aanvoer en retour van het verwarmingswater wordt in de bodem onder de vorstgrens van het gebouw naar de warmtepomp gevoerd. Ter voorkoming van warmteverliezen moeten de leidingen goed geïsoleerd zijn. Bij warmtepompen voor binnenopstelling vinden de luchttoevoer en –afgifte plaats via een luchtkanaalinstallatie die uitmondt in de buitenlucht. Een opstelling in de hoek geniet steeeds de voorkeur, omdat anders maatregelen moeten worden genomen om luchtkortsluitingen (vermenging van warme aanzuig- en koude uitblaaslucht) te voorkomen. De buitenlucht die als warmtebron dient, wordt in de warmtepomp afgekoeld. Het daarbij vrijkomende condenswater moet via een vorstvrije condensafvoer worden afgevoerd. Voor iedere toepassing biedt Alpha-InnoTec de passende warmtepomp. Bij de lucht/water warmtepompen ontvangt u, behalve de standaard warmtepompen, speciaal voor de gebouwrenovatie ontwikkelde hoge temperatuur warmtepompen, die geschikt zijn voor aanvoertemperaturen tot 65 °C. Lucht/water warmtepompen kunnen bij buitentemperaturen tot -20 °C worden ingezet. Aangezien met dalende buiten-


In de renovatiesector komt bovendien bij temperaturen onder het bivalentiepunt de aanwezige ketelinstallatie als ondersteuning van de warmtepomp in aanmerking. Deze bedrijfswijze wordt als bivalent dan wel als bivalent-parallel aangeduid.


21

Ontwerp Vermogenscurve lucht/water warmtepomp Verwarmingscapaciteit (kW)

35 °C aanvoer

15 14 WP II 8 kW

13 12 11

WP I 6 kW


10 9

nt

epu

nti

8

le iva

B

7 6

iek rist en) kte rgegev a r a wee wk

5

d bou udig Ge eenvo r

4

(ve

3 2 1 0

-16 -20 -10 -15 Standaard buitentemperatuur

0

-5

5

10

15

20

25


Het ontwerp van mono-energetische warmtepompen dient zodanig te worden uitgevoerd, dat het bivalentiepunt tussen -2 °C en -7 °C ligt. Bij een op deze wijze geselecteerd bilvalentiepunt worden circa 93 – 98 % van de jaarlijkse verwarmingsarbeid door de warmtepomp gedekt. Voorbeeld voor Duitsland: Het geselecteerde gebouw heeft een totale vermogensbehoefte volgens DIN 4701 dan wel de nieuwe EU norm EN 12831 van 7,7 kW. Er wordt uitgegaan van een warmwaterbehoefte voor 4 personen en een standaard buitentemperatuur van 16 °C. Met deze gegevens wordt het vereiste vermogen vastgesteld: . . . QWP = QG + QWW = 8,6 kW + 1,0 kW = 9,6 kW Voor de verwarming van het gebouw is met inachtneming van de sperperioden een verwarmingsvermogen van 9,6 kW noodzakelijk. Bij lucht/water warmtepompen is het niet zinvol het vermogen van de warmtepomp te ontwerpen op het standaard configuratiepunt, om die reden worden lucht/water warmtepompen ontworpen op het bivalentiepunt. In het beoogde mono-energetische bedrijf dekt de warmtepomp (WP II) de behoefte aan verwarmingswarmte tot aan het bivalentiepunt, een buitentemperatuur van - 5 °C, volledig af. Bij temperaturen onder het bivalentiepunt wordt het elektrische verwarmingselement ter ondersteuning bijgeschakeld. Het vereiste vermogen van het verwarmingselement komt voort uit het verschil tussen de behoefte aan verwarmingsvermogen en het verwarmingsvermogen van de warmtepomp bij de minimale buitentemperatuur.

. . . QE-Stab = Q WP - QWP,Tn . Q E-Stab = 9,6 - 4,5 kW = 5,1 kW Bij bovengenoemd voorbeeld moet dus een elektrisch verwarmingselement van 6,0 kW worden ingezet. In de regel bedraagt het vermogen van het elektrische verwarmingselement circa 50 – 60 % van het vereiste verwarmingsvermogen (vanzelfsprekend moeten bij de dimensionering van de waterpomp en het vermogen van het elektrische verwarmingselement de landenspecifieke gegevens in acht worden genomen). Hoewel het vermogensaandeel van het elektrische verwarmingselement relatief groot is, bedraagt het arbeidsaandeel slechts circa 2 – 7 % van de jaarlijkse verwarmingsarbeid. . Q WP: Vereist piekvermogen van de warmtepompinstallatie . Q G :

Warmtebehoefte van het gebouw

. Q WW: Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding (zie warmte- en vermogensbehoefte) . QE-Stab : Vermogen elektrisch verwarmingselement . Q WP,Tn : Verwarmingsvermogen van de warmtepomp bij de standaard minimale buitentemperatuur


22


Ontwerp Vermogenscurve lucht/water warmtepomp Verwarmingscapaciteit (kW)

35 °C aanvoer

15 14 WP II

13 12 11

WP I

10


9 8

nt

epu

nti

le iva

B

7 6

ek n) e isti ter rgegev k a e r e a w k d

5

w ig bou oud Ge ereenv (v

4 3 2 1 0 -20

-15

-10

-6

-5

Standaard minimale buitentemperatuur

-2

5

10

15

20

25


Voorbeeld voor Nederland en België: Ontwerpvoorbeeld voor een woning met een goede warmteisolatie en een specifieke behoefte aan verwarmingsvermogen van 35 W/m2 bij een standaard buitentemperatuur van -10 °C en een huishouding van 4 personen. Het te verwarmen woonoppervlak is 190 m2. Als verwarmingsoppervlak is een vloerverwarming 35 / 28 gepland. . Q G = 190 m2 x 35 W/m2 = 5.600 W . QG = Warmtebehoefte van het gebouw . QW = 0,25 W/P x 4 P = 1.000 W . QW = Vermogensbehoefte voor warmtapwaterbereiding . QWP = 6,6 kW + 1 kW = 7,6 kW In het verwarmingsvermogendiagram moet de totale vermogensbehoefte en de vereenvoudigd weergegeven gebouwkarakteristiek worden ingevuld. Uit het diagram kan het betreffende bivalentiepunt worden afgeleid. Bij de WP I ligt het bivalentiepunt bij – 2 °C en de vereiste bijverwarming heeft een vermogensbehoefte van 3 kW. Bij de WP II ligt het bivalentiepunt bij – 6 °C en de vereiste bijverwarming heeft een vermogensbehoefte van 1,8 kW.


0

De keuze van de warmtepomp is afhankelijk van het beschikbare aansluitvermogen voor de bijverwarming. Wanneer slechts 2 kW bijverwarming beschikbaar is, moet warmtepomp II worden geselecteerd, Indien de bijverwarming met 4 kW kan werken, is warmtepomp I voor dit object toereikend.


23

Ontwerp Vermogenscurve lucht/water hoge temperatuur warmtepomp Verwarmingscapaciteit (kW) 36

Aanvoer 65 °C 2 compressoren Aanvoer 50 °C 2 compressoren Aanvoer 35 °C 2 compressoren

34 32 30


28 26 24

nt

epu

nti

le iva

B

22 20 Aanvoer 65 °C 1 compressor Aanvoer 50 °C 1 compressor Aanvoer 35 °C 1 compressor

18 16 14 12 10 8 6

Gebouwkarakteristiek

4

(vereenvoudigd weergegeven)

2 0 -20

-15

-10

-5 -3

0

10

5

20

15

25

Luchttemperatuur (°C) Ontwerpvoorbeeld renovatie: Een ander voorbeeld moet verduidelijken, dat ook in gebouwen met een warmtebehoefte tot circa 25 kW een lucht/ water warmtepomp mono-energetisch rendabel kan werken. Het gaat om een gebouw met 4 personen dat gerenoveerd wordt. Het gemiddelde olieverbruik over de laatste drie jaar bedraagt circa 7.200 liter. Het te verwarmen woonoppervlak is 330 m2 . De minimaal te verwachten buitentemperatuur bedraagt: -16 °C. Het verwarmingsafgiftesysteem kan blijven bestaan, aangezien een aanvoertemperatuur van 65 °C bij de radiatoren voldoende is. Bij renovaties dient vooraf te worden gecontroleerd of een aanvoertemperatuur van 65 °C voldoende is. . Q G = 7.200 l/a : 250 l/(a x kW) = 28,8 kW Met de vermogensbehoefte voor de warmtapwaterbereiding moet in dit voorbeeld geen rekening worden gehouden, omdat die reeds in het olieverbruik is begrepen.

Uit het diagram kan worden afgeleid dat het bivalentiepunt bij circa – 3 °C ligt en de hoge temperatuur WP in het configuratiepunt een vermogen van 15 kW heeft. Vaststelling van het vermogen voor de bijverwarming: . . . Q E-Stab =Q WP - QWP, Tn . QE-Stab = 28,8 kW - 15 kW . QE-Stab = 13,8 kW Aangenomen, dat in de warmtepomp een 9 kW elektrisch verwarmingselement is ingebouwd. In het buffervat moet nog een elektrisch verwarmingselement met 4,5 kW of 6 kW worden ingebouwd. Het ingebouwde elektrische verwarmingselement ondersteunt tevens de warmtapwaterbereiding. Indien een aanvoertemperatuur van 55 °C voldoende is, wordt het gebruik van een standaard warmtepomp aanbevolen. Een verlaging van de aanvoertemperatuur wordt beloond door lagere bedrijfskosten.

Als ontwerpdiagram moet het diagram van de lucht/water hoge temperatuur warmtepomp met 65 °C aanvoertemperatuur worden geselecteerd.


24


Buitenopstelling Bij lucht/water warmtepompen voor buitenopstelling is een luchtkanaalsysteem niet nodig. De gestelde eisen aan het fundament op de opstellingsplaats en de installatie van de verwarmingsleidingen zijn relatief gering.

Opstellingsaanwijzingen De opstellingsplaats dient aan de hand van de volgende criteria te worden gekozen: • De warmtepomp moet aan alle zijden toegankelijk zijn. • De luchtaanzuig en -uitblaaszijde moet vrij zijn. De lucht verlaat de warmtepomp aan de uitblaaszijde ongeveer 5 K kouder dan de omgevingstemperatuur. In dit gebied moet rekening worden gehouden met een voortijdige ijsvorming. Om die reden moet het uitblaasgebied niet direct op: – muren – terrassen – trottoirs worden gericht. De afstand van de warmtepomp tot muren, trottoirs, terrassen dient tenminste 3 m te bedragen. • Ter voorkoming van luchtkortsluitingen en verhogingen van het geluidsniveau, moet een opstelling in nissen, muurhoeken of tussen twee muren worden voorkomen. • Opstelling in een verlaging is niet toegestaan, omdat de koude lucht naar beneden zakt en zodoende geen luchtuitwisseling plaatsvindt. Ondergrond • De warmtepomp dient in principe te worden opgesteld op een duurzaam vlakke, effen en horizontale ondergrond. De opstelling op een gietbetonnen vloer of op trottoirtegels die op een vorstbeveiligde laag zijn aangebracht, wordt aanbevolen. • De warmtepomp met over de gehele oppervlakte en horizontaal worden opgesteld. • Ter voorkoming van geluidsbruggen moet de warmtepompsokkel over de gehele omvang zijn afgesloten. • De ondergrond van de opstellingsplaats moet duurzaam vast zijn.

Sokkel betonplaat gegoten

Sokkel trottoirtegels

Zand Trottoirtegels

circa 10 cm betonplaat De bescherming van de vorst (breuksteen 0-35/56 mm gestabiliseerd)


circa 30 cm

De bescherming van de vorst (breuksteen 0-35/56 mm gestabiliseerd)


25

Buitenopstelling Aanbeveling voor de opstelling van lucht/water warmtepompen (buitenopstelling)

Preferente opstelling Stille toestelzijde (aanzuig) richting woning Toestel van alle kanten toegankelijk

Preferente opstelling Toestel van alle kanten toegankelijk Luchtuitblaas

Luchtuitblaas

Minimum afstanden

Minimum afstanden

Servicezijde

Servicezijde

Woning

Woning

Let op! Hoe een warmtepomp niet moet worden opgesteld

Problematische opstelling Stille toestelzijde (uitblaas) richting woning

Ontoelaatbare opstelling Luidruchtige toestelzijde (uitblaas) richting woning Woning wordt door de koude lucht aangeblazen

Woning wordt door de koude lucht aangeblazen Minimum afstanden

Minimum afstanden Woning

Woning

Ontoelaatbare opstelling Minimum afstand tot luchtaanzuiging niet aangehouden

Ontoelaatbare opstelling Toestel niet toegankelijk voor servicedienst



Gebied van de luchtuitblaas, waar op koude dagen door condensatie ijsvorming (dus geen trottoirgebied!) en bevriezing van de gevel kan ontstaan. Deze ruimt dient te worden vrijgehouden en bij de opstelling in acht genomen te worden.


26


Buitenopstelling Aansluitingen Sokkelschema / Opstellingsoppervlak

Warmwateraansluiting De verbinding van de warmtepomp met het verwarmingdcircuit vindt plaats via geïsoleerde verwarmingsleidingen of voorgeconfectioneerde terreinleidingen, die onder de vorstgrens in de bodem zijn gelegd. De aansluiting op de warmtepomp vindt van onderen plaats via flexibele verbindingen.

Minimumafstand

De leidingdoorsneden en de circulatiepompen moeten zodanig worden gedimensioneerd, dat de nominale watercapaciteit is gewaaarborgd. Elektrische aansluiting Alle elektrische leidingen worden door een in de bodem gelegde mantelbuis, met een minimum diameter van 70 - 100 mm naar de warmtepomp gevoerd. De voedingen (compressor en elektrisch verwarmingselement aparte toevoerleiding) worden aan de in de warmtepomp geïnstalleerde aansluitdoos geklemd. Opnemer en besturingsleidingen worden door middel van voorgeconfectioneerde stekkers verbonden met de warmtepompregelaar. De vereiste steekverbindingen bevinden zich op de schakelkast van de warmtepomp; voor het aansluiten moet de schakelkast niet worden geopend.

Sokkel

Onder de vorstgrens (min. 90 cm)

3

Alle lege leidingen moeten aan de toestelzijde worden afgedicht. Condensafvoer Het uit de lucht ontstane condenswater moet via een condensleiding met een doorsnede van minimaal 50 mm vorstvrij worden afgevoerd. Bij waterdoorlaatbare ondergronden is het voldoende om het condenswater verticaal tenminste 90 cm diep in de bodem te leiden. Wanneer de condens in drainages of in het riool wordt afgevoerd, moet worden gelet op een vorstvrije installatie met een niveauverschil. Lozing in het riool is slechts toegestaan via een trechtersifon die te allen tijde toegankelijk moet zijn.

4

2

1

1. Condensafvoer in wateropnemende bodem, onder de vorstgrens (min. 900 mm) onder het oppervlak) invoeren. Condenswaterleiding min. 50 mm. 2. Verwarmingswater aanvoer- en retourleiding via voorgeconfectioneerde blokverwarmingsleiding of geïsoleerde PEX leidingen in KG leiding DN 200 ingevoerd. Op korte afstanden (max. 3 m) zijn ook geïsoleerde drukbestendige rubberslangen in de KG leiding DN 200 mogelijk. De KG leidingen moeten aan de uiteinden worden dichtgeschuimd! 3. Mantelbuis voor opnemer-, stuurleiding en belaste leiding: min. 70 - 100 mm. 4. Vocht- en waterdichte muurdoorvoer.



27

Buitenopstelling Geluid Alle Alpha-InnoTec warmtepompen zijn geconstrueerd voor een uiterst geluidsarm bedrijf. Desondanks moet de opstellingsplaats zodanig worden gekozen, dat ook personen die gevoelig zijn voor geluid, geen geluidshinder ondervinden. De geluidsniveau-afname in verhouding tot de afstand is in het diagram weergegeven. De niveau-afname ligt in de praktijk tussen de lijnen. Afname van het geluidsniveau in verhouding tot de afstand

Zonder reflectie

De vermelde geluidsdrukniveaugegevens hebben betrekking op het open terrein. In de praktijk kunnen door reflectie hogere geluidsdrukniveaus optreden. De verdeling van het geluidsdrukniveau van de afzonderlijke warmtepompen staat vermeld in de technische gegevens. Ter voorkoming van geluidsbelastingen dient rekening gehouden te worden met de volgende punten: • De opstelling van de warmtepomp direct tegen of onder ramen van geluidsgevoelige ruimten zoals slaapkamers, moet worden vermeden. • Opstelling in nissen, muurhoeken of tussen twee muren veroorzaakt een verhoging van het geluidsniveau door reflectie en is niet aan te bevelen.

Niveau-afname (dB)

• Vrije ruimten in de warmtepompsokkel leiden tot geluidsbruggen met een verhoging van het geluidsniveau.

Gedeeltelijke reflectie

Afstand tot de geluidsbron (m)

• Bij een installatie van meerdere buitendelen wordt het geluidsdrukniveau niet hoger. Er kan worden uitgegaan van een verhoging van het geluidsdrukniveau van circa 3 dB(A) per extra geluidsbron. • De afstand tot de aangrenzende woning moet zodanig worden gekozen, dat de afname van het geluidsniveau een waarde van 35 dB(A) 23:00 tot 07:00 40 dB(A) 19:00 tot 23:00 45 dB(A) 07:00 to 19:00 bij de aangrenzende woning wordt aangehouden.


28


Buitenopstelling Wanneer een opstelling in de buitenlucht niet mogelijk is, kan de warmtepomp in het gebouw worden opgesteld. In dat geval zijn luchtkanalen noodzakelijk, die de buitenlucht naar de warmtepomp en weer naar buiten leiden.

zijde van de warmtepomp moet te allen tijde voor de servicemonteur toegankelijk zijn. Rondom de warmtepomp moeten de minimumafstanden volgens de technische voorschriften en gegevens worden aangehouden. Warmwateraansluiting Voor de trillingsontkoppeling wordt de warmtepomp via flexibele verbindingsslangen met de aanvoer- en retourleiding van het verwarmingswater verbonden. De leidingdoorsneden en de circulatiepompen moeten zodanig worden gedimensioneerd, dat de nominale watercapaciteit is gewaaarborgd. Condensafvoer Het tijdens het bedrijf ontstane condenswater moet vorstvrij worden afgevoerd. Voor een correcte afvoer moet de warmtepomp horizontaal staan. Om ook grotere hoeveelheden water veilig af te voeren (er kan per dag tot 50 l condenswater worden gevormd) moet de condensleiding een diameter hebben van tenminste 50 mm. De condensafvoer wordt via een sifon in het riool geloosd. Mocht dit niet mogelijk zijn, dan is het gebruik van een condensaatpomp noodzakelijk.

Opstellingsaanwijzingen Lucht/water warmtepompen moeten droog en vorstvrij worden opgesteld. Door de warmtepomp en de luchtkanalen wordt koude buitenlucht geleid met temperaturen tot 20 °C. Wanneer de luchtvochtigheid in bepaalde ruimten tengevolge van gebrekkige ventilatie of toevoeging van vochtigheid (was drogen, planten enzovoorts) te hoog wordt, kunnen op bepaalde plaatsen met lage oppervlaktetemperaturen (warmtepompuitblazing of aanzuiging), ophopingen van condenswater worden gevormd (oververzadiging van de ruimtelucht), die uiteindelijk tot schimmelvorming kunnen leiden. Het ontstaan daarvan kan vaak door correct ventileren worden voorkomen. Tijdens het ventileren wordt de binnendringende koude, relatief droge buitenlucht verwarmd op ruimtetemperatuur. Door deze verwarming wordt overtollig vocht opgenomen, dat anders zou neerslaan tegen de muren of andere voorwerpen. Afhankelijk van de benutting van de ruimte en de vochtigheid moet daarom over de gehele oppervlakte en intensief worden geventileerd. Bij installaties in een bovenverdieping moet het draagvermogen van de vloer worden gecontroleerd. De trillingsontkoppeling moet zorgvuldig worden gepland om de overdracht van contactgeluid te voorkomen. Opstelling op een houten vloer moet worden afgewezen. Opstellingsplaats / minimumafstanden De opstellingruimte dient vorstvrij en droog te zijn. De warmtepomp moet op een belastbare en horizontale ondergrond worden opgesteld. Het basisframe van de warmtepomp moet op het gehele oppervlak rusten. Ter voorkoming van de overdracht van contactgeluid op het gebouw, wordt bij verhoogde geluidseisen de opstelling op een trillingsdempende ondergrond aanbevolen. De warmtepomp mag echter niet op een verrijdbaar PU-ketelbordes worden opgesteld. De bedienings-


De afvoer mag bij de warmtepompopstelling zonder onderbouwbuffervat maximaal 40 cm hoog zijn. Bij toepassing van een onderbouwbuffervat mag de waterafvoer een hoogte van 100 cm niet overschrijden. Luchtgeleiding Voor een efficiënt en storingsvrij bedrijf moet de warmtepomp van een voldoende grote luchtstroom worden voorzien. Deze richt zich op de eerste plaats naar de warmtecapaciteit van de warmtepomp en bedraagt maximaal 7000 m³ per uur. Om deze luchtstroom te waarborgen, moeten de minimumafmetingen voor het luchtkanaal worden aangehouden. Lucht/water warmtepompen voor binnenopstelling mogen in principe uitsluitend werken met luchtkanalen. Met de benodigde ruimte voor de installatie van de luchtkanalen moet bij het ontwerp rekening worden gehouden. Ter voorkoming van een sterke ruimteafkoeling en uit veiligheidstechnische overwegingen moeten de luchtstromen naar buiten worden geleid. De luchtgeleiding door de kanalen moet zo mogelijk stromingsgunstig worden uitgevoerd en onnodige luchtweerstanden moeten worden voorkomen. Het totale drukverlies mag de in de toestelgegevens vermelde waarde niet overschrijden. Rekening moet worden gehouden met onder andere roosters, lichtschachten, omleidingen en luchtkanalen dan wel –slangen. Om de maximaal toelaatbare drukverliezen aan te houden, moet de ruimtezijdige luchtgeleiding maximaal twee omkeringen bevatten. Bij afwijkingen van de standaardopstellingen dan wel toepassing van vreemde componenten moet de minimumluchtcapaciteit en het drukverlies worden gecontroleerd.


29

Buitenopstelling Luchtkanalen Voorgeconfectioneerde vezelversterkte GFB luchtkanalen worden aanbevolen. De doorsneden van de kanalen zijn op de betreffende warmtepompen afgestemd evenals warmte- en geluidsisolerend. Voor het verbinden van de kanaaldelen zijn deze voorzien van een metalen insteekframe. De verbinding door deze insteekframes voorkomt luchtturbulentie en zodoende drukverliezen. Wanneer de plaatselijke omstandigheden afwijken van de standaardmaten, kunnen de kanalen met behulp van een schrobzaag worden afgekort of via insteekprofielen en gipszwachtels worden verlengd. De kanalen worden in de muurdoorvoer gefixeerd en ingeschuimd. Indien de inbouwdiepte van het kanaal in het metselwerk meer is dan 15 cm, zijn de niet verlengde kanalen vrijdragend. Moet het kanaal worden verlengd, dan is ophanging met montageprofielen noodzakelijk. Tijdens de montage van de luchtkanalen moet erop worden gelet dat de kanalen circa 0,5 – 1,5 cm vóór de warmtepompdoorlaten eindigen en geen direct contact met de warmtepomp hebben. De afdichting tussen warmtepomp en kanaal wordt uitgevoerd met compriband. Wanneer plaatkanalen worden gebruikt, moeten deze door de bouw worden aangekoppeld. Voor geluidsisolatie en ter voorkoming van vorming van condenswater moeten de plaatkanalen van binnen worden bekleed met een slijtbestendige isolatie. De verbinding tussen de warmtepomp en het plaatkanaal moet via een isolatiemanchet (en/of canvasverbinding gebeuren.

Luchtinlaat / luchtuitlaat De luchtaanzuigzijde en de luchtuitblaaszijde dienen zoveel mogelijk op verschillende zijden van het gebouw te worden aangebracht. Anders moet de luchtgeleiding van de gezamenlijke aanzuig- en uitblaaszijde zodanig worden ingericht, dat geen thermische kortsluiting ontstaat. Dit kan worden gewaarborgd door een voldoende afstand tussen de luchtuitgangen of door een scheidingswand. Luchtopeningen in het metselwerk moeten worden beschermd tegen het binnendringen van vreemde objecten (gebladerte, kleine dieren). Hiervoor kunnen – uit ons leveringsprogramma – boven het maaiveld beschermroosters tegen weersinvloeden en onder het maaiveld draadgaasroosters worden gebruikt. Bij aansluiting via lichtschachten moeten deze worden voorzien van een toereikende hemelwaterafvoer. Beveiliging van het rooster wordt aanbevolen. Wanneer het in- dan wel het uitblaaskanaal zich aan de weerzijde bevinden, wordt aanbevolen om ook in de lichtschacht een rooster tegen weersinvloeden te plaatsen. Bij de opstelling van het toestel boven het maaiveld worden vóór de luchtinlaat- en uitlaatopening beschermingsroosters tegen weersinvloeden geïnstalleerd. Bij de keuze van buitenmuurroosters (met geïntegreerd draadgaasrooster) dient rekening gehouden te worden met de maximale opvoerhoogte van de warmtepompventilator. Muurdoorvoeren moeten op de bouw worden aangebracht. Zij moeten aan de binnenzijde worden bekleed met een koude-isolatie om afkoeling en vochtdoorslag te verhinderen. Luchtkanaalinstallatie voorbeeld

HP


30


Binnenopstelling Geluid De geluidsontwikkeling bij warmtepompen is een gevoelig thema. Alpha-InnoTec is bereid om op deze problematiek in te gaan. Door geoptimaliseerde geluidsisolatie zijn bij de Compact toestellen de optimale geluidswaarden bereikt.

Wanneer de warmtepomp boven het maaiveld wordt opgesteld en buitemuurroosters worden gebruikt, moet een correctie van de aangegeven niveauwaarden van de geluidsdruk worden aangebracht en dient 3 -5 dB(A) te worden bijgeteld.

Geluidsbron

Geluidsdrukniveau in dB(A)

Waarneming

Absolute stilte, niets meer herkenbaar

0 10

niet hoorbaar niet hoorbaar

Tikken van een zakhorloge

20

Heel zacht

Zeer rustige tuin, airco in theater

30

Heel zacht

Woonverblijf zonder verkeerslawaai Airco in kantoor

40

Zacht

Beek, rivier, rustig restaurant

50

Zacht

Normale conversatie, interieur personenauto

60

Luid

Luidruchtig kantoor, luide spraak, motorrijwiel

70

Luid

Verkeerslawaai, luide muziek

80

Zeer luid

Zware vrachtwagen

90

Zeer luid

Autoclaxon op 5 m afstand

100

Zeer luid

Ondanks de stille bedrijfswijze moeten de volgende aanwijzingen bij de keuze van de opstellingsplaats dan wel de plaatsing van luchtaanzuig- en luchtuitblaaszijde in acht worden genomen. • De opstelling van de luchtaanzuig- en luchtuitblaasopeningen van de warmtepomp direct tegen of onder ramen van geluidsgevoelige ruimten zoals slaapkamers, moet worden vermeden. • De luchtaanzuiging dan wel de luchtuitblazing in nissen, muurhoeken of tussen twee muren veroorzaakt een verhoging van het geluidsniveau door reflectie en is niet aan te bevelen. • Vrije ruimten in de warmtepompsokkel leiden tot geluidsbruggen met een verhoging van het geluidsniveau. • De luchtuitblaasopening moet niet direct onder ramen worden aangebracht. • Bij de opstelling in het woongebied is het aan te bevelen in de technische ruimte een geluidsisolerende deur te plaatsen. • Bij de opstelling van de warmtepomp op de bovenverdieping dient speciaal gelet te worden op de trillingsontkoppeling van het opstellingsbordes. • Opstelling op een houten vloer moet worden afgewezen. • Opstelling op een PU ketelbordes moet worden vermeden.


Brine/water warmtepomp

31

Inhoudsoverzicht .


. . . . . .

Warmtebron bodem............................................................................................ 32

. . . . . . . .

Horizontale bodemwarmtewisselaar................................................................ 35

. . . . .

Bodemwarmtewisselaar.......................................................................................41

. . . .

Freecooling............................................................................................................ 44

Monovalent bedrijf....................................................................................................................................................................................................... 32 Mono-energetisch bedrijf........................................................................................................................................................................................ 33 Muurdoorvoer................................................................................................................................................................................................................ 33 Materiaalkeuze................................................................................................................................................................................................................ 34 Brineconcentratie/brinehoeveelheid................................................................................................................................................................ 34

Installatie............................................................................................................................................................................................................................. 35 Dimensionering.............................................................................................................................................................................................................. 36 Installatie van de horizontale bodemwarmtewisselaar......................................................................................................................... 37 Samengevatte aanwijzingen.................................................................................................................................................................................... 37 Standaard ontwerp...................................................................................................................................................................................................... 38 Hydraulische inpassing............................................................................................................................................................................................... 39 Componenten van het brinecircuit................................................................................................................................................................... 40

Vergunning .......................................................................................................................................................................................................................41 Vervaardigen van de verticale bodemwarmtewisselaars.....................................................................................................................41 Dimensionering...............................................................................................................................................................................................................41 Hydraulische inpassing............................................................................................................................................................................................... 43

Koeling van het gebouw........................................................................................................................................................................................... 44 Passieve koeling.............................................................................................................................................................................................................. 44 Werkwijze van het koelpakket............................................................................................................................................................................. 44


32


Warmtebron bodem Warmtepompen benutten de opgeslagen energie in de bovenste aardlagen. Deze wordt voornamelijk opgenomen door neerslag en zoninstraling. De warmtetoestroming uit het binnenste van de aarde is gering en bedraagt slechts circa 0,05 – 0,15 W/m²; deze is te verwaarlozen. Door het opslagvermogen van de aardbodem schommelt de bodemtemperatuur aanzienlijk minder dan de luchttemperatuur. Ook in de winter daalt de temperatuur van de aardbodem vanaf 1 m diepte in de regel niet beneden 0 °C. Bij een correct geplande warmtepompinstallatie zal ook de warmteonttrekking uit de aarbodem niet ertoe leiden dat de warmtebrontemperatuur duidelijk onder het vriespunt zakt. Brine/warmtepompen die de bodem als warmtebron benutten, werken daarom met goede vermogenscijfers en kunnen hoge jaarrendementen bereiken. Doorgaans is een monovalent bedrijf mogelijk en zinvol. Met behulp van horizontale bodemwarmtewisselaars of verticale bodemwarmtewisselaars wordt thermische energie aan de aardbodem onttrokken. Daarbij wordt de energie door een hulpcircuit (brinecircuit) opgenomen, die op zijn beurt de energie aan het arbeidsmedium van de warmtepomp overdraagt.

Aardbodem

(verticale bodemwarmtewisselaars / horizontale bodemwarmtewisselaars)

Warmtebron

Brine

Hulpcircuit

Arbeidsmedium dan wel koudemiddel Warmtepomp

De warmteopslag en het warmtetransport in de bodem worden hoofdzakelijk bepaald door het watergehalte. Door vocht wordt het warmtegeleidingsvermogen van de bodem verbeterd. Hoe vochtiger de bodem, des te groter is het mogelijke onttrekkingsvermogen. Vaste, vochtige bodems zijn beter geschikt als warmtebron dan droge en zanderige. De bodem regenereert vooral door binnendringende neerslag. De oppervlakte van de warmtebron mag om die reden niet worden bebouwd of afgesloten. De te winnen hoeveelheid energie is duidelijk hoger wanneer het in de bodem aanwezige water bevriest. De smeltwarmte van het water is met 0,09 kWh/kg zeer hoog. Om het energiegehalte van de bodem optimaal productief te maken, is bevriezing rondom de collector dan wel de wisselaarleidingen gewenst. Er moet echter absoluut worden voorkomen, dat de ijsvorming om de collectorleidingen aaneengroeit. Daardoor zou de thermische regeneratie van de bodem in gevaar komen. De aardbodemtemperatuur zou langdurig kunnen dalen en het jaarrendement zou kunnen verminderen.


Het voor horizontale bodemwarmtewisselaars of aardwarmtewisselaar beoogde bodemoppervlak moet gegroeid en niet eenzijdig gestort zijn. Anders zouden de leidingen door inklinking beschadigd kunnen worden. De als warmtebron beoogde oppervlakten moeten onbebouwd zijn, maar kunnen wel worden beplant. Het in de bodem binnendringende hemelwater is belangrijk voor de thermische regeneratie van de aardwarmtewisselaar. Horizontale bodemwarmtewisselaars worden vlak in de bodem gelegd. De behoefte aan vlakke onbebouwde oppervlakte is dienovereenkomstig. Ten opzichte van wisselaars hebben horizontale bodemwarmtewisselaars het voordeel, dat zij relatief eenvoudig kunnen worden opgebouwd en in de regel niet zijn onderworpen aan een vergunningsplicht. Voor verticale bodemwarmtewisselaars kan een vergunning nodig zijn en zij moeten worden aangelegd door een bronboorder. Hiervoor zijn verticale boringen in de bodem nodig ,. de relatief geringe behoefte aan oppervlakte en de hogere temperaturen van de warmtebron gelden hier als voordeel. Monovalent bedrijf Bij de bepaling van de grootte van een brine/water warmtepomp dient over het algemeen de voorkeur te worden gegeven aan een monovalent ontwerp. De warmtepomp evenals de warmtebron moet bij een monovalente installatie ontworpen zijn op de totale berekende vermogensbehoefte (zie bladzijde 7). Monovalent ontwerp prefereren.

Het warmtebronontwerp voor de benutting van aardwarmte met aardcollectoren of verticale bodemwarmtewisselaars moet worden uitgevoerd overeenkomstig de erkende technische voorschriften en de hierop betrekking hebbende landenspecifieke bepalingen. Wanneer bijvoorbeeld in de zomer een zwembad wordt verwarmd, moet de warmtebron dienovereenkomstig worden vergroot. Aan de warmtebron wordt ‘s zomers ook energie onttrokken en de regeneratie wordt door de verzorging van het zwembad vertraagd. De onttrekkingsarbeid is bij deze en soortgelijke speciale toepassingen aanzienlijk hoger en moet afzonderlijk worden berekend.


33

Warmtebron bodem Mono-energetisch bedrijf Wanneer de betreffende oppervlakte voor de warmtebron niet ter beschikking staat, is het niet voldoende de warmtepomp en de warmtebron te verkleinen en mono-energetisch te laten werken. Indien een brine/water warmtepomp mono-energetisch is ontworpen om piekbelastingen met een elektrisch verwarmingselement af te dekken, dient het vermogen van de warmtepomp tenminste 80 % van de totale vermogensbehoefte te bedragen. De warmtepomp moet worden ontworpen op de berekende totale vermogensbehoefte van het gebouw. Een gelijktijdige verkleining van de warmtebron op de koelcapaciteit van de toegepaste warmtepomp bij mono-energetisch bedrijf is niet toegestaan. Bij mono-energetisch bedrijf wordt de looptijd van de warmtepomp automatisch verhoogd en wordt de onttrekkingsarbeid per m² collectoroppervlakte groter. Een te hoge belasting van de warmtebron kan leiden tot installatiestoringen door onderschrijding van de toepassingsgrens (warmtebrontemperatuur) van de warmtepomp evenals tot verhoging van de bedrijfskosten. In geen geval de warmtebron onderdimensioneren wanneer de oppervlakte voor een horizontale bodemwarmtewisselaar dan wel een bodemwarmtewisselaar niet aanwezig is. In dat geval is het beter een lucht/water warmtepomp te gebruiken. Neem de ontwerpvoorbeelden op bladzijde 21 in acht.

Een zorgvuldige dimensionering en ontwerp van horizontale bodemwarmtewisselaars of verticale bodemwarmtewisselaars is absoluut noodzakelijk. Onderdimensionering moet worden voorkomen. Over het algemeen leidt een ondergedimensioneerde horizontale bodemwarmtewisselaar/bodemwarmtewisselaar tot het verlagen van de brinetemperatuur en zodoende tot slechtere jaarrendementen. Onderdimensionering kan leiden tot langdurig lager wordende warmtebrontemperaturen. In het extreme geval wordt de onderste toepassingsgrens van de warmtepomp onderschreden. Een onderdimensionering kan ook leiden tot plaatselijk begrensde vertraging van vegetatie.

Muurdoorvoeren Muurdoorvoeren voor brineleidingen moeten door middel van voerbuizen dan wel cilindrische boring en speciale afdichtingsinzetstukken worden uitgevoerd. De voerbuis kan voor het maken van een doorvoer in betonbekistingen en in een muur worden ingemetseld. Bij de uitvoering door middel van een cilindrische boring moet de boorwand worden verzegeld met een lak of hars volgens de gegevens van de fabrikant. Ter voorkoming van condenswatervorming door onderschrijding van het dooipunt in het gebied van het metselwerk, wordt aanbevolen het afdichtingsinzetstuk tot 2 cm tegen de buitenmuur te plaatsen en de brineleiding met een geschikte isolatieslang te isoleren. Daarbij moet het stootvlak van de isolatieslang zuurstofdiffusiedicht worden verlijmd met het stootvlak van de afdichtflens.

Werkwijze van het elektrische verwarmingselement • Instelling van een thermische desinfectie (legionellaschakeling) voor het warmtapwaterbuffervat. Instelmogelijkheid is in de Luxtronik regelaar aanwezig. • Mono-energetisch verwarmingsbedrijf – Het vermogen van de warmtepomp moet echter tenminste 80 % van de totale vermogensbehoefte bedragen. - De warmtepomp moet worden ontworpen op de berekende totale vermogensbehoefte van het gebouw. • Dekking van een in het eerste bedrijsjaar niet berekende warmtebehoefte van het gebouw door bijvoorbeeld: – dekvloerverwarming dan wel droogverwarmen van het gebouw. – bekleding van het gebouw bij nog niet gereedgekomen buitenisolatie. • noodverwarming

Buiten

Binnen

Isolatie Brineleiding Zand Voerbuis of cilindrische boring Muurafdichtflens

Bij een conventionele verwarmingsinstallatie staat bij een installatiestoring in de regel geen noodverwarmingsfunctie ter beschikking. Drainage

Fundament


34


Warmtebron bodem Materiaalkeuze Alle gebruikte materialen moeten corrosiebestendig, brinebestendig en voor het toegepaste temperatuurbereik (-14 °C +25 °C) geschikt zijn. De volgende materialen blijken geschikt te zijn: • collectorleiding van PE-MRS8 PN10 • verzamelaar en verdeler van kunststof, messing, koper of RVS De horizontale bodemwarmtewisselaars dan wel wisselaarverdelers worden in het ideale geval gemonteerd in een schacht in open terrein of in een lichtschacht met condensafvoer. Belangrijk: • Brineverdelers moeten beschermd tegen hemelwater gemonteerd worden. • De collector- dan wel wisselaarleidingen moeten spanningsvrij aan de verdeler worden aangesloten Pomp, expansievat en appendages moeten door de fabrikant zijn toegelaten voor het toegepaste temperatuurbereik met brine als warmtedragermedium. Bij de keuze van de pomp dient erop gelet te worden dat uitsluitend ingegoten pompen (geen toerentalgeregelde) of centrifugaalpompen worden ingezet.

De brine moet vóór het vullen worden gemengd. Vulvolumes voor de verschillende leidingafmetingen zijn vermeld in de volgende tabel: Afmeting leiding

Volume (1/100 m leiding) Brine

Water

Totaalvolume

25 x 2,3

8,2

24,5

32,7

32 x 2,9

13,5

40,4

53,9

40 x 2,3

24,5

73,9

98,4

50 x 2,9

38,4

115

153,4

63 x 3,6

61,1

183,4

244,5

75 x 4,3

86,6

259,7

346,3

90 x 5,1

125,0

375,1

500,1

110 x 6,3

186,3

558,8

745,1

Mono-ethyleenglycol heeft een grotere viscositeit dan water. De viscositeit neemt met een lagere temperatuur toe. Het aandeel mono-ethyleenglycol dient daarom 25 % tot 30 % niet wezenlijk te onderschrijden. Grotere drukverliezen en daarmee verbonden hogere pompvermogens worden op deze wijze voorkomen. Vullen van de installatie

Alle installatiedelen, die in het gebouw zijn gemonteerd en door met brinevloeistof worden doorstroomd, moeten tegen condenswatervorming dampdiffusiedicht worden geïsoleerd. De Compact warmtepompen bieden een groot voordeel, omdat reeds veel hydraulische componenten zoals de brinecirculatiepomp, in het toestel zijn geïntegreerd en tegen condenswater geïsoleerd zijn.

Het vullen van de installatie moet in de volgende stappen worden uitgevoerd: 1. Alvorens de installatie in bedrijf te nemen, moet het gehele systeem met 5 bar op dichtheid worden gecontroleerd. 2. Grondig spoelen van de afzonderlijke collectorcircuits. Het spoelen moet via een open vat plaatsvinden.

Brineconcentratie/brinehoeveelheid Om de warmtebroninstallatie en de verdamper in de warmtepomp tegen dichtvriezen te beschermen, wordt een mengsel van 75 % water en 25 % mono-ethylglycol als warmtedrager toegepast. Met deze mengverhouding is de vorstveiligheid tot -14 °C gewaarborgd. De mengverhouding moet worden aangehouden, omdat bij een lager brine-aandeel bevriezingsgevaar in de verdamper van de warmtepomp bestaat. Let er bij de pompdimensionering op dat bij brine met een percentage van 25 – 30 % het drukverlies met een factor 1,5 – 1,7 groter is dan bij zuiver water. De karakteristiek voor het pompvermogen van de circulatiepomp ligt circa 10 % onder de karakteristiek van water. Tijdens het vullen van de installatie met water en aansluitende toevoeging van antivriesmiddel bestaat het risico van bevriezing, omdat het door elkaar mengen van water en antivriesmiddel in de collector niet is gewaarborgd.


3. Vóór het vullen van de collector moet de brine goed worden gemengd. Controleer de concentratie met de spindel: 25 % brine + 75 % water ≈ ca. - 14 °C 4. Vullen en luchtbelvrij spoelen totdat geen lucht meer in het systeem is. Instellen van de bedrijfsdruk van circa 1 bar.


35

Horizontale bodemwarmtewisselaars Horizontale bodemwarmtewisselaars Horizontale bodemwarmtewisselaars bestaan uit meerdere in de aardbodem aangebrachte slangpijpen van dezelfde lengte. Zij zijn volgens het Tichelmann-principe via de aanvoer- en retourverdelers en de verzamelleidingen met de warmtepomp verbonden.

De horizontale bodemwarmtewisselaar dient op een diepte van tenminste 1,2 tot maximaal 1,5 m te worden gelegd. Koude installatiedelen (collectorleidingen, verzamelleidingen en verdelers) moeten in de bodem tenminste een afstand van 0,7 m tot verzorgingsleidingen (water, afvalwater, stroom etcetera) en gebouwen hebben. Om ervoor te zorgen dat het pompvermogen niet onevenredig hoog wordt, moet een leidinglengte van circa 100 m per circuit worden gebruikt. De lengte van de leiding en de diameter zijn niet alleen verantwoordelijk voor het drukverlies. De volumestroom per leiding en daarmee het aantal parallel geschakelde brinecircuits moeten bovendien in acht worden genomen. Dat wil zeggen, de noodzakelijke leidinglengte wordt in meerdere, even lange parallel geschakelde leidingcircuits opgesplitst. Leidingverbindingen die later niet meer toegankelijk zijn (in de bodem begraven) kunnen niet worden gebruikt.

Horizontale bodemwarmtewisselaars maken door de gelijkmatig hoge warmtebrontemperatuur een rendabel monovalent bedrijf van de warmtepompinstallatie met een goed jaarrendement mogelijk. Mono-energetisch of bivalent bedrijf zijn in deze configuratie absolute uitzonderingen. De volgende ontwerpaanwijzingen hebben daarom in principe betrekking op het monovalente warmtepompbedrijf voor verwarming en warmtapwaterbereiding.

De leidingen worden als parallel geschakelde, even lange (Tichelmann-principe) lussen in de bodem gelegd en met verdelers en verzamelaars verbonden. Om de ontluchting van de aardwarmtecollectoren te waarborgen, moeten de leidingen met een minimale stijging van de verdeler naar de verzamelaar worden gelegd. Behalve aan de aansluitingen naar de verzamelaar en de verdeler, moeten geen verbindingselementen worden gebruikt. Wanneer de collectoruitvoering met lussen van gelijke lengte niet mogelijk is, moeten de afzonderlijke collectoren met inregelventielen worden uitgerust. De ventielen dienen zodanig ingesteld te worden, dat iedere collectorlus hetzelfde drukverlies vertoont. Het leggen van de collector kan worden uitgevoerd met een lepelbagger (lepelbreedte ca. 80 cm) in de vorm van afzonderlijke greppels. Een andere mogelijkheid is ook het gebruik van een smalle lepelbagger of een aardfrees.

Installatie van de horizontale bodemwarmtewisselaar De temperatuur in de bodem stijgt naarmate de diepte toeneemt. Tot circa 1 m diepte kan de bodemtemperatuur ook zonder warmteontrekking het vriespunt bereiken. Op 2 m diepte bedraagt de minimale bodemtemperatuur ca. 3 – 5 °C. Daarentegen neemt de energietoevoer vanaf het aardoppervlak af naarmate de bodemdiepte toeneemt, waardoor de thermische regeneratie van de bodem met het dooien van de bevriezing rondom de collectorleidingen niet gewaarborgd wordt.

Deze manier van collectorinstallatie maakt de strooksgewijze inbouw van de collector mogelijk en vermindert de bodemuitwisseling. Bij nieuwbouw is ook het afgraven van de boden over het gehele oppervlak mogelijk.


36


Horizontale bodemwarmtewisselaars Om de collectorleidingen tegen beschadiging tijdens het dichtgooien te beschermen, moeten deze worden bedekt met een circa 50 cm hoge omhulling van fijn zand of steenvrije grond. Op circa 30 tot 40 cm boven de leidingen moet een waarschuwingslint worden aangebracht. Samengevatte aanwijzingen: • Het juiste ontwerp van het collectoroppervlak past zich aan de ter plaatse aanwezige bodemgesteldheid aan. • Onttrekkingsoppervlakte niet verzegelen, geen straatstenen, betonverharding, etcetera. • Niet installeren onder betonplaten of vijvers. • Geen gebouwen, bijvoorbeeld tuinhuisjes, op de onttrekkingsoppervlakte bouwen. • Let op de ontluchting van de installatie, dat houdt het leggen van een stijgleiding naar de verdeler in. Schacht voor verdeler en verzamelaar op het hoogste punt van het terrein, goed toegankelijk, aanbrengen. • Horizontaal gelegde leidingen ter bescherming in een zandbed leggen dan wel steenvrije grond gebruiken. • Brineconcentraat vóór het vullen van de warmtebroninstallatie mengen. • Alle leidingen in de woning dampdiffusiedicht isoleren. • Bij de circulatiepompen dimensionering rekening houden met het verhoogde drukverlies van de brine vloeistof.

Dimensionering De diemensionering van de horizontale bodemwarmtewisselaar is primair afhankelijk van de bodemgesteldheid (warmtegeleidingsvermogen van de bodem) en het jaarlijkse bedrijfsurencijfer van de warmtepompinstallatie. De volgende ontwerpaanwijzingen gaan uit van een maximaal bedrijfsurencijfer (volledige gebruiksuren per jaar) van 1800 bedrijfsuren, die in de regel niet worden overschreden. De afstand van de afzonderlijke collectorleidingen dient zodanig gekozen te worden, dat aaneengroeien van de ijsradii die zich om de collectorleidingen vormen, wordt voorkomen. Afhankelijk van de bodemkwaliteit bedraagt de zinvolle afstand tussen 0,5 en 1m. Streefwaarden zijn in de tabel vermeld. In geval van twijfel moet de grootste afstand worden gekozen. De noodzakelijke collectoroppervlakte richt zich naar het spe. cifieke onttrekkingsvermogen q E van de bodem en de capaci· teit Q0 van de warmtepomp. De koelcapaciteit komt overeen met het uit de omgeving onttrokken vermogensaandeel van de warmtepomp en bedraagt het verschil tussen het verwar· mingsvermogen Q H en de elektrische vermogensafname Pel. De nodzakelijke lengte van de collectorleiding LK wordt bepaald door de vereiste collectoroppervlakte AK en de afstand van de collectorleidingen s.

Specifiek onttrekkingsvermogen q· E bij 1800 h/a W/m2

Onttrekkingsvermogen bij 2400 h/a

Installatieafstand s

Installatiediepte

Afstand tot verzorgingsleidingen

W/m2

m

m

m

Droge, niet leemachtige bodem

10

8

1

1,2 - 1,5

> 0,7

Leemachtige, vochtige bodem

10 - 30

16 - 24

0,8

1,2 - 1,5

> 0,7

40

32

0,5

1,2 - 1,5

> 0,7

Ondergrond

Waterverzadigd zand/grind

Bij langere looptijden moet behalve het specifieke onttrekkingsvermogen q·E ook met de specifieke jaarlijkse onttrekkingsarbeid rekening worden gehouden. Voor horizontale bodemwarmtewisselaars moet die tussen 50 en 70 kWh (m² jaar) liggen.



37

Horizontale bodemwarmtewisselaars Voorbeeld: Bepaling van de grootte van de horizontale bodemwarmtewisselaar In het voorbeeld is bij de warmtepompdimensionering een vereiste warmtepompwarmteproductie (totale vermogensbehoefte) van 8,2 kW vastgesteld. Voor het installeren van de horizontale bodemwarmtewisselaar is uitgegaan van leemachtige, vochtige grond: . De WP heeft de verwarmingsvermogen Q H = 9 kW en de elektrische en die elektrische vermogensafname . Pel = 2 kW. De koelcapaciteit wordt dus berekend op Q O = 7 kW. Het specifieke onttrekkingsvermogen van de bodem bedraagt vol. gens de tabel: q E = 25 W/m2 en de afstand van de collectorleiding s = 0,8 m. . . Koelcapaciteit: Q 0 = Q H - Pel = 9 kW - 2 kW = 7 kW.

De benodigde collectoroppervlakte bedraagt: De minimum lengte van de collectorleiding bedraagt dus LKmin = Amin:s : S = 280 m2 : 0,8 m = 350 m In dit geval worden 4 circuits met elk 100 m collectorleiding geïnstalleerd. Daaruit ontstaat een daadwerkelijke collectorafstand van: S = Amin : LK S = 280 m2 : 400 m = 0,7 m Dimensionering van de warmtepomp en de horizontale bodemwarmtewisselaar bij mono-energetisch bedrijf Ontwerpvoorbeeld Voor de weergave van het mono-energetische bedrijf van een brine/water warmtepomp is een woning gekozen met een warmtebehoefte van 15,5 kW met vloerverwarming. Bij een warmtapwaterbehoefte voor 4 personen ontstaat de volgende totale vermogensbehoefte. . . . QWP = QG + QWW . • Q. G warmtebehoefte van het gebouw • Q WW vermogensbehoefte voor de warmtapwaterbereiding . QWW = bij 4 personen 1 kW . Q. WP = 15,5 kW + 1 kW QWP = 16,5 kW

Bij een monovalent ontwerp moet een warmtepomp met 17 kW worden gekozen. Met een specifiek onttrekkingsvermogen bij leemachtige, vochtige grond van 25 W/m2 volgt een collectoroppervlakte van 523 m2. Hierbij kan een looptijd van de warmtepomp van circa 1800 tot 2000 uur worden aangenomen. Wanneer echter een kleinere warmtepomp met 14 kW wordt gekozen, zal een looptijd van 2300 tot 2500 uur voor de warmtepomp ontstaan. Dat betekent, dat de horizontale collector meer wordt belast en een grotere onttrekkingsarbeid ontstaat. Bij 2000 bedrijfsuren van de grote warmtepomp en een geïnstalleerde oppervlakte van 523 m2 met een mogelijk onttrekkingsvermogen van 25 W/m2 betekent dit voor de bodem een jaarlijkse onttrekkingsarbeid van circa 50 kWh/m2. Bij toepassing van de kleine warmtepomp zullen ongeveer 2500 bedrijfsuren ontstaan. Met hetzelfde onttrekkingsvermogen van 25 W/m2 en 428 m2 oppervlakte volgt een onttrekkingsarbeid van 61 kWh/m2 x a. Concreet betekent dit bij toepassing van de kleine warmtepomp, dat de collectoroppervlakte 22 % meer wordt belast. Bijgevolg moet de berekende oppervlakte van 428 m2 voor monovalent bedrijf voor de warmtepomp met 22 % tot 523 m2 worden vergroot. Bij beide warmtepompen is dus een even grote collectoroppervlakte nodig. De onttrekkingsoppervlakte moet op de totale vermogensbehoefte van de installatie worden gedimensioneerd. Om de volledige gebruiksuren niet te sterk te verhogen, moet het vermogen van de warmtepomp in het standaard configuratiepunt bij mono-energetisch ontwerp tenminste 80 % van de totale vermogensbehoefte bedragen.

Samenvatting mono-energetisch ontwerp • Het vermogen van de warmtepomp bij mono-energetisch ontwerp moet tenminste 80 % van de totale vermogensbehoefte bedragen. • Totale vermogensbehoefte = 16,5 kW. • WP 17 kW Vollast draai-uren 1800 – 2000 uur Horizontale bodemwarmtewisselaaroppervlakte = 523 m2 Elektrisch verwarmingselement niet noodzakelijk •

WP 14 kW Vollast draai-uren 2300 – 2500 uur Horizontale bodemwarmtewisselaaroppervlakte = 523 m2 Elektrisch verwarmingselement noodzakelijk

• Bij mono-energetisch ontwerp van een brine/water warmtepomp moet de warmtebron worden berekend op de vermogensbehoefte van het gebouw en niet op de toegepaste warmtepomp. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

38


Horizontale bodemwarmtewisselaars Standaardontwerpen voor monovalent bedrijf De volgende standaardontwerpen gaan uit van een aanvoertemperatuur van de verwarmingsinstallatie van 35 °C en een gemiddelde brinetemperatuur van 0 °C tijdens de verwarmingsperiode. De maximale looptijd van de warmtepomp bedraagt 1800 h/a en de bodem, waarin de collector is aangebracht bestaat uit leemachtige, vochtige grond met een specifiek onttrekkingsvermogen van 25 kW/m2. De collectorcircuits moeten om een gelijkmatige doorstroming te bereiken, telkens met even lange afzonderlijke strangen in het Tichelmann-systeem worden aangesloten. Om steeds 100 m strangen te kunnen inbrengen, moeten de installatieafstanden dienovereenkomstig worden aangepast, voorzover de minimum collectoroppervlakte wordt aangehouden. Hieruit volgen de theoretische (calculatorische) installatieafstanden

van 0,6 – 0,8 m. Indien meer oppervlakte ter beschikking staat, kunnen ook uniforme installatieafstanden van 0,8 m worden aangehouden. Hierdoor ontstaan de volgende ontwerpgegevens: Specifiek onttrekkingsvermogen van de bodem: 25 W/m2 Afstand van de collectorleidingen: circa 0,6 m - 0,8 m Specifiek onttrekkingsvermogen van de collectoren: 17 - 20 W/m Installatiediepte van de collector: 1,2 - 1,5 m Collectorleidingen (PE-PN10): 32 x 2,9 Maximale totale lengte verzamelleiding Aanvoer en retour: 30 m Voordruk expansievat: 0,5 bar Werkdruk veiligheidsventiel: 3 bar

Belangrijk: De informatie geldt voor een leemachtige, vochtige grond (mogelijke ontrekkingskracht 25 Wm2) en maximale vollasturen van 1800 h/a van de warmtepompinstallatie. Het nauwkeurige ontwerp richt zich op de ter plekke voorhanden bodemgesteldheid.



39

Horizontale bodemwarmtewisselaars Hydraulische inpassing Horizontale bodemwarmtewisselaars

32 8

34

8

13 31

33 7

8 24 M

8

8

3

33

Glycolmengsel 25 % glycol 45

8

35

6

46 13 8

3

8

28

8 1

31

Zie hydraulisch schema verwarmingsinstallatie

8

4

1

Warmtepomp met aanvoer- en retouropnemer voor het verwarmingssysteem 3 Trillingsontkoppelde verbinding (flexibele slangen of compensatoren) 4 Trillingsdempers toestel (sylomerstroken) 6 Expansievat 7 Veiligheidsventiel 8 Afsluiter 13 Dampdichte isolatie 24 Manometer 28 Brinecirculatiepomp

31 32 33 34 35 45 46

Muurdoorvoer Toevoerleiding Brineverdeler met vul- en aftapinrichting Collectorleiding Automatische ontluchter Verzegelde afsluiter Vul- en aftapafsluiter

Alle leidingdiameters moeten worden berekend op de minimale doorvoercapaciteit van de warmtepomp!


40


Horizontale bodemwarmtewisselaars Componenten van het brinecircuit Collector- en toevoerleiding (32, 34): Per collectorcircuit mag de collectorleiding niet langer dan 100 m zijn. Voor de aansluitleidingen van de warmtepomp naar verzamelaar en verdeler geldt een aanbevolen maximale totale lengte van 30 m. Het pompvermogen verlaagt het jaarrendement van de warmtepompinstallatie. Vanuit het oogpunt van lagere drukverliezen moet de leidingdimensionering plaatsvinden. Onder dit aspect moet de stromingssnelheid in de leidingen kleiner zijn dan 1 m/s. Bij de volgende leidingafmetingen is aan dit criterium voldaan: Vermogenstrap Verzamelleiding Collectorleiding < 17 kW

40 x 2,3

32 x 3

≥ 17 en ≤ 33 kW

50 x 2,9

32 x 3

> 33 kW

63 x 3,6

32 x 3

> 50 kW

75 x 4,3

32 x 3

> 70 kW

90 x 5,1

32 x 3

> 90 kW

Installatiespecifieke berekening

32 x 3

Wanneer de afstand van de warmtepomp tot de verdeler groter is dan 15 meter, moet de toevoerleiding in een grotere afmeting worden gemaakt om het drukverlies zo laag mogelijk te houden. Verzamelaar en verdeler (33) Verzamelaar, verdeler en ontluchtingsappendages moeten buiten het gebouw op het hoogste punt van de installatie worden geïnstalleerd. Zij worden in toegankelijke schachten ingebouwd. Voor het afsluiten van de afzonderlijke leidingcircuits moet de verzamelaar evenals de verdeler met kogelkranen zijn uitgerust. Aansluitleidingen naar de warmtepomp (13): In het gebied van de muurdoorvoer alsmede alle in de woning geïnstalleerde brinevoerende leidingen en componenten moeten dampdicht geïsoleerd worden. Dat wil zeggen, de isolatie moet dampdiffusiedicht zijn ter voorkoming van condensvorming en vochtschade. Automatische ontluchter (35): Op het hoogste punt van de installatie dient een automatische ontluchter geïnstalleerd te worden (die geschikt is voor antivries). Vuilfilter (29): Ter bescherming van de verdamper tegen eventuele verontreinigingen die tijdens de aanleg in het leidingwerk kan komen, wordt aanbevolen, om vóór de brine-intrede van de warmtepomp een vuilfilter met een zeefgrootte van 1 mm te installeren. Het reinigen van zeef vindt plaats afhankelijk van de behoefte in het eerste bedrijfsjaar van de warmtepomp. Na dit eerste jaar zullen de verontreinigingen uit het brinecircuit verwijderd zijn. Ter vermindering van de drukverliezen kan de zeef worden verwijderd. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

Pomp (28): De pomp moet zodanig worden geselecteerd, dat de minimum brinevolumestroom met inachtneming van alle optredende drukverliezen in de warmtebroninstallatie wordt gewaarborgd. Daarvoor is een gedetailleerde leidingnetberekening noodzakelijk. De daarvoor benodigde technische informatie ontvangt u van de fabrikant van de toegepaste componenten. Let er bij de pompdimensionering op dat bij brine met een percentage van 25 – 30 % het drukverlies met een factor 1,5 – 1,7 groter is dan bij zuiver water. De karakteristiek voor het pompvermogen van de circulatiepomp ligt circa 10 % onder de karakteristiek van water. Indien uit meerdere pomptypes kan worden gekozen, moet de beslissing worden genomen voor de energetisch meest gunstige pomp. Toerentalgeregelde pompen mogen niet worden gebruikt. Expansievat (6): De collectorinstallatie is een gesloten circuit waarin op grond van thermische schommelingen volumeveranderingen optreden. Veiligheidsventiel (7): Ter voorkoming van een overbevulling van de installatie, moet een in de praktijk gecontroleerd veiligheidsventiel met een inschakeldruk van 3 bar worden geïnstalleerd. De uitlaat moet uitmonden in een opvangreservoir. De brine mag niet in het riool worden geloosd. Manometer, thermometer: Voor de controle van de temperatuur moet zowel op de ingang als op de uitgang van de warmtepomp een thermometer worden geïnstalleerd. De drukcontrole moet worden gewaarborgd door de inbouw van een manometer met een minimum en maximum aanduiding. Vul- en aftapinrichting: Voor het vullen van de installatie moet op een geschikte plaats worden gezorgd voor deugdelijke vul- en aftapinrichtingen. Muurdoorvoer (31): Zie bladzijde 33


41

Verticale bodemwarmtewisselaars Indien de vereiste oppervlakte voor de installatie van een horizontale bodemwarmtewisselaar niet ter beschikking staat, bestaat de mogelijkheid door toepassing van verticale bodemwarmtewisselaars, hierdoor is men niet afhankelijk van een open bron.

Vergunning In principe is het aanbrengen van verticale bodemwarmtewisselaars in Nederland vrij van vergunningen. Uitzonderingen hierop kunnen zijn dat het betreffende gebied een waterwin gebied is of een waterwin beschermingsgebied, het verdient de aanbeveling bij de betreffende provincie informatie in te winnen. Vervaardigen van de verticale bodemwarmtewisselaars De berekening en montage van verticale bodemwarmtewisselaars moet in ieder geval door ervaren bronboorbedrijven worden uitgevoerd. Er zijn boringen en beoordelingen van de bodemgesteldheid noodzakelijk, die alleen door gespecialiseerde bedrijven kunnen worden uitgevoerd.

Verticale bodemwarmtewisselaars hebben het voordeel van een geringe behoefte aan oppervlakte. Vanaf een diepte van circa 15 m heeft de bodem een nagenoeg constante temperatuur, die niet aan seizoenschommelingen onderhevig is.

Aardoppervlak Diepte

1. feb.

1. mei

1. nov.

1. aug.

Op grond van de complexe geologische en hydrogeologische samenhang van de dimensionering van verticale bodemwarmtewisselaars evenals de vereiste, specialistische technische kennis, moeten ontwerp en uitvoering van de verticale bodemwarmtewisselaar-installatie uitsluitend door een ervaren boorbedrijf worden uitgevoerd. De verticale bodemwisselaar-installatie moet worden uitgevoerd met inachtneming van de wettelijke voorschriften, richtlijnen, normen en aanbevelingen.

Verticale bodemwarmtewisselaars moeten op een minimumafstand van 5 - 6 m worden aangebracht, zodat een geringe onderlinge beïnvloeding wordt gewaarborgd. Bij grondwatervoerende ondergrond moeten de verticale bodemwarmtewisselaars dwars op de stromingsrichting van het grondwater worden aangebracht. Voor de brineconcentratie, pompontwerp en materiaalkeuze gelden dezelfde criteria als voor horizontale bodemwarmtewisselaars. Ook bij de muurdoorvoer moet met dezelfde zorgvuldigheid tewerk worden gegaan.

Dimensionering Nadelig voor verticale bodemwarmtewisselaars ten opzichte van horizontale bodemwarmtewisselaars of de warmtebron lucht zijn de hogere aanschafkosten. Verticale bodemwarmtewisselaars zijn verticaal in de aardbodem aangebrachte warmtewisselaars. Als wisselaar uitvoering worden meestal dubbele U-lussen toegepast. Dit wisselaartype bestaat uit 4 PE leidingen, twee aanvoer- en twee retourleidingen. Aan het uiteinde worden de leidingen aan een wisselaarvoet gelast. De wisselaar wordt gewoonlijk ingebracht tot een diepte van maximaal 100 m en na het invoeren afgevuld met fijn grind en daar waar een waterkerende laag doorboord is, een vloeibare, goed warmtegeleidende vulstof (bijvoorbeeld bentoniet).

De dimensionering van de verticale bodemwarmtewisselaars is afhankelijk van de gesteldheid van de ondergrond en het jaarlijkse aantal bedrijfsuren van de warmtepompinstallatie. De vereiste wisselaarlengte richt zich naar het specifieke onttrekkingsvermogen qE van de bodem en de koelcapaciteit Q0 van de warmtepomp. De volgende ontwerpaanwijzingen hebben daarom in principe betrekking op het monovalente warmtepompbedrijf voor verwarming en warmwaterbereiding. De temperatuur in de bovenste aardlaag varieert met de jaargetijden. Zodra de vorstgrens wordt onderschreden, zijn deze schommelingen duidelijk geringer.

Een ander, minder frequent gebruikt wisselaartype is de coaxiale wisselaar. Deze wisselaar bestaat uit een, aan de onderkant, afgesloten leiding, waarin nog een, aan de onderkant open, leiding met een kleinere diameter wordt ingevoerd. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

42


Verticale bodemwarmtewisselaars Ondergrond

Specifiek onttrekkingsvermogen q· E per m wisselaardiepte voor verwarmingsvermogen tot 30 kW 1800 h/a 2400 h/a

Slechte ondergrond, 25 W/m 20 W/m droog sediment Normale vast gesteente ondergrond en waterver60 W/m 50 W/m zadigd sediment Vast gesteente met hoog warmtegeleidingsvermo85 W/m 70 W/m gen Bij langere looptijden moet behalve het specifieke onttrekkingsvermogen qE ook met de specifieke jaarlijkse onttrekkingsarbeid rekening worden gehouden. Voor horizontale bodemwarmtewisselaars moet die tussen 100 en 150 kWh/ (m jaar) liggen.

Voorbeeld: Bepaling van de lengte van de verticale bodemwarmtewisselaar De dimensionering van de warmtepomp voor het voorbeeld heeft aangetoond dat een warmtepompvermogen van 13,5 kW noodzakelijk is. De verticale bodemwarmtewisselaars worden in normaal vast gesteente met waterverzadigd sediment ingebracht. Uit de technische gegevens . wordt voor de warmtepomp het verwarmingsvermogen QH = 13,7 kW en de elektrische vermogensafname Pel = 3,0 .kW afgenomen. De koelcapaciteit wordt dus berekend op Q 0 = 10,7 kW. Het mogelijke onttrekkingsvermogen van de ondergrond bedraagt volgens tabel . q E = 60 W/m. Als vereiste lengte van de bodemwarmtewisselaar blijkt in dit geval: · · Q O = Q H - PE = 13,7 kW - 3,0 kW = 10,7 kW . · L = Q O : q E = 10,7 kW : 0,06 kW/m = 178 m Er kunnen 4 wisselaars van elk 50 m lengte worden ingezet.



43

Verticale bodemwarmtewisselaars Hydraulische inpassing Verticale bodemwarmtewisselaars

Stromingsrichting grondwater

13

32 31

8

8

35

33

8

8

8

8

32

13

7 24 M

31 8

Wisselaarafstand minimum 6m

3 Glycolmengsel 25 % glycol 45

6

46 8

3

8

28

8 1

Zie hydraulisch schema verwarmingsinstallatie

33

4

1 3 4 6 7 8 13 24 28 29

Warmtepomp met aanvoer- en retouropnemer voor het verwarmingssysteem Trillingsontkoppelde verbinding (flexibele slangen of compensatoren) Trillingsdemping onder toestel (sylomerstroken) Expansievat Veiligheidsafsluiter Afsluiter Dampdichte isolatie Manometer Brinecirculatiepomp Filter aan de bronzijde (1 mm zeefgrootte)

30 31 32 33 34 35 45 46

Opvangreservoir voor brinevloeistof Muurdoorvoer Toevoerleiding Brineverdeler met vul- en aftapinrichting Collectorleiding Automatische ontluchter Verzegelde afsluiter Vul- en aftapafsluiter

Alle leidingdiameters moeten worden berekend op de minimale doorvoercapaciteit van de warmtepomp!


44


Passieve koeling Koeling Koeling van het gebouw Voor het koelbedrijf staan twee varianten ter beschikking: • dynamische koeling, bijvoorbeeld airco (beneden het dauwpunt) • stille dan wel topkoeling, passieve koeling (boven het dauwpunt) Met het geïntegreerde koelpakket in de warmtepomp kan de passieve koeling worden gerealiseerd, hiervoor wordt doorgaans de voor het verwarmen aanwezige vloer- en wandverwarming gebruikt. Passieve koeling Op grond van de in toenemende mate warmere zomermaanden is ook in de woningsector een stijgende vraag aanwezig naar temperatuurbeheersing van de woonruimten in de zomer. Bij toepassing van een brine/water warmtepomp bestaat een goedkope mogelijkheid om de in de bodem aanwezige lage temperaturen aan te wenden voor de koeling van gebouwen in combinatie met een oppervlakteverwarming. Bij de passieve koeling wordt een aanwezig laag temperatuurniveau gemengd tot een temperatuur boven het dauwpunt en door middel van een warmtewisselaar overgedragen aan het verwarmingsmedium. De warmtepomp blijft tijdens de koeling uitgeschakeld, alleen de verwarmings- en brinecirculatiepomp(en) lopen. Het koelvermogen is afhankelijk van de bodemtemperatuur, die onderhevig is aan seizoensschommelingen. De ervaring toont aan dat tegen het einde van een zomer de bodem meer warmte heeft opgeslagen en het koelvermogen afneemt. Dat is speciaal van toepassing op horizontale bodemwarmtewisselaars. Verticale bodemwarmtewisselaars kunnen meer vermogen opbouwen, omdat zij minder worden beïnvloed door de zoninstraling. In principe kan de passieve koeling qua vermogen natuurlijk niet worden vergeleken met een klimaatinstallatie. Voor het koelbedrijf moeten ruimtethermostaten worden gebruikt, die geschikt zijn voor verwarmen en koelen. In het koelbedrijf reageert de ruimtethermostaat omgekeerd als in het verwarmingsbedrijf, zodat bij overschrijding van de gewenste temperatuur de servomotor wordt geopend. Hiervoor zijn er verschillende ruimtethermostaten met een centrale overschakeling of ook met een afzonderlijke overschakeling met de hand. Deze systemen zijn qua comfort en prijs zeer verschillend.


De instelling van de ruimtetemperatuur dient op de ruimtethermostaat zodanig plaats te vinden, dat een temperatuurverschil van 6 °C tussen binnen- en buitentemperatuur niet wordt overschreden. In het ideale geval wordt bij een plafondkoeling de grootste koudeoverdracht bereikt. Dit is echter een koelvariant die met meer investeringskosten gepaard gaat. In de woning wordt de aanwezige oppervlakteverwarming, wand- of vloerverwarming ook voor koeling gebruikt. Bij vloerverwarmingen die voor koelen worden gebruikt, moet de geschiktheid van de bodemopbouw, vooral van de toegepaste dekvloer, door de fabrikant worden vrijgegeven! Voordelen van de passieve koeling • alleen mogelijk voor oppervlakteverwarming • geen tochtverschijnselen • lage investeringskosten • lage bedrijfskosten • spaart de natuurlijke hulpbronnen • milieuvriendelijk • verhoging van jaarrendement door warmteopslag in de bodem

Werkwijze van het koelpakket Om het lage temperatuurniveau van de bodem productief te maken, moet een warmtewisselaar zijn ingebouwd om de energie van het glycol/watermengsel op het verwarmingswater over te dragen, aangezien de aanwezigheid van water/ glycol in de verwarmingsinstallatie met aanzienlijke nadelen is verbonden. Voorts is een mengklep nodig om het koelwater steeds boven het dauwpunttemperatuur te houden. De koelwatertemperatuur kan met de hand worden aangepast. Voor de vrijgave van de koelfunctie moet aan de volgende voorwaarden worden voldaan: • geen warmte- dan wel warmtapwatervraag • handmatige vraag via ruimtethermostaat in een referentieruimte (in de leveringsomvang begrepen) • de brinetemperatuur moet > 5 °C zijn • De buitentemperatuur moet via een vooraf ingestelde periode de geselecteerde waarde overschrijden.


45

Passieve koeling

VRIJE KOELING r o s s re f p m Co t actie nie Koeling via vloerverwarming Bodemcollectoren


46


Water/water warmtepomp

47

Inhoudsoverzicht

.


. . . . . . . . . . .

Warmtebron grondwater......................................................................................... 48 Aanwijzingen voor het ontwerp.................................................................................................................................................................................. 48 Benodigde grondwatertemperatuur en hoeveelheid.................................................................................................................................... 48 Waterkwaliteit........................................................................................................................................................................................................................ 49 Beoordeling van de wateranalyse............................................................................................................................................................................... 49 Leidingen, pompen en appendages........................................................................................................................................................................... 50 Zeewater.................................................................................................................................................................................................................................... 50 Koelwater................................................................................................................................................................................................................................... 50 Tussenwisselaarcircuit......................................................................................................................................................................................................... 50 Passieve koeling...................................................................................................................................................................................................................... 50 Hydraulische integratie...................................................................................................................................................................................................... 51


48


Warmtebron grondwater De benutting van grondwater door winning uit een broninstallatie (onttrekkingsbron) en het weer terugvoeren in de grondwatervoerende laag via een injectiebron, is vanuit energetisch oogpunt bijzonder gunstig. De gedurende het gehele jaar nagenoeg constante watertempertuur maakt een hoog rendement van de warmtepomp mogelijk. Daarbij moet bijzondere aandacht worden geschonken aan de behoefte aan hulpenergie, met name het energieverbruik van de bronpomp. Bij kleine installaties of te grote diepte wordt het vermeende energetische voordeel zeer vaak door de extra pompenergie geconsumeerd en niet zelden leidt dat bij kleine installaties tot een duidelijke beïnvloeding van het jaarrendement. Tevens dient er bij de warmtebron grondwater rekening mee gehouden te worden dat het gaat om een open systeen, dat afhankelijk is van de waterkwaliteit en de waterhoeveelheid. Om die reden moet de beslissing voor toepassing van een grondwaterwarmtepomp heel grondig worden overlegd en vooraf te worden gepland. Verwarmingsruimte Manometer Thermometer

Bronput

Bronput

Afsluiter

Aanwijzingen voor het ontwerp Water/water warmtepompen, die grondwater als warmtebron benutten, werken doorgaans monovalent. Mocht het grondwater niet in voldoende hoeveelheid aanwezig zijn, dan is een bivalente dan wel mono-energetische werkwijze mogelijk. Het grondwater wordt met een transportpomp uit de onttrekkingsbron gehaald en naar de verdamper van de warmtepomp getransporteerd. Daar wordt energie aan het water onttrokken. Afhankelijk van het ontwerp koelt het tot 4 K af, maar verandert overigens niet van kwaliteit. Vervolgens wordt het water via een injectiebron weer aan hetzelfde grondwater toegevoerd. Winning en lozing moeten in de stromingsrichting van het grondwater geschieden, zodat „stromingskortsluiting“ kan worden uitgesloten. Tussen onttrekkingsbron en injectiebron moet een minimumafstand van circa 10 tot 15 m worden aangehouden. Ter bescherming van de rechten van de buren moeten de onttrekkings- en injectiebronnen op een redelijke afstand tot de perceelgrens worden gebouwd. Grondwater onttrekkingen, die zich in de onmiddellijke nabijheid bevinden, mogen niet wezenlijk worden beïnvloed. Inlichtingen hierover worden door het Waterschap verstrekt.

Flexibele slangen

Warmtepomp Afstand 10 tot 15 m Afvoerleiding

Aanvoerleiding Terugslagklep

Toevoer- en afvoerleiding vorstvrij installeren, met afschot naar de bron

Dompelpomp Stromingsrichting grondwater Injectiebron Onttrekkingsbron

Wanneer grondwater in de vereiste hoeveelheid en kwaliteit aanwezig is, moet dat bij voorkeur als warmtebron worden gebruikt. Diepe boringen drijven de investeringskosten omhoog, daarom moet voor één- of tweegezinswoningen het productieve grondwater op een diepte van ten hoogste 15 m liggen. Voor industriële- of grote installaties kunnen ook grotere onttrekkingsdieptes beslist zinvol zijn.

Benodigde grondwatertemperatuur en hoeveelheid Bij toepassing van water/water warmtepompen moeten aan de warmtebron in technisch opzicht de volgende eisen te worden gesteld: • Watertemperatuur: Het grondwater moet over het gehele jaar een minimumtemperatuur van + 7 °C bezitten. Normaal gesproken is dit gewaarborgd vanaf een brondiepte van 8 tot 10 m. Het dient gewaarborgd te zijn dat smeltwaterinfiltraties in het voorjaar uitgesloten zijn. Oppervlaktewater is in de regel niet geschikt, een gelijkblijvende temperatuur van + 7 °C kan niet worden gegarandeerd en de verontreiniging is te hoog. • Waterhoeveelheid: Afhankelijk van het benodigde verwarmingsvermogen is een minimum waterhoeveelheid noodzakelijk, die door de broninstallatie als continuvermogen moet worden opgebracht. De vereiste minimumcapaciteiten voor de afzonderlijke warmtepomptypes staan vermeld in de Technische gegevens. Een proefboring verstrekt informatie of de vereiste waterhoeveelheid ter beschikking kan worden gesteld evenals over de kwaliteit en de temperatuur van het water.



49

Warmtebron grondwater Waterkwaliteit In de verdamper van de warmtepomp dienen zo mogelijk geen vaste stofdeeltjes (zand etcetera) terecht te komen. Preventief bevat iedere water/water warmtepomp een vuilfilter, dat gemonteerd moet worden bij de bronintrede van de warmtepomp. De vuilfilters mogen in geen geval bij de WP installatie worden verwijderd. Bij inrichting van de broninstallatie moet de afwezigheid van zand worden gewaarborgd. De uiteinden van de zuigen retourleidingen moeten steeds voldoende diep onder de waterspiegel van de bron liggen, zodat het water geen zuurstof kan opnemen. Zuurstof leidt tot uitvlokking van ijzer en mangaan, die kunnen leiden tot vergeling van de injectiebron en van de warmtewisselaar. Bij water/water toestellen wordt een wateranalyse verlangd om bronstoringen reeds bij het ontwerpen van de installatie te kunnen uitsluiten.

Beoordeling van de wateranalyse (volgens tabel)

Inhoudsstoffen van het water

Minimum eis

Zuurstofverzadiging van het water

< 25 %

Zuurstofgehalte van het water

< 2,3 mg/l

pH-waarde

> 6,0

IJzergehalte

< 0,2 mg/l

Mangaangehalte

< 0,1 mg/l

Chloridegehalte

< 300 mg/l

Vrij chloorgehalte

< 5 mg/l

Watertemperatuur en vertroebeling van het water moeten strikt worden gecontroleerd.

Bij water/water toestellen wordt een wateranalyse verlangd om bronstoringen reeds bij het ontwerpen van de installatie te kunnen uitsluiten. Het gebruik van de warmtepomp in combinatie met oppervlaktewater, afvalwater of mengsels van water met loog, zuren en chloor evenals industriewater is niet toegestaan. Wateranalyses worden uitgevoerd door een erkend laboratorium voor wateranalyse. Eerste aanwijzingen over een mogelijke exploitatie van grondwater kunnen worden ingewonnen bij de Provincie.


50


Warmtebron grondwater Leidingen, pompen en appendages Leidingen (39, 40) Leidingen moet vorstvrij en steeds op afschot naar de bron worden geïnstalleerd. Daarbij moeten de warmteverliezen op het traject van onttrekkingsbron naar warmtepomp zo gering mogelijk zijn. Ook het uit de warmtepomp weglopende grondwater mag niet verder worden afgekoeld. Om geen lucht in het grondwatercircuit te laten binnendringen, moet het leidingsysteem van de broninstallatie luchtdicht zijn afgesloten. In het gebied van de muurdoorvoer alsmede alle in de woning geïnstalleerde grondwatervoerende leidingen en componenten moeten dampdicht geïsoleerd worden. Dit houdt in dat een diffusiedichte isolatie ter voorkoming van condenswatervorming en beschadiging door vocht moet worden aangebracht. De leidingen moeten vanuit het oogpunt van geringere drukverliezen worden gedimensioneerd. Pomp (36): Voor het ontwerp van de pomp is een gedetailleerde leidingnetberekening noodzakelijk. De pomp moet zodanig worden geselecteerd, dat de minimum watercapaciteit met inachtneming van alle optredende drukverliezen in de warmtebroninstallatie wordt gewaarborgd. Indien uit meerdere pomptypes kan worden gekozen, moet voor de energetisch meest gunstige pomp worden gekozen. Vuilfilter (29) Het is verplicht het door de fabriek bij de warmtepomp bijgeleverd vuilfilter te monteren. Het vuilfilter dient met regelmatige tussenpozen gecontroleerd en gereinigd te worden. Manometer, thermometer (24) Voor de controle van de temperatuur moet zowel op de ingang als op de uitgang van de warmtepomp een thermometer worden geïnstalleerd. De verontreinigingsgraad van het vuilfilter moet steeds door een manometer vóór het vuilfilter en aan de uittree van de warmtepomp gecontroleerd worden Zeewater Het directe gebruik van zeewater is in de regel verbonden met verontreinigingsproblemen. Een mogelijkheid om warmte uit een meer te benutten, bestaat daarin, een collector in het water te leggen en met een brine/water warmtepomp energie te onttrekken. Dit dient echter vooraf zeer zorgvulig te worden gepland en is alleen mogelijk wanneer het meer groot genoeg is en/of er sprake is van stromend water. Op de bevestiging van de collectorleidingen dient hierbij uiterst nauwlettend te worden toegezien, daar dit zeer hoge kosten kan veroorzaken. Koelwater Belangrijk zijn opbrengst, waterkwaliteit en temperatuurniveau van het ter beschikking staande koelwater. Indien de brontemperatuur sterk schommelt, moet bij enkele toesteltypes de volumestroom door middel van een thermostatisch ventiel aan het verdampervermogen worden aangepast.


Ook een te hoge intrede van de brontemperatuur is schadelijk voor de warmtepomp. Neem de betreffende toepassingsgrenzen in acht. Het koelwater kan of direct worden gebruikt (directe benutting van de afvalwarmte) afbeelding 2, of er moet, indien nodig, een hulpcircuit (warmtewisselaar) tussengeschakeld worden (indirecte benutting van afvalwarmte) afbeelding 1. Verwarmingssysteem

Afbeelding 1

1 Koelwater 2 Primaircircuitpomp 3 Handventiel 4 Warmtewisselaar

Warmtepomp

Koelwater

Afbeelding 2 Verwarmingssysteem

Koelwater

1 3-weg-mengklep 2 Primaircircuitpomp 3 Handventiel 4 Stelaandrijving met regelaar

Warmtepomp

Bij direct gebruik van koelwater moet de waterkwaliteit worden gecontroleerd. Bij open koelcircuits moet steeds een tussenwarmtewisselaar (4) worden ingebouwd.

Scheidingswarmtewisselaarcircuit Indien de waterkwaliteit niet voldoende goed is beoordeeld, bestaat de mogelijkheid grondwater als warmtebron te ontsluiten met een scheidingswarmtewisselaar. In dat geval moet een brine/water toestel worden ingezet. Let op: Verwarmingsvermogen van de brine/water warmtepomp in combinatie met grondwater inachtnemen. In de regel kan een toestel met een maat kleiner worden gebruikt. Integratie zie hydrauliekschema op de volgende bladzijde.

Passieve koeling Wanneer met de warmtebron grondwater passief moet worden gekoeld, moet de integratie eveneens via een scheidingswarmtewisselaar plaatsvinden met een brine/water toestel met geïntegreerde koelfunctie.


51

Warmtebron grondwater Hydraulische inpassing

31

8

13

29

3

39

Onttrekkingsbron 10 - 15 m

1

Injectiebron

8

31

3

Zie hydrauliek verwarmingsinstallatie

38 >F

13

40

10 4 36 Stromingsrichting grondwater

7

13

8

24 M

29

3 6

Glycolmengsel 25 % glycol

39

1 45

40

Onttrekkingsbron 10 - 15 m

31

13

8

Injectiebron

46

24 M

3

8

28

8

>F 38

Zie hydrauliek verwarmingsinstallatie

31

24 M

4

Scheidingswisselaar

10 Brine/water warmtepomp 36 Stromingsrichting grondwater

1 3 4 6 7 8 10 13 24 28 29

Warmtepomp met aanvoer- en retouropnemer voor het verwarmingssysteem Trillingsontkoppelde verbinding (flexibele slangen of compensatoren) Toestelondergrond (sylomerstroken) Expansievat Veiligheidsafsluiter Afsluiter Terugslagklep Dampdichte isolatie Manometer Brinecirculatiepomp Filter aan de bronzijde (1 mm zeefgrootte)

31 36 37 38 39 40 45 46

Muurdoorvoer Bronpomp (corrosiebestendigen dompelpomp) Thermostaat 0 °C - 16 °C Doorstromingsschakelaar Onttrekkingsbronleiding Injectiebronleiding Verzegelde afsluiter Vul- en aftapafsluiter

Alle leidingdoorsneden moeten worden berekend op de minimale doorvoercapaciteit van de waterpomp!


52


Toepassingsgebieden van de warmtepomp

53

Integratie in het verwarmingssysteem

…

Toepassingsgebieden van de warmtepomp………………………………………… 53

… … … … … … …

Integratie in het verwarmingssysteem… ……………………………………………………………………… 54 Volumestroom verwarmingswater…………………………………………………………………………………………54 Gebruik van een buffervat… ………………………………………………………………………………………………55 Warmtapwaterbereiding……………………………………………………………………………………………………56 Thermische desinfection……………………………………………………………………………………………………56 Bereiding van warmtapwater met de warmtepomp… ……………………………………………………………………57 Inbouw en installatie… ……………………………………………………………………………………………………57

…

…

Zwembadverwarming… ……………………………………………………………… 58

… … … …

Integratie zwembad… ……………………………………………………………………………………………… 58 Overdekt zwembad… ……………………………………………………………………………………………………58 Buitenbad……………………………………………………………………………………………………………………58


54



LWC 80M-I/VL met 300 liter warmtapwaterbuffervat

Volumestroom verwarmingswater Om een storingsvrije warmtepompinstallatie te waarborgen, moet de nominale volumestroom van het verwarmingswater worden aangehouden. Voor de overdracht van het verwarmingsvermogen van de warmtepomp zijn de volgende grootheden van belang: • de doorstromende hoeveelheid verwarmingswater (m ˙) in m3 /h • het temperatuurverschil tussen aanvoer en retour (t) en • de specifieke warmte-inhoud van het water (c) . QWP

.

= m x c x t (kW)

De specifieke warmte-inhoud van het water (c = 1,16 kWh/ m3 x K) kan als nagenoeg constant worden beschouwd. Het temperatuurverschil moet circa 5 K tot 8 K tussen in- en uitgang van de warmtepomp bedragen. Verandert men de formule dan ontstaat uit deze waarden . de vereiste volumestroom van verwarmingswater m:

. m . = volumestroom van verwarmingswater in m3 /h Q WP = verwarmingsvermogen van de warmtepomp in kW c = specifieke warmtecapaciteit voor water in kWh/m3 x K t = temperatuurverschil tussen aanvoer- en retourwater in K Alleen wanneer deze voor de betreffende warmepomp vereiste volumestroom wordt aangehouden, kan de warmtepomp de noodzakelijke verwarmingsvermogen en rendement opbrengen. Wanneer een duidelijke onderschrijding van deze doorstroomhoeveelheid aan verwarmingswater optreedt, wordt het temperatuurverschil tussen in- en uitgang van de warmtepomp groter. Dit kan ertoe leiden, dat de warmtepomp haar bovenste toepassingsgrens bereikt en via de veiligheidsorganen (hogedrukpressostaat) wordt uitgeschakeld. Op grond van de dan actuele storing wordt geen warmte meer geleverd. De meest voorkomende oorzaken voor hogedrukstoringen zijn: • lucht in het verwarmingssysteemΔ • te klein gedimensioneerde circulatiepomp dan wel te hoog drukverlies in het verwarmingssysteem door bijvoorbeeld te lange deelstrangen bij vloerverwarmingen (maximaal 100 m) of te kleine leidingdiameter. • defect van de circulatiepomp • circulatiepomp elektronisch toerengeregeld • geen overstortventiel en buffervat gebruikt • vuilfilter verontreinigd



55


300 liter warmwater buffer en 200 liter buffervat

Toepassing van een buffervat Het buffervat is een zuivere functieopslag om het ontdooiingsproces bij de lucht/water warmtepompen te waarborgen. Bij lucht/water warmtepompen met circulatieomkeer is een buffer dwingend noodzakelijk, omdat de energie die voor de ontdooiing van de verdamper nodig is voornamelijk aan het verwarmingscircuit wordt onttrokken. Indien het buffervat wordt gebruikt ter overbrugging van spertijden, is een objectgerelateerde berekening noodzakelijk. Dit ontwerp dient uitsluitend bij slecht geïsoleerde gebouwen te worden aangewend. Bij alle goed geïsoleerde gebouwen is voldoende buffermassa aanwezig om de door het energiebedrijf geschakelde spertijden te overbruggen. De volgende uitvoeringsvarianten van de hydraulische integratie van een buffervat zijn gebruikelijk: • Integratie buffervat als serie geschakeld – monovalente integratie: buffervat in de retour – mono-energetische integratie: buffervat in de aanvoer met ingebouwd elektrisch verwarmingselement • Integratie buffervat als hydraulische scheiding

Bij kleine verwarmingscircuits, die in de overgangsperiode slechts afzonderlijk zijn geopend, stijgt het drukverlies in het verwarmingscircuit. Daardoor stroomt het grootste gedeelte van het verwarmingswater door het overstortventiel. De retourtemperatuur stijgt en in bepaalde omstandigheden schakelt de warmtepomp voortijdig uit voordat de ruimten warm zijn. De aansluitingsvoorwaarden van het energiebedrijf schrijven voor dat de warmtepomp slechts driemaal per uur ingeschakeld mag worden. Een nieuwe start van de warmtepomp zou daarom eventueel niet mogelijk zijn. Bij het gebruikelijke mono-energetische installatiebedrijf moet het buffervat worden geïnstalleerd met een elektrisch verwarmingselement in de aanvoer. Bij gelijktijdig bedrijf van warmtepomp en elektrisch verwarmingselement verwarmt de warmtepomp het verwarmingswater en het elektrische verwarmingselement neemt de naverwarming over, dit geldt ook voor mono-energetische brine/water warmtepompen. Het buffervat mag uitsluitend worden opgesteld in een vorstvrije ruimte. Alle aansluitingen bevinden zich buiten de isolatie. Wanneer een aansluitmof niet wordt gebruikt, moet deze met een kap of een afsluitstop worden afgedicht. Aan de onderste aansluitmof moet worden gezorgd voor een aftapmogelijkheid. Buffervaten zijn niet geëmailleerd en mogen daarom in geen geval worden gebruikt voor de verwarming van warmtapwater. De elektrische verwarmingselementen zijn speciaal vervaardigd voor de Alpha-InnoTec buffervaten. Wanneer deze in een vreemd buffervat wordt ingebouwd, mag een onverwarmde lengte van 30 mm niet worden overschreden.


56


Integratie in het verwarmingssysteem Warmtapwaterbehoefte In Europese huishoudingen wordt gemiddeld 140 liter water per persoon/per dag verbruikt. Het grootste gedeelte van het water wordt gebruikt voor baden en/of douchen en voor de toiletspoeling. Ongeveer de helft van het in de huidhouding verbruikte water wordt vóór het gebruik verwarmd. Waterhoeveelheid: en temperatuur per gebruik l

°C

10 - 20

50-551)

120 - 150

40

Douche

30 - 50

40

Wastafel

10 - 15

40

Fonteintje

1-5

40

Spoelbak Bad

1)

Voor de tapwatertemperatuur moet de NEN 1006 worden aangehouden.

In kleinere installaties (één- tweegezinswoningen) moet de centrale bereiding van warmtapwater zoveel mogelijk worden begrensd op een temperatuur van 55 °C. Mocht aan het aanrecht een hogere temperatuur (bijvoorbeeld 50 – 60 °C) gewenst zijn, dan kan die worden verwarmd door een eigen waterverwarmer. Dat kan een klein buffervat zijn. Een gesloten klein buffervat kan het door de warmtepompinstallatie verwarmde water verder verwarmen, een open klein buffervat moet met koud water worden gevoed. Door een dergelijk installatieconcept kan effectief met de warmtepomp worden gewerkt, warmteverliezen en verkalking worden gereduceerd. Bij grotere installaties (appartementen, hotels, bejaardenhuizen of ook sportgebouwen) moet bij het warmwatertappunt een minimumtemperatuur van 60 °C worden aangehouden (temperatuur circulatieleiding min. 60 °C). Voor deze toepassingsgevallen worden door Alpha-InnoTec speciale warmtepompen aangeboden, die in combinatie met correct geselecteerde warmtapwaterbuffervaten warmwatertemperaturen van ca. 60 °C mogelijk maken. België

Het verbruik van warm water is sterk afhankelijk van de individuele gebruiksgewoonten en is niet continu. Zo wordt het grootste gedeelte van het water voor de lichaamsverzorging in de regel in de vroege ochtend gebruikt. Op ervaringswaarden gebaseerde tabellen geven handvaten voor het ontwerp. Verbruik warmtapwater Afwassen Schoonmaken 6 % 6%

Koken, drinken 2% Toilette 31 %

De wettelijke bepalingen, opgelegd door de Gewestelijke overheden, kunnen naar deze voorschriften verwijzen. De huishoudelijke Belgaqua voorschriften zijn gebaseerd op de NBN EN 1717. De niet-huishoudelijke Belgaqua voorschriften werden voor een deel ook aangepast. De overige blijven voorlopig gebaseerd op het EUREAU-document (Montout methode). Thermische desinfectie (legionella) Met de warmtepomp kan een thermische desinfectie worden geprogrammeerd. De thermische desinfectie is voor iedere werkdag afzonderlijk of in continu bedrijf mogelijk. De temperatuur voor de thermische desinfectie is variabel instelbaar tot maximaal 70 °C. Om deze temperaturen te bereiken, is echter een elektrisch verwarmingselement nodig.

Tuin 4% Douchen baden 37 %

Wassen 14 %

Het water voor lichaamsverzorging, poetsen en afwassen wordt warm uit de leiding getapt. Voor het grootste gedeelte daarvan is een temperatuur van 40 °C nodig. Alleen bij een klein gedeelte is de hogere temperatuur van 50 °C noodzakelijk. Verbruiksklasse

Warm water behoefte 45 °C l/(d*pers.)

spec. gebruikswarmte (Wh/d*pers)

Laag verbruik

15 - 30

600 - 1200

Gemiddeld verbruik

30 - 60

1200 - 2400

Hoog verbruik

60 - 120

2400 - 4800


Wanneer een thermische desinfectie wordt toegepast, dan moet de werking met warm watertemperaturen > 60 °C strikt worden gecontroleerd. De activering van de thermische desinfectie is echter alleen zinvol wanneer alle aangesloten leidingen en tappunten doorstroomd worden. Tijdens de opwarmfase moet erop worden gelet, dat alle tappunten gesloten blijven, aangezien anders onnodig hoge opwarmtijden en daarmee verbonden hoge bedrijfskosten ontstaan. Er moet rekening mee worden gehouden dat bij de centrale bereiding van warmtapwater warmteverliezen optreden door de verdeling van het warme water. Deze zijn bijzonder hoog bij circulatieleidingen. Warmtapwaterleidingen moeten in ieder geval goed geïsoleerd worden. Circulatieleidingen moeten zoveel mogelijk worden vermeden. Indien circulatieleidingen noodzakelijk zijn, moet de bedrijfstijd door een schakelklok, handmatig bediende schakelaar of een temperatuurgestuurde drinkwatercirculatiepomp tot een minimum worden gereduceerd.


57

Integratie in het verwarmingssysteem Bereiding van warmtapwater met de warmtepomp Warmtapwaterbuffervaten dienen voor de verwarming van drinkwater . De verwarming vindt indirect plaats via een ingebouwde warmtewisselaar. De grootte van het warmtapwaterbuffervat is afhankelijk van: - de benodigde behoefte aan warmtapwater - het verwarmingsvermogen van de warmtepomp De integratie van het warmtapwaterbuffervat dient parallel aan de verwarming plaats te vinden. Aangezien in de regel de verwarming van warmtapwater en verwarming verschillende temperaturen vereisen, is in de warmtepompregelaar een preferente warmtapwaterschakeling ondergebracht. De verwarming wordt tijdens de bereiding van warmtapwater uitgeschakeld. Let op: Bij warmtapwaterbuffervaten is telkens het maximaal toelaatbare verwarmingsvermogen aangegeven. Dit moet strikt worden aangehouden. Bij de lucht/water warmtepompen moet het verwarmingsvermogen worden afgeleid uit de vermogensgrafieken bij maximale buitentemperatuur. De warmtapwaterbuffervaten van Alpha-InnoTec hebben een cilindrische vorm. Zij zijn geïsoleerd met een PU-hardschuimlaag die direct op het buffervat is opgeschuimd. Deze laag wordt met een PVC-folie gecacheerd. Alle aansluitingen komen aan één zijde uit het buffervat. De warmtewisselaar bestaat uit een ingelaste, spiaalvormig gebogen buisspiraal. In dien nodig is als toebehoren bij het warmwaterbuffervat een elektrisch verwarmingselement verkrijgbaar.

In de aansluiting van het verwarmingswater moet in ieder geval een terugslagklep worden aangebracht om ongecontroleerd opwarmen of afkoelen van het buffervat te voorkomen. De installatie moet zijn uitgerust met een voor dit doel gecontroleerd, naar het buffervat toe niet afsluitbaar, veiligheidsventiel. Tussen buffervat en veiligheidsventiel mogen geen vernauwingen, zoals vuilfilters, worden ingebouwd. Om de druk in het buffervat niet ontoelaatbaar te laten stijgen, moet bij het opwarmen van het buffervat water uit het veiligheidsventiel stromen. De afvoer van het veiligheidsventiel moet vrij en zonder vernauwing uitmonden op een afvoer. Het veiligheidsventiel dient op een goed toegankelijke en zichtbare plaats te worden aangebracht, zodat het ventiel af en toe kan worden ontlucht. De afblaasleiding vanaf het veiligheidsventiel tot aan de afvoer, moet tenminste zijn uitgevoerd in de grootte van de aansluitdiameter van het veiligheidsventiel. Wanneer om dwingende redenen meer dan twee bochten of een lengte van meer dan 2 m noodzakelijk zijn, dan moet de gehele afvoerleiding met één nominale doorlaat groter worden uitgevoerd. Meer dan drie bochten of een lengte van meer dan 4 m is niet toegestaan. De afvoerleiding achter de opvangtrechter moet tenminste de dubbele diameter van de ventielingang zijn. Het veiligheidsventiel moet zodanig zijn ingesteld, dat de inschakeldruk 6 bar niet overschrijdt. Ter voorkoming van waterverlies via het veiligheidsventiel, kan een voor drinkwater geschikt expansievat worden ingebouwd. Het expansievat moet worden ingebouwd in de koudwaterleiding tussen buffervat en veiligheidscomponent. Daarbij moet het expansievat bij iedere keer dat water wordt getapt, met drinkwater worden doorstroomd.

Inbouw en installatie Het buffervat mag uitsluitend worden opgesteld in een vorstvrije ruimte. De opstelling en inbedrijfname moet door een erkend installatiebedrijf worden uitgevoerd. De montage beperkt zich tot de waterzijdige aansluiting en de elektrische aansluiting van de opnemer. Alle aansluitingen moeten via koppelingen worden aangesloten. Zij moeten met inbegrip van de appendages worden beschermd tegen warmteverliezen. Niet of slecht geïsoleerde aansluitleidingen leiden tot energieverliezen die vele malen hoger zijn dan het energieverlies van het buffervat.

Om terugstroming van verwarmd water in de koudwaterleiding te voorkomen, moet een terugslagklep (voorkoming van terugstroming) worden ingebouwd. Wanneer de druk van het waterleidingnet 6 bar overschrijden kan, is in de aansluitleiding een drukregelaar vereist. Voor onderhoudsdoeleinden zijn in de water- en verwarmingswaterleidingen afsluiters en aan de aansluiting van de koudwaterleiding een aftapmogelijkheid nodig.


58


Zwembadverwarming Algemeen Voor de verwarming van buitenbaden zijn met name lucht/ water warmtepompen geschikt. De zachte temperaturen tijdens het zwemseizoen maken hoge rendementen mogelijk. In de maanden maart en april evenals september en oktober, in de overgangstijd dus, is de zoninstraling zeer laag. Dat geldt natuurlijk ook voor de slecht weer perioden. Het water van het zwembassin kan niet voldoende worden verwarmd. Ondanks relatief milde temperaturen is het mogelijk, dat het water in het zwembad zelfs afkoelt. De lucht/water warmtepomp verwarmt in de genoemde perioden het water en houdt het op een aangename badtemperatuur doordat zij de milde omgevingstemperatuur aanzuigt, afkoelt en de aldus gewonnen energie via een platenwarmtewisselaar aan het zwembadwater overdraagt.

Ruimtetemperatuur

20 °C

Watertemperatuur 24 °C

28 °C

23 °C

90 W/m²

165 W/m²

265 W/m²

25 °C

65 W/m²

140 W/m²

240 W/m²

28 °C

20 W/m²

100 W/m²

195 W/m²

Wanneer de zwembaden worden voorzien van een bassinafdekking en maximaal 2 uur per dag worden gebruikt, kunnen de vermogens tot 50 % worden gereduceerd.

Het overdrachtsvermogen van de warmtewisselaar moet worden aangepast aan het verwarmingsvermogen van de warmtepomp. Bij lucht/water warmtepompen moet het vermogen bij + 30 °C (buitenluchttemperatuur) bij het ontwerp in acht genomen worden. De aansluiting van de zwembadwarmtewisselaar aan een aanwezige warmtepomp wordt parallel aan het verwarmingscircuit en de bereiding van warm water uitgevoerd. Bij de warmtevraag zorgt een thermostaat voor de doorverbinding van de circulatiepomp en de filterinstallatie van het zwembad. De zwembadwarmtewisselaar moet worden ontworpen op het relatief lage temperatuurniveau van de warmtepomp. Voor de praktijk betekent dit, dat het wisselaaroppervlak het vijf- tot zevenvoudige bedraagt ten opzichte van een conventionele ketelinstallatie met een ontwerptemperatuur van 90 / 70 °C. Tijdens een warmtevraag voor verwarming van het zwembadwater moet gewaarborgd zijn, dat de secundaire pomp in het zwembadcircuit loopt om de opgewekte energie te kunnen afvoeren. Er mag geen filterterugspoeling tijdens de verwarmingsfase plaatsvinden. Voor een vergrendeling tussen warmtevraag en een terugspoeling dient absoluut te worden gezorgd.

Belangrijk voor de verlaging van het energieverbuik is de afdekking van het zwembassin.

De verwarming wordt tijdens het verwarmen van het bassinwater uitgeschakeld. Met name bij overdekte zwembaden die het gehele jaar door worden gebruikt, wordt aanbevolen de verwarming van het bassinwater te verplaatsen naar de nachtelijke uren. Buitenbad In tegenstelling tot een overdekt zwembad is de warmtebehoefte van een buitenbad in belangrijke mate afhankelijk van de klimaatomstandigheden, de windsituatie van het bassin, de gebruiksperiode en de bassintemperatuur en van de vraag of er is voorzien in een afdekking van het wateroppervlak.

Overdekt zwembad Overdekte zwembaden worden meestel het gehele jaar gebruikt. Daarom moet zowel voor de ruimteverwarming alsook voor de verwarming van het bassinwater de vermogensbehoefte mee worden berekend in de totale vermogensbehoefte van de warmtepomp. Voor de ruimteverwarming kunnen radiatoren en/of vloerverwarming en/of ontvochtigingsinstallaties worden gepland, die in de berekening moeten worden meegenomen. De juiste vermogensbehoefte moet met een berekening van de benodigde warmte worden vastgesteld. De warmtebehoefte van het zwembadwater is afhankelijk van de bassinwatertemperatuur, het verschil ten opzichte van de ruimtetemperatuur en het gebruik van het zwembad. Aanknopingspunten warmtebehoefte overdekt zwembad ten opzichte van de verwarming van het zwembassin: Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

De vermogensvraag aan de warmtepomp voor de waterbereiding van een zwembassin en daarmee het energieverbruik is uitsluitend afhankelijk van de benuttingsfactor. Wanneer het buitenbad in de verwarmingsvrije periode kort wordt opgewarmd, kan de behoefte aan warmte worden verwaarloosd. Wanneer het zwembassin onbeschermd is en 24 uur per dag wordt verwarmd, kan de warmtebehoefte de orde van grootte van een woonhuis overtreffen.


59

Zwembadverwarming Richtwaarden warmtebehoefte buitenbad: Watertemperatuur met afdekking 2) zonder afdekking Beschermde ligging zonder afdekking Gedeeltelijk beschermde ligging zonder afdekking Onbeschermd (harde wind)

1)

20 °C

24 °C

28 °C

100 W/m²

150 W/m²

200 W/m²

200 W/m²

400 W/m²

600 W/m²

300 W/m²

500 W/m²

700 W/m²

450 W/m²

800 W/m² 1000 W/m²

Alleen bij een brine/water warmtepomp moet met de dimensionering van de warmtebron rekening worden gehouden en bij een zwembadverwarming rekening gehouden worden met vergroting van het collector- of verticale bodemwarmtewisselaar veld. Warmtepompen voor buitenbadverwarming onttrekken warmte aan de buitenlucht om daarmee het bassinwater op temperatuur te houden. Tijdens het badseizoen bedraagt de buitentemperatuur gemiddeld + 15 °C. De warmtepompen leveren daardoor uitstekende rendementen. De warmteopbrengst is viermaal zo hoog als bij de toepassing van stroom, dat wil zeggen 1 kW uit de wandcontactdoos plus 3 kW opgeslagen zonne-energie uit de lucht verwarmen het bassinwater op een aangename temperatuur.

1) voor een denkbeeldige periode mei tot en met september

Aansluiting buitenbadverwarming

2) alleen geldig voor privé zwembaden bij een gebruik van 2 uur per dag

Zwembassin

Bij het voor de eerste keer opwarmen van het bassin tot 20 °C is een warmtehoeveelheid van circa 12 kWh/m³ bassinhoud nodig. Afhankelijk van de afmeting van het bassin en het geïnstalleerde verwarmingsvermogen zijn dus opwarmperioden van enkele dagen noodzakelijk. Indien het zwembad uitsluitend buiten het verwarmingsseizoen wordt verwarmd, hoeft met de vermogensbehoefte niet extra rekening worden gehouden. Dit geldt ook wanneer de opwarming van het bassinwater naar de nachtelijke uren kan worden verplaatst en de verwarming tijdens die periode is verlaagd.

Waterfilter

Warmtepomp

Afsluiter

Circulatiepomp

In tegenstelling tot zonne-collectoren verwarmen warmtepompen het bassinwater van het zwembad onafhankelijk van de duur en de intensiteit van de zon. Het ontwerp van de warmtepomp vindt plaats volgens de selectiediagrammen vanaf bladzijde 21.


60


Toepassingsgebieden Praktische tips en veelgestelde van de warmtepomp vragen

4.1 Praktische tips en veelgestelde vragen. . . . . . . . .

61

Praktische tips en veelgestelde vragen Hulp bij de argumentatie voor de warmtepomp..........................................................................................................................................63 De meest gestelde vragen van de consument............................................................................................................................................... 64 De meest gestelde vragen over de projectering...........................................................................................................................................66 Overzicht van typische installatiefouten..............................................................................................................................................................67 Checklijst „Van planning tot inbedrijfname“......................................................................................................................................................68 De warmtepompmarkt in Nederland, België en Duitsland....................................................................................................................69 Formuleverzameling.........................................................................................................................................................................................................70

4.2 Woordenlijst . .

Woordenlijst.........................................................................................................................................................................................................................73


62


Praktische tips en veelgestelde vragen


63

Hulp bij de argumentatie voor de warmtepomp Warmtepompen behoren tot de meest effectieve en ecologisch meest zinvolle technieken op het gebied van hernieuwbare energieën. Zij kunnen, in tegenstelling tot de toepassing van directe zonne-energie: productief maken van opgeslagen zonne-energie, ook ’s nachts onafhankelijk van het jaargetijde.

• doeltreffende, (subsidievrije) maatregel tegen het broeikaseffect • schone verwarming • geen explosiegevaar

De belangrijkste voordelen in één oogopslag:

Rendabiliteit: • toepassing van kosteloze milieu-energie • laagste bedrijfskosten (tot 50 % gunstiger dan olie of gas) • geen schoorsteen nodig (kostenbesparing) • geen brandstofopslagruimte (olietanks), waardoor ruimtewinst • onafhankelijkheid van stijgende olie- en gasprijzen • besparing op verwarmingskosten – ieder jaar opnieuw

• verwarmingsysteem dat tevens warmteterugwinning mogelijk maakt • de energievoorraad wordt kosteloos door de zon aangevuld

Toegenomen comfort en levenskwaliteit: • Fluisterzacht en risicoloos in bedrijf, dat wil zeggen, opstelling bijvoorbeeld in een huishoudelijke ruimte mogelijk. • betrouwbare beproefde techniek, nagenoeg onderhoudsvrij • eenvoudige bediening – optimaal regelbaar – spaart volautomatisch veel energie

• geen aansluitkosten voor gasleiding • koeling in de zomer mogelijk • geen verse lucht opening voor verbrandingslucht nodig • ontvochtiging van kelderruimten mogelijk • snelle en eenvoudige inbouw en onderhoudsvrij bedrijf • hoog jaarrendement • warmtepompen worden exact op de warmtebehoefte van het gebouw ontworpen. De meeste andere verwarmingssystemen zijn meestal overgedimensioneerd, wat tot hogere bedrijfskosten leidt • mogelijke meerkosten bij investering vloeien na enkele jaren via lagere bedrijfskosten terug (terugverdientijd)

• geen onaangename geuren in de woning • eenvoudig aan te passen, ook in combinatie met een tweede warmteopwekker • hoge bedrijfsveiligheid • Ruimtewinnend en plaatsbesparend • verwarming, ventilatie, koeling en warmtapwaterbereiding in één toestel mogelijk

Milieuvriendelijkheid: • 24 uur per dag verwarmen met opgeslagen zonnewarmte, onafhankelijk van de jaargetijden - > Dat speelt geen enkel ander systeem klaar.

Verwarmen met de warmtepomp =

• de warmtepomp verwarmt zonder vlammen ter plaatse, dus ook zonder uitstoot van schadelijke stoffen ter plaatse.

CO2 reductie voor generaties

• milieuvriendelijk verwarmen: de warmtepomp heeft wel het grootste CO2 besparingspotentieel van alle energieopwekkers (studie Universiteit München) • gekoppeld met regeneratief opgewekte stroom zijn warmtepompen de enige werkelijke “nul-emissie verwarmingen” die op de markt verkrijgbaar zijn.

efficiëncy + duurzaamheid =

Andere verwarmingssystemen hebben traditie, de warmtepomp heeft de toekomst!


64


De meest gestelde vragen van de eindklant Wat spaar ik met een warmtepompverwarmingsinstallatie? Op het gebied van de bedrijfskosten is de warmtepomp nagenoeg onverslaanbaar. In aanmerking nemende dat de prijzen voor fossiele energieën zoals olie en gas ook in de toekomst beduidend meer zullen stijgen dan voor stroom, zal dit voordeel nog wel sterker ten gunste van de warmtepomp tot uitdrukking komen. Een kilowattuur verwarmingswarmte kost

Aansluitkostem Warmtebron

g

Warmteverdeling

as

ve r

w

w

NL

G

lie ve r O

D

co min ve nde g rw ns W arm atie ar m ing t m W epo et a m to rm p ev te oe po gin m ge p n

Warmteopwekker

in

3,3 2,8

Oliereservoir

ar

3,7

Bouwkundige maatregelen

as

4,5

G

4,3

m

5,3

ar

6,1 5,2

5,4

Brine-WP jaarrendement 4

5,6

Lucht-WP jaarrendement 3

7,3

Op het eerste gezicht zijn de investeringskosten voor een warmtepomp hoger dan voor een traditioneel verwarmingssysteem. Een realistische beschouwing (toestelkosten plus aanschafkosten, onderhoud etcetera) geeft een geheel ander beeld. Investeringskosten EUR

(Rp/kWh) Olie jaarlijkse energiebenuttingsfactor 90 %

(ct/kWh) 8,3

Gas jaarlijkse energiebenuttingsfactor 90 %

(ct/kWh)

Wat kost de warmtepomp in vergelijking met andere verwarmingssystemen?

Totale verwarmingskosten EUR per jaar

B

Gemiddelde prijs van de variabele energiekosten, stand 2006, bron: eigen onderzoek

Gerekend voor een 4-persoons huishouding inclusief warmtapwaterbereiding / 180 m2 woning / energieprijzen Duitsland stand: december 2006. Een warmtepomp heeft voor het bedrijf stroom nodig. Hoe kan die dan milieuvriendelijk zijn?

(Vermeldingen in %) Primair energieverbruik

NL

B

Centrale verwarming

Olie

Gas-calorische bovenwaarde monovalente elektrische warmtepomp jaarrendement 4

Basis: installaties van de nieuwste techniek


Onderhoud

lie ve rw ar G m as in ve g rw G as arm co in ve nde g rw ns W arm atie a W rmt ing ar e m po m t to epo p ev m oe p m gin e ge t n

Energiekosten

O

Warmtepompen betrekken 2 /3 van de energie uit het milieu en hebben het grootste CO2 besparingspotentieel van alle verwarmingssystemen. Wanneer men de stroom, die voor de werking van de verdamper nodig is, uitsluitend uit hernieuwbare bronnen (bijvoorbeeld waterkracht) zou betrekken, heeft men in principe een “nul-emissie verwarming”.

Kapitaalkosten

Bedrijfskosten

Bron: Bundesverband WärmePumpe e.V.


65

De meest gestelde vragen van de consument Waar kan ik mijn warmtepomp opstellen?

Kan een warmtepomp worden gecombineerd met een zonne-energie-installatie?

Bij lucht/water warmtepompen is zowel een buitenopstelling (tuin) alsook een binnenopstelling mogelijk. Brine/water warmtepompen en water/water warmtepompen hebben een vorstvrije opstellingsruimte nodig. Aangezien woningen steeds vaker zonder kelders worden gebouwd en onze toestellen fluisterzachte warmte produceren, worden deze steeds meer in bijkeukens en bergruimten geïnstalleerd.

Te allen tijd. De warmtepomp kan in principe met alle warmteopwekkers worden gecombineerd. De vraag is alleen, of dit vanuit het oogpunt van energie zinvol is. Belangrijk is: dat de integratie in de hydraulica volgens onze richtlijnen plaatsvindt.

Hoe werkt een warmtepomp? Moet een warmtepomp regelmatig worden onderhouden? Nee. Warmtepompinstallaties zijn net zo onderhoudsarm als een koelkast. Bij inbouw achteraf in het geval van renovatie vervalt onder bepaalde omstandigheden de meetplicht van de aanwezige ketel.

Hoe hoog is de levensduur van een warmtepompinstallatie? De gemiddelde levensduur van een warmtepomp bij normaal gebruik ligt tussen 15 en 20 jaar. Veel warmtepompinstallaties lopen al sinds meer dan 25 jaar zonder problemen.

Hoeveel geluid produceert een warmtepomp? Heel weinig in vergelijking met andere verwarmingssystemen. De nieuwe generatie van de Alpha-InnoTec warmtepompen werkt fluisterzacht als gevolg van innovatieve geluidsisolatie. Dit maakt onze warmtepompen bij uitstek geschikt voor montage op woonniveau (bijkeuken of bergruimte).

De omgevingswarmte uit de lucht, de aardbodem of het water wordt naar de verdamper geleid. Daar wordt deze (met een lager kookpunt) overgebracht op het arbeidsmedium van de warmtepomp. Daarbij gaat het arbeidsmedium in een dampvormige toestand over. Deze damp wordt vervolgens in de compressor gecomprimeerd en daardoor verhit. Aansluitend geeft de damp in de condensator zijn warmte aan het watercircuit van het verwarmingssysteem af. Daarbij wordt het arbeidsmedium, dat nog steeds onder druk staat, weer vloeibaar. Tenslotte wordt aan het expansieventiel de druk afgebouwd en begint het warmtepompcircuit van voren af aan. Functioneert mijn warmtepomp ook in hartje winter? Zelfs in graden onder nul zit nog voldoende energie. Deze milieu-energie pompt de warmtepomp op een hoger temperatuurniveau om deze bruikbaar te maken voor verwarmingsdoeleinden. Onze lucht/water warmtepomp functioneert bij een buitenlucht tot - 20 °C.

Welke warmtebron is voor mij de beste? Deze vraag kan niet zonder meer worden beantwoord en is afhankelijk van de plaatselijke omstandigheden. De volgende tabel helpt bij de beslissing. water/water

Brine/water

Lucht/water

Toestelkosten

Warmtepomp

-

-/o

+

Installatiekosten

o

o

+

Rendabiliteit

+

+/o

-

Vergunning

-

-/o

+

Beschikbaarheid van de warmtebron

-

-/o

+

Plaatsbehoefte van de warmtebron

-

o

+

-

o

Samenvatting + goed

o neutraal

+ - minder goed


66


De meest gestelde vragen over de projectering Hoe groot moet mijn warmtepomp gedimensioneerd worden?

Hoe veranderen de bedrijfskosten in verhouding tot de aanvoertemperatuur?

De warmtebehoefte van het gebouw moet worden afgestemd met inachtneming van de behoefte aan warm water.

1 °C hogere aanvoertemperatuur => 2,5 % hogere bedrijfskosten

Heb ik absoluut een buffervat nodig voor het bedrijf van mijn warmtepomp?

Aanwijzing: het meest energetisch zijn dus lage-temperatuurverwarmingssystemen (vloerverwarming en wandverwarming)

Bij lucht/water warmtepompen om de ontdooiingsenergie beschikbaar te stellen.

Kan bij een lucht/water warmtepomp de ruimtelucht als warmtebron worden gebruikt?

Welke circulatiepompen moet ik gebruiken? De circulatiepomp moet qua vermogen en afmeting worden berekend op de drukverliezen van het leidingnet. Toerentalgeregelde circulatiepompen mogen niet worden gebruikt.

Nee. De benodigde luchtvolumestroom voor de warmtepomp is te hoog.

Zijn warmtepompen geschikt voor nieuwbouw of kunnen ze ook bij renovatie worden toegepast? Hoe kan ik andere warmteopwekkers in de installatie opnemen? Er zijn verschillende oplossingen, afhankelijk van de aard van de tweede warmteopwekker.

Moet ik bij de buitenopstelling het verwarmingswater met antivries vullen? Nee. Het vullen van de installatie met antivries is niet noodzakelijk. Een vorstcontrole vindt plaats door de warmtepompregelaar.

Een milieuvriendelijke renovatie met de warmtepomp is over het algemeen mogelijk. Onze hogetemperatuurserie met 65 °C aanvoertemperatuur maakt het bedrijf met radiatoren mogelijk. Om een maximaal rendement te garanderen is echter een exacte objectanalyse vereist. Indien mogelijk moet worden gecontroleerd, welke aanvoertemperaturen daadwerkelijk nodig zijn. In het ideale geval moet 1 jaar vooraf de stooklijn van de aanwezige ketel zo ver mogelijk naar beneden worden verplaatst. Gelijktijdig moeten in de referentieruimten de thermostatische ventielen geheel opengedraaid worden. In veel objecten is hierbij gebleken, dat 55 °C ook voldoende was.

Heb ik bij de warmtepomp een condenswaterafvoer nodig? Ja: bij de lucht/water warmtepomp Nee: bij brine/water-, water/water warmtepompen


Zijn hogere aanvoertemperaturen dan 65 °C nodig, dan moeten de buitenmuren geïsoleerd worden. In uitzonderingsgevallen moet van een warmtepomp worden afgezien.


67

Overzicht van typische installatiefouten Hydraulische fouten Aanvoer en retour op verwarmings- en/ of brinecircuitzijde verwisseld Elektrisch verwarmingselement als tweede warmteopwekker in de retourbuffer geïntegreerd Zelf gebouwde hydraulische unit zonder overstortventiel Zelf gebouwde hydraulische unit met tapwatervoorziening via buffervat Ontbrekende of defecte terugslagkleppen Toepassing van een ongeschikt warmtapwaterbuffervat met te kleine warmtewisselaaroppervlakken Geen ontkoppeling van de warmtepomp door betreffende flexibele slangen (buffer in serie) Lucht in het brinecircuit Antvries niet correct gemengd

Mogelijke gevolgen Warmtepomp werkt met slecht rendement Hogere bedrijfskosten

Remedie Aanvoer en retour verwisselen

Hogedrukstoring zeer waarschijnlijk

Geschikte compactverdeler gebruiken

Verhoogde bedrijfskosten bij warmtapwaterbereiding Foutieve circuatie tijdens de bereiding van warm water Gewenste warmtapwatertemperaturen worden niet bereikt. Gevolg: hogedrukstoring Geluidsoverdracht in de woonruimte

Omzeiling van het buffervat noodzakelijk

Lagedrukstoring Lagedrukstoring

Lucht in het verwarmingssysteem Zelfregelende circulatiepompen niet niet op constante volumestroom ingesteld Elektrische fouten Lastbeveiliging niet op alle polen aangeklemd

hogedrukstoring Hogedrukstoring zeer waarschijnlijk

Ontluchten Brinecircuit aftappen en met correct gemengd water/brinemengsel opnieuw vullen Ontluchten Pompen op constante volumestroom instellen Remedie Last absoluut op alle polen beveiligen

Elektrisch verwarmingselement in de aanvoer integreren

Terugslagkleppen inbouwen dan wel vervangen Warmtepompen van geschikte warmtapwaterbuffervaten van Alpha-InnoTec inzetten Flexibel aansluitpakket gebruiken

Mogelijke gevolgen Kan leiden tot schade aan verdamper. Beveiliging wordt geactiveerd. Compressor loopt desondanks onder belasting verder Warmtepomp in linker draaiveld aange- Compressor loopt in verkeerde richting Draaiveld wijzigen. Aanwijzing: Toestelsloten en levert geen vermogen Schade aan len met de nieuwe WPRC regelaar hebcompressor niet uitgesloten ben een automatische draaiveldcontrole geïntegreerd. Stuurspanning/regelaar aan voeding Bij blokkering door energiebedrijf valt de Regelaar afzonderlijk beveiligen geklemd regelaar uit => geen antivries en geen veiligheidsfuncties meer. Circulatiepomp brinecircuit loopt in de Te weinig volumestroom. Lagedruksto- Draairichting veranderen verkeerde draairichting ring Circulatiepomp verwarmingscircuit loopt Te weinig volumestroom. HogedrukDraairichting veranderen in de verkeerde draairichting storing Opnemer warmtapwater op warmtap- Opnemer wordt niet herkend. Storings- Opnemer volgens voorschrift aanklemwaterthermostaat geklemd melding men Inbedrijfname van de warmtepomp vindt Risico dat het draaiveld achteraf verIndien mogelijk, inbedrijfname uitvoeren met bouwstroom plaats. Definitieve keerd wordt aangeklemd. na oplevering elektra. aansluiting volgt pas later Fout regelaarinstelling Mogelijke gevolgen Remedie Te hoge retourtemperatuurbegrenzing hogedrukstoring Retourtemperatuur overeenkomstig ingesteld laten zakken Bivalentiepunt niet correct ingesteld Te laag verwarmingsvermogen Bivalentiepunt volgens berekening instellen Stooklijn te hoog ingesteld Ruimtethermostaten terugregelen => Stooklijn volgens berekening instellen verhoogde verwarmingskosten Fout opstelling warmtepomp Mogelijke gevolgen Remedie Opstelling warmtepomp niet volgens Serviceverleing niet mogelijk, omdat ser- Opstellingsaanwijzingen strikt in acht opstellingsaanwijzingen vicezijde niet toegankelijk is; eventuele nemen geluidsproblemen Condenswaterafvoer bij buitentoestellen Risico van vorming van ijsplaat om de Condenswaterafvoer inplannen en vergeten of niet vorstvrij aangebracht warmtepomp vorstvrij installeren. Buitentoestel op gevoelige plaats Geluidsoverlast Opstellingsaanwijzingen strikt in acht opgesteld (vóór slaapkamer; te dicht bij nemen perceel van buren)


68


Checklijst „Van ontwerp tot inbedrijfname“ De volgende checklijst helpt u vanaf het verkoopgesprek tot aan de inbedrijfname. De belangrijkste stappen zijn chronologisch weergegeven.

1. Objectanalyse

Grootte van de woning

Bouwstandaard

Lokatie

Aantal personen

Gepland verwarmingssystem (bijvoorbeeld lagetemperatuurverwarming, radiatoren) Belangrijke aanwijzing: Ideaal zijn vloer- of wandverwarmingen! Hoe lager de aanvoertemperatuur, des te gunstiger zijn de bedrijfskosten

Grootte van de tuin, -ligging en consistentie aardbodem

Opnemer, stuurleiding en voedingsleiding

Aanvoer, retour en condenswaterafvoer van verwarming

Binnenopstelling Opstellings- en kanaalschema’s

Muurdoorvoeren voor luchtkanalen plannen

Vorstvrije opstellingsplaats kiezen

Zorgen voor condenswaterafvoer

b) Warmtebron bodem Aardcollector

2. Vaststelling vermogensbehoefte

1,5 – 2-voudige oppervlakte (verplichting tot aangifte)

Verticale bodemwarmtewisselaars Als vuistregel voor de ruwe inschatting geldt: 50 W/m² verwarmd woonoppervlak. Voor een nauwkeurig ontwerp moet echter een warmtebehoefteberekening (zie bladzijde 7) worden uitgevoerd. Bij de behoefte aan warm water kan worden uitgegaan van 0,25 kW per persoon.

3. Keuze warmtebron Voornaamste criteria bij de keuze van de warmtebron zijn de plaatselijke omstandigheden en een afweging van investeringsen bedrijfskosten. Brine Collector

Lucht

o

+

++

o

+

++

-

++

Temperatuurniveau

+

+

-

++

Ontwerptemperatuur

0 °C

0 °C

3 °C / - 5 °C1)

10 °C

+

+

++

++

aangeven

ja

nee

ja

1)

Toestemming van de Provincie trachten te krijgen

Deze keuze kunt u gemakkelijk maken met ons ontwerpprogramma Alpha-Plan (op CD-ROM). Bij invoer van de energieprijs voor olie/gas/stroom rekent het programma bovendien een vergelijking van de bedrijfskosten/jaar voor u uit.

Op basis van de offerte van onze partners kan de klant eventueel financiële ondersteuning aanvragen.

5. Uitvoeringsfase

3 °C bij bivalent / - 5 °C bij mono-energetisch bedrijf

+ goed

Waterkwaliteit en onttrekkingscapaciteit controleren

4. Keuze van het warmtepomptype en opstellen van offerte

Aanschafkosten Vergunningsplicht

Water

Beschikbaarheid

o neutraal

Toestemming van de Provincie trachten te krijgen

c) Warmtebron water

Wis- Buitenlucht Grondwater selaar

Opslagcapaciteit

Regeneratie

Dubbeltariefmeter bij energiebedrijf aanvragen en zorgen voor een geschikte schakelkast.

Coördinatie van het verwarmings-, elektra-, boorbedrijf en bronboorder

- minder goed

6. Inbedrijfname a) Warmtebron lucht Buitenopstelling

“Ongevoelige” opstellingsplaats kiezen

Vastgelegde afstanden en luchtuitblaasrichting inachtnemen

Fundament plannen Noodzakelijke leidingen:


.

Door toezending van de opleveringsprotocol (FAZ) krijgt onze bevoegde servicedienst de opdracht tot inbedrijfname (IBN). Door de IBN van een bevoegde klantenservice wordt de vrijwaring verlengd. Voor de inbedrijfname dient u contact op te nemen met onze betreffende landenpartner


69

De warmtepompenmarkt in Nerderland Nederland Afzetcijfers van 2000 tot en met 2006 3.000

Stuks

2.500

2.000

1.500

1.000

500 Jaren

0 00

01

02

03

04

05

06


70


Formuleverzameling Rendement : Rendement · QN : Afgegeven beschikbaar vermogen P: Toegevoerd vermogen Prestatiecoëfficiënt (COP) cop: Vermogenscoëfficiënt (coëfficiënt van performance) · Q WP: Afgegeven warmtecapaciteit Pel : Elektrische vermogensafname Jaarrendement : Jaarrendement WNutz : Verwarmingsarbeid Wel : Toegevoerde aandrijfenergie Totale vermogensbehoefte · QWP: Vereiste warmtepompvermogen · QG : Vermogensbehoefte van het gebouw · QWW: Vermogensbehoefte warmtapwater · QS : Vermogensbehoefte voor speciaal gebruik Z: Sperperiodefactor Totale vermogensbehoefte · QWP: Verwarmingsvermogen van de warmtepomp in kW · Volumestroom van verwarmingswater in m3 /h m : c : Specifieke warmtecapaciteit voor water in kWh/m3 x K t: Temperatuurverschil tussen aanvoer- en retourwater Verandert men de formule dan ontstaat uit deze waarde de vereiste volumestroom van verwarmingswater m3 /h. Bepaling van de grootte van de aardcollector Amin : Noodzakelijke collectoroppervlakte · Koelcapaciteit van de warmtepomp QO : · QWW: Vermogensbehoefte warmtapwater · Specifiek onttrekkingsvermogen van de bodem q E : · QO : Koelcapaciteit van de warmtepomp · Vermogensbehoefte warmtapwater QH : PE : Vermogensafname van de warmtepomp Warmtehoeveelheid Q: Warmtehoeveelheid Wh m: Waterhoeveelheid kg c: Specifieke warmte Wh/kgK (1,163 Wh/kgK) Koudwatertemperatuur °C t1: t 2 : Warmtapwatertemperatuur °C

�

 = QN P ·

cop = QWP Pel  = WNutz Wel � � � � QWP = (QG + QWW + QS) x Z

� � QWP = m x c x t

� Q � m = WP c x t Q · Amin = · O qE · Amin = QH + PE

Q = m x c x (t2 - t1)

Berekening drukverlies Dp: Drukverschil Pa R: Wrijvingsweerstand van de leiding L: Leidinglengte (m) Z: Drukverlies van de afzonderlijke weerstanden Pa Hoeveelheid warmtapwater Hoeveelheid mengwater kg mm : m1: Hoeveelheid koudwater kg m2 : Hoeveelheid warmtapwater kg tm : Mengwatertemperatuur °C t1: Koudwatertemperatuur °C t 2 : Warmtapwatertemperatuur °C Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

P = L x R + Z

m - t1) m2 = mm xt (t 2 - t1


71

Formuleverzameling Warmtecapaciteit · Q: Warmtecapaciteit W A: Oppervlakte m2 k: Warmtedoorgangscoëfficiënt W/m2K D: Temperatuurverschil K

. Q= A x k x 

Geraamde warmtebehoefte volgens het olieverbruik · Q: N : Warmtebehoefte (kW) Ba : Jaarlijks olieverbruik (l) gemiddeld verbruik over de laatste vijf jaar, minus 75 liter olie per persoon voor de verwarming van het warmtapwater. h: Jaarrendement (h = 0,7) Hu : Calorische onderwaarde van de stookolie (10 kWh/1) bVH : Volledige gebruiksuren (gemiddelde waarde 1600 h/a)

. QN = Ba x h x Hu bvH . QN = Ba / 250

Karakteristiek van kanaalnet p1: Drukverschil Pa p2 : Drukverschil Pa Volumestroon m3 /h V1: Volumestroon m3 /h V2 :

p1 V = 1 p2 V2

Aansluitvermogen P: Aansluitvermogen W m: Waterhoeveelheid kg c: Specifieke warmte W/m²K t1: Koudwatertemperatuur °C t 2 : Warmtapwatertemperatuur °C T: Opwarmtijd h : Rendement Mengwatertemperatuur Mengwatertemperatuur °C tm : t1: Koudwatertemperatuur °C Warmtapwatertemperatuur °C t 2 : m1: Hoeveelheid koudwater kg Hoeveelheid warmtapwater kg m2 : Opwarmtijd T T: Opwarmtijd h m: Waterhoeveelheid kg c: Specifieke warmte Wh/kgK t1: Koudwatertemperatuur °C Warmwatertemperatuur °C t 2 : P: Aansluitvermogen W : Rendement Hoeveelheid mengwater mm : Hoeveelheid mengwater kg Hoeveelheid koudwater kg m1: m2 : Hoeveelheid warmtapwater kg Mengwatertemperatuur °C tm : t1: Koudwatertemperatuur °C Warmtapwatertemperatuur °C t 2 :

P=

tm =

m x c x (t2 - t1) Txh

(m1 x t1) + (m2 x t2) m1 - m2

T=

m x c x (t2 - t1) Pxh

mm =

m2 x (t2 - t1) tm - t1


72


Formuleverzameling Calorische onderwaarde CO2 emissie van verschillende brandstoffen Brandstof

Calorische onderwaarde Hu

Calorische bovenwaarde Ho

Max. CO2 emissie (kg/kWh) gerelateerd aan Calorische onderwaarde

Steenkolen

8,14 kWh/kg

Stookolie EL

10,08 kWh/l

Stookolie S

10,61 kWh/l

8,41 kWh/kg 10,57 kWh/l 11,27 kWh/l

Aardgas L

8,87 kWh/mn

3

Aardgas H

10,42 kWh/mn

3

Vloeibaar gas (propaan)

12,90 kWh/kg

Calorische bovenwaarde

0,350

0,339

0,312

0,298

0,290

0,273

9,76 kWh/mn

3

0,200

0,182

11,42 kWh/mn

3

0,200

0,182

0,240

0,220

14,00 kWh/kg

Calorische bovenwaarde Ho De calorische bovenwaarde Ho is de hoeveelheid warmte, die bij volledige verbranding van een kubieke meter gas in de grondtoestand (0 °C, 1013,25 mbar) vrij wordt, wanneer de bij de verbranding ontstane waterdamp wordt gecondenseerd en daardoor de verdampingswaarde benut kan worden. De calorische bovenwaarde Ho kan slechts bij weinig speciale gastoepassingen worden gebruikt.

Calorische onderwaarde Hu De calorische onderwaarde Hu (vroeger ook onderste calorische waarde genoemd) is de hoeveelheid warmte, die bij volledige verbranding van een kubieke meter gas in de normtoestand vrij wordt wanneer de bij de verbranding ontstane waterdamp ongebruikt ontsnapt. Dat is bij bijna alle gasverwarmingsinstallaties in de huidhouding, bedrijf, landbouw en industrie normaal gesproken het geval.

Bij de berekening van het verbruik met het gasbedrijf wordt uitgegaan van de calorische bovenwaarde Ho. Koudecircuit in detail Compressor

p0

p

W

Verdamper

Condensor Qab

T0

T0*

T*

Comprimeren Verdampen

Qzu

T

Condenseren

Ontspannen

p0

Ontspanningsventiel

p

Po lage druk op de verdamperzijde vanaf de uitlaat van het expansieventiel tot aan de inlaat in de compressor

To* Temperatuur van het arbeidsmedium in de verdamper bij de druk Po

P hoge druk op de condensorzijde vanaf de uitlaat van de compressor tot aan de inlaat in het expansieventiel

Tü Temperatuur van de oververhitte damp van het arbeidsmedium na het comprimeren

To Temperatuur van het medium (aarde, water, lucht), dat de verdamper omgeeft en waaruit de warmte Qzu wordt opgenomen

T* Kooktemperatuur van het arbeidsmedium in de condensor bij druk P

T Temperatuur van het medium (meestal water van de centrale verwarming), dat de verdamper omgeeft en waaraan de warmte Qab wordt afgegeven

Qzu de aan de verdamper toegevoerde warmte Qab de door de condensor afgegeven warmte W door compressor opgenomen arbeid



73

Woordenlijst A Aanloopstroom Tijdens de start van het toestel benodigde piekstroom, die echter slechts in een zeer kort tijdsbestek optreedt. Aanloopstroombegrenzing De warmtepompen van Alpha-InnoTec zijn, voorzover noodzakelijk, uitgerust met aanloopstroombergrenzers voor de begrenzing van de aanloopstroom. Daardoor wordt het plotselinge, heftige aanlopen van de elektromotor voorkomen en wordt voor een goede elektrische stroom- en spanningsregeling van de motoraanloop gezorgd. Aansluitwaarde Som van de nominale vermogens van alle aan het klantentoestel aangesloten elektrische verbruiksinrichtingen dan wel de warmtebehoefte van een gebouw of ruimte. Aanvoertemperatuur Hierbij gaat het om de temperatuur waarmee het verwarmingswater, komend van de warmteopwekker – in het warmteverdelingssysteem (bijvoorbeeld vloerverwarming, radiator) stroomt. Bodemwarmtewisselaars Bij kleine grondstukoppervlaktes dan wel bij het naderhand benutten van de bodem, bijvoorbeeld bij verwarmingsrenovatie, worden bij voorkeur bodemwarmtewisselaars toegepast. In een boorgat worden meestal twee dubbele-U-leidinglussen van kunststof ingevoerd. De holle ruimte wordt vervolgens weer , bijvoorbeeld met Bentonit, gevuld. Per meter boorgatdiepte krijgt men in de regel de viervoudige lengte aan wisselaarleiding. De specifieke warmtestroom van bodemwarmtewisselaars bedraagt gemiddeld 60 W/m, afhankelijk van het vochtgehalte van de bodem. De gebruikelijk wisselaarlengten bewegen zich tussen 40 en 100 meter. Afsluiter Appendage, die het mogelijk maakt een vloeistof of gasstroom in een leiding af te sluiten. Als afsluitlichamen fungeren vlakke schuiven, membraanschuiven of kogelschuiven. Afstandsbediening Aftapinrichting Voor het vullen en aftappen van aardwarmtepomp-installaties met en/of van brine moeten op een geschikte plaats vul- en aftapinrichtingen worden aangebracht. Aftapkraan Aansluitmogelijkheid voor het ledigen dan wel vullen van de installatie. Afvoerlucht Dit is de warme luchthoeveelheid in m³/h die uit de ruimte wegstroomt dan wel aangezogen wordt.

Arbeidsmedium Het arbeidsmedium van een warmtepomp wordt ook aangeduid als koelmedium. Het dient voor de warmteoverdracht. Bij lage temperaturen en lage druk neemt het warmte op (verdampen) en geeft bij hogere temperatuur en hogere druk (condenseren) warmte aan het verwarmingswater af. Automatische herkenning van de draairichting De Luxtronik warmtepompregelaar van Alpha-InnoTec is uitgerust met een automatische herkenning van de draairichting voor de compressor. A/V-verhouding Dit is de verhouding van de som van alle buitenoppervlakken (komt overeen met de oppervlakte van de buitenmuren van het gebouw) tot het verwarmde volume van een gebouw. Belangrijke grootheid bij de bepaling van energiebehoefte van een gebouw. Hoe kleiner de A/V-verhouding (compact bouwlichaam), des te minder energiebehoefte bij hetzelfde volume.

B Bedrijfsspanning Voor de werking van een toestel noodzakelijke spanning , die in Volt wordt vermeld. Beïnvloedingswaarde De beïnvloedingswaarde wordt als vergelijkende waarde voor de regelinrichting erbij gehaald. Volgens de gemeten beïnvloedingswaarde, bijvoorbeeld buitentemperatuur, wordt de aanvoertemperatuur van de verwarmingsinstallatie door de regeling automatisch gecorrigeerd. Benuttingsgraad Dit is het quotiënt uit de benutte en de daarvoor aangewende arbeid dan wel warmte. Bijverwarming Naast de warmtepomp is er een tweede warmteopwekker die bij lagere buitentemperaturen de verwarming van het gebouw ondersteunt. Dat kan een elektrisch verwarmingselement zijn of bij verwarmingsrenovatie de bestaande verwarmingsketel. Bivalent Zie bedrijfswijzen Bivalentietemperatuur/punt Buitentemperatuur waarop bij mono-energetische en bivalente bedrijfswijze de tweede warmteopwekker – elektrisch verwarmingselement of bestaande ketel – ter ondersteuning van de de warmtepomp wordt bijgeschakeld. Bodemkwaliteit De bodemkwaliteit is van belang voor de benutting van de aardbodem als warmtebron. Hoe hoger het watergehalte van de bodem (hoe vochtiger), des te beter is de warmteoverdracht.

Afvoerruimte lucht


74


Woordenlijst Brine/brinevloeistof Vorstbestendig mengsel van water en antivriesconcentraat op glycolbasis voor toepassing in horizontale bodemwarmtewisselaars of bodemwarmtewisselaars bij brine/water warmtepompen. Zie ook glycol Bronboorder Het grondwater wordt afgenomen via onttrekkingsbronnen en via injectiebronnen weer teruggevoerd. De afstand tussen afname en terugvoer moet circa 10 - 15 meter, dit is locatie afhankelijk. Ontwerp en bouw van de putinstallatie moeten worden uitgevoerd door een gekwalificeerde bronboorder. Buffervat Buffer voor opslag van verwarmingswater om de minimum looptijd van de compressor te waarborgen. Vooral bij lucht/ water warmtepompen in ontdooiingsbedrijf moet een minimum looptijd van 10 minuten worden gewaarborgd. Buffervaten verhogen de gemiddelde looptijden van warmtepompen en reduceren het takten (vaak in- en uitschakelen). Bij monoenergetische installaties worden in het buffervat dompelverwarmingselementen gebruikt. Buitenmuuropnemer Deze wordt aan de warmtepompregelaar aangesloten en dient voor het weersafhankelijke verwarmingsbedrijf. Buitenopstelling Door lucht/water warmtepompen voor de buitenopstelling ontstaan de voordelen van ruimtewinst in de woning: er zijn minder luchtkanalen en grote muuropeningen noodzakelijk en door de vrije luchtstroom ontstaat nauwelijks een vermenging van toevoer- en afvoerlucht. Bovendien zijn de toestellen eenvoudiger toegankelijk.

C Canvasverbinding Een flexibel verbindingsstuk tussen luchtkanaal en radiale ventilator. Carnot-cyclusproces Het gaat hierbij om een thermodynamisch theoretische waarde die in werkelijkheid niet kan worden bereikt. Voor deze ideale (in theorie) waarde doet zich het theoretisch rendement dan wel bij de warmtepomp het theoretisch grootste vermogenscoëfficiënt voor. Dit vermogenscoëfficiënt volgens Carnot stelt alleen het zuivere temperatuurverschil tussen de warme en koude zijden vast. CE-merk Legt de naleving van bepaalde Europese richtlijnen (conformiteitsmerk) schriftelijk vast, staat echter geen conclusie met betrekking tot veiligheid, kwaliteit of onschadelijkheid van het milieu toe. Circulatiepomp Deze maakt het transport van een vloeibaar medium in gesloten leidingen mogelijk.


Compressor Component van een warmtepomp voor het mechanische transport en compressie van gassen. Door compressie stijgen de druk en de temperatuur van het arbeids- dan wel het koelmedium aanzienlijk. Compressor (verdichter) Component van de warmtepomp voor het mechanische transport en compressie van gassen. Door compressie stijgen de druk en de temperatuur van het arbeids- dan wel het koelmedium aanzienlijk. Condensaatbak Hierin wordt het bij de verdamper gecondenseerde water verzameld. Condensatietemperatuur Temperatuur waarbij het koelmedium van gasvormige naar vloeibare toestand condenseert. Condensor Warmtewisselaar van de warmtepomp waarin door condensatie van een arbeidsmedium warmte aan de verbruiker wordt afgegeven. Convectie Warmtetransport door vloeibare of gasvormige stoffen. Wordt veroorzaakt door temperatuurverschillen COP (coefficient of performance) Zie vermogenscoëfficiënt

D D-A-CH kwaliteitszegel Het internationale warmtepompen kwaliteitszegel wordt uitsluitend uitgereikt aan fabrikanten, die lid zijn de federatie WarmtePomp (BWP) e.V. dan wel van warmtepompverenigingen in Oostenrijk en Zwitserland. Om het kwaliteitszegel te verwerven, moeten de warmtepompen van zeer hoge kwaliteit zijn. Gekeurd wordt door een neutraal keuringscentrum. Er worden uitsluitend warmtepompen gekeurd, die in serie worden geproduceerd. Het kwaliteitszegel moet door de fabrikant na afloop van 3 jaar opnieuw worden aangevraagd. Dauwpunt Temperatuur bij 100 procent luchtvochtigheid. Wanneer het dauwpunt wordt overschreden, slaat de waterdamp in de vorm van condenswaterwater (condensaat) in of op de componenten neer. Dimensionering Een juiste dimensionering is bij waterpompinstallatie van groot belang. Te groot gekozen toestellen zijn vaak verbonden met onevenredig hoge installatiekosten. Alleen een correcte dimensionering en een op de behoefte afgestemde bedrijfswijze maken een correct energetisch bedrijf van de warmtepompinstallatie en een rationele benutting van de energie mogelijk.


75

Woordenlijst Drukverlies (waterzijdig) Som van alle weerstanden in de waterleiding zoals leidingbochten, verdamper in verbruiker enzovoorts.

E Elektrisch verwarmingselement Het elektrische verwarmingselement dient bij het mono-energetisch bedrijf voor de ondersteuning van de waterpomp op de weinige zeer koude dagen van het jaar en moet steeds in de aanvoer worden geïnstalleerd. De warmtepompregeling zorgt ervoor, dat het elektrische verwarmingselement niet langer dan nodig in bedrijf is. Bij de warmwaterbereiding dient het elektrische verwarmingselelement voor verwarming achteraf, zodat uit hygiënische overwegingen het water met bepaalde tussenpozen tot boven 60 °C kan worden verwarmd. Expansievat Ieder gesloten verwarmingswatersysteem en ieder brinecircuit heeft een expansievat nodig. Het gaat hierbij om een met stikstof gevuld kussen in een vat, dat uitzettingen van het water bij temperatuurschommelingen compenseert. Bij de verwarming wordt het expansievat naar beneden gemonteerd (koel en weing warmteverliezen). Bij het brinecircuit wordt het expansievat naar boven gemonteerd (ruimtewarmte en geen condenswater dan wel ijsvorming). Expansieventiel Component van de warmtepomp tussen condensor en verdamper voor het verlagen van de condensordruk op de met de verdampingstemperatuur overeenkomende verdampingsdruk. Bovendien regelt het expansieventiel de inspuithoeveelheid van het koelmiddel in verhouding tot de verdamperbelasting.

F FCKW-vrij Alle warmtepompen van Alpha-Innotec werken met FCKWvrije koel- dan wel arbeidsmedia. Flashprom Fluorchloorkoolwaterstoffen (FCKW) Niet-toxische, reukloze, onbrandbare, kleurloze maar uiterst werkzame broeikasgassen, die de ozonlaag beschadigen. Fluorkoolwaterstoffen (FKW) Organische verbindingen als vervangingstoffen voor FCKW, waarbij de waterstofatomen geheel of gedeeltelijk door fluor zijn vervangen. Zij kunnen eveneens aanzienlijk bijdragen tot het broeikaseffect.

G Gebouwenbeheersysteem Gebouwenbeheersysteem om bijvoorbeeld toestellen met een centrale besturings- en controle-eenheid te verbinden. Dat gebeurt in de regel via seriële interfaces. Geluidsdrukniveau Wordt gemeten in de eenheid dB(A). Fysische meetgrootheid van geluidssterkte in verhouding tot de afstand van de geluidsbron. Geluidsisolatie Dit omvat alle maatregelen die helpen om het geluidsdrukniveau van de warmtepomp te verlagen, bijvoorbeeld geluidsisolerende bekleding van de behuizing, omhulling van de compressor etcetera. Geluidsvermogenniveau Deze fysische meetgrootheid van geluidssterke, wordt onafhankelijk van de afstand van de geluidsbron gemeten in de eenheid dB(A). Glycol Enkelvoudige, tweewaardige alcohol. De kleurloze, olieachtige vloeistof voorkomt het bevriezen van het water bij temperaturen onder nul. Grondlast Dit is het deel van de energetische vermogensbehoefte, dat met inachtneming van veranderingen, afhankelijk van dagelijkse tijdstippen en jaargetijden, met slechts geringe schommelingen optreedt.

H Hoge-temperatuurwarmtepompen Speciale warmtepompen met aanvoertemperaturem van 65 °C voor de renovatie van bestaande bouw. De compacte toestellen vereenvoudigen de verwarmingsrenovatie, omdat de aanwezige radiatoren in de regel verder gebruikt kunnen worden. Horizontale bodemwarmtewisselaar De aardbodem is een goede warmtebron waarmee in de regel monovalent wordt gewerkt. Afhankelijk van de bodemkwaliteit worden kunststof leidingen (zogenaamde lussen) ongeveer 20 cm onder de plaatselijke vorstgrens gelegd. Dat komt overeen met een bodemdiepte van circa 1,2 tot 1,4 meter. Lengte en installatieafstand van de leidingen zijn afhankelijk van de bodemkwaliteit en het benodigde warmteonttrekkingsvermogen. In de leidingen stroomt vorstbestendig water (brine), dat dienst doet als warmtedragermedium. Er is ongeveer het 1-2,5-voudige van de te verwarmen gebouwoppervlakte nodig als oppervlakte voor horizontale bodemwarmtewisselaars.


76


Woordenlijst I

L

Installatieafstand Bij een horizontale bodemwarmtewisselaar bedraagt de installatieafstand tussen de leidingen maximaal 80 cm.

Lage-temperatuursystemen Lage-temperatuurverwarmingssystemen, vooral vloer, wanden plafondverwarmingen, zijn bij uitstek geschikt om met warmtepompinstallaties te werken.

Installatiediepte Bij aardwarmtecollectoren moet de installatiediepte 20 cm onder de vorstgrens zijn, dat is een diepte van 1,0 tot 1,4 meter. Installatie-inhoud Daarmee wordt de totale waterinhoud van het systeem bedoeld, inclusief leidingen, buffers, verbruikers, etcetera.

J Jaarrendement Het jaarrendement (SPF) van de warmtepomp geeft de verhouding aan van de afgegeven verwarmingswarmte tot de opgenomen elektrische arbeid in één jaar. De SPF heeft betrekking op een bepaalde installatie met inachtneming van het ontwerp van de verwarmingsinstallatie (temperatuurniveau en –verschil) en mag niet worden verwisseld met het vermogenscoëfficiënt. Een gemiddelde temperatuursverhoging van één graad verslechtert het jaarrendement met 2 – 2,5 % . Het energieverbruik gaat daardoor eveneens met 2 – 2,5 % omhoog.

K Koelcapaciteit Zo wordt de warmtestroom aangeduid, die door de verdamper aan een warmtepomp wordt onttrokken. Kooldioxide (CO2) Ontstaat tijdens de verbranding van alle fossiele brandstoffen. Wordt beschouwd als de voornaamste veroorzaker van het broeikaseffect, dat tot een toenemende verwarming van de aardatmosfeer zou leiden. Koolwaterstoffen Verbindingen van koolstof en waterstof. Zij komen voor in aardolie, aardgas en in de destillatieproducten van fossiele brandstoffen zoals bruin- en steenkool. Kostenfactor per jaar Dit is de reciproque van het jaarrendement. Koudwatertemperatuur Watertemperatuur na de verdamper (ingangs- en/of uitgangstemperatuur)

Luchtafvoerventiel Luchtvochtigheid (relatieve) Wordt meestal aangegeven in relatie tot de verzadigingsgraad (100 %) van de lucht met waterdamp. De opnamehoeveelheid is afhankelijk van de temperatuur. Daalt de temperatuur tot een bepaalde waarde en wordt daarbij de verzadigingsgraad overschreden, dan condenseert de onzichtbare waterdam tot water. Er vormen zich kleine dauwdruppels. Deze waterdampcondensatie kan bijvoorbeeld ook tegen de wandoppervlakken plaatsvinden.

M Manometer Geeft de overdruk in bar aan. Mono-energetisch Zie bedrijfswijzen Monovalent Zie bedrijfswijzen Motorbeveiligingsschakelaar Via een bimetalen uitschakelinrichting wordt de motor tegen overstroom beveiligd.

O Omkeerventiel Voor het ontdooien van de verdamper van de warmtepomp wordt de stromingsrichting van het koelmedium via het omkeerventiel veranderd. Daardoor wordt de verdamper tijdens het ontdooiingsproces een condensator. Ontdooiing Wanneer de buitentemperatuur onder circa + 5 °C daalt, begint het in de lucht aanwezige water zich als ijs op de verdamper van de lucht/waterpomp af te zetten. Op deze wijze kan de in het water aanwezige latente warmte worden benut. Lucht/water warmtepompen, die ook werken bij temperaturen onder + 5 °C, hebben een ontdooi-inrichting nodig. Warmtepompen van Alpha-InnoTec beschikken over een ontdooiingsmanagement. Ontdooiingsmanagement Dient voor de verwijdering van rijp en ijs op de verdamper van lucht/water warmtepompen, waarin warmte wordt toegevoerd. Vindt automatisch plaats via de regeling.



77

Woordenlijst Ontluchtingsventiel Dit ontlucht bijvoorbeeld bij gesloten watercircuit tijdens het vullen van de installatie. Ter voorkoming van beschadiging door invriezen van de verdamper, moet het ontluchtingsventiel tijdens het aftapproces van de installatie in principe geopend zijn. Ontspanningsventiel Zie expansieventiel Opstellingsaanwijzingen Om het correcte functioneren van de toestellen en de goede servicetoegankelijkheid te waarborgen, dienen de door AlphaInnoTec voorgeschreven opstellingaanwijzingen te worden nageleefd. Oppervlakteverwarming Dit zijn onder de dekvloer (vloerverwarming) of muurpleister (wandverwarming) geïnstalleerde leidingen waardoor het door de warmteopwekker verwarmde verwarmingswater stroomt. Opvoerhoogte Term bij radiale ventilatoren over de extern ter beschikking staande “luchtdruk (Pa)”, die voor het ontwerp van de luchtkanalen noodzakelijk is.

P Platenwarmtewisselaar Hij bestaat uit veel parallel ten opzichte van elkaar gerangschikte RVS-platen, die afwisselend worden doorstroomd met water en koelmedium. Daardoor ontstaat een zeer groot warmtewisselingsoppervlak met de kleinste afmetingen.

R Radiale ventilator Deze transporteert de lucht in een hoek van 90° tot de aandrijfas van de motor. Rendement Dit is de verhouding van de bij een energieomvorming gewonnen energie tot de aangewende energie. Het rendement is steeds kleiner dan 1, omdat in de praktijk steeds verliezen optreden, bijvoorbeeld in de vorm van afvoerwarmte. Retourtemperatuur Temperatuur van het verwarmingswater, dat van de radiatoren terugstroomt naar de warmtepomp.

S Schade door bouwvocht Schraderventiel Hij opent op mechanische druk, zoals het ventiel van een autoband.

Scrollcompressor De geluidsarme en betrouwbare scrollcompressoren worden vooral toegepast in kleine en middelmatige installaties. De scrollcompressor (Engels: scroll = „tandwielworm“) dient voor het comprimeren van gassen bijvoorbeeld koelmedium of lucht. De scrollcompressor bestaat uit twee in elkaar geschoven spiralen. Een kringvormige spiraal beweegt zich in een stationaire spiraal. Daarbij raken de spiralen elkaar. Binnen de windingen ontstaan daardoor meerdere kleiner wordende kamers. In deze kamers komt het te comprimeren koelmedium tot het centrum terecht. Van daaruit loopt het dan aan de zijkant eruit. Secundaire circuit Zo wordt het watercircuit tussen buffervat en verbruiker aangeduid. Spertijden energiebedrijf Zie spertijden Stromingsbeveiligingsschakelaar Hij controleert de water- of luchtstroming. Bij behoefte schakelt hij de installatie uit.

T Temperatuurspreiding Temperatuurverschil tussen in- en uitgangstemperatuur van een warmtedragermedium aan de warmtepomp, dus het verschil tussen aanvoer- en retourtemperatuur. Temperatuurverloop in een jaar De temperatuur in de bovenste aardlaag varieert met de jaargetijden. Zodra de vorstgrens wordt onderschreden, zijn deze schommelingen duidelijk geringer. De warmte onder de vorstgrens is bij uitstek geschikt om via bodemwarmtewisselaars of horizontale bodemwarmtewisselaars de warmtepompen te verzorgen. Thermische overbelastingsbeveiliging Beschermt de elektromotor tegen oververhitting. Thermostatische afsluiter Door meer of minder sterk smoren van het verwarmingswater past de thermostatische afsluiter de warmteafgifte van een radiator aan de actuele warmtebehoefte van de ruimte aan. Afwijkingen van de gewenste ruimtetemperatuur kunnen door parasitaire warmtewinning zoals verlichting of zoninstraling worden veroorzaakt. Wanneer de ruimte door zoninstraling boven de gewenste waarde wordt verwarmd, wordt door de thermostatische afsluiter de verwarmingswatervolumestroom gereduceerd. Omgekeerd opent de afsluiter automatisch als de temperatuur, bijvoorbeeld na het ventileren, lager is geworden dan gewenst. Zo kan het verwarmingswater door de radiator stromen en de ruimtetemperatuur stijgt weer tot de gewenste waarde.


78


Woordenlijst Transmissiewarmteverliezen Warmteverliezen die door het ontwijken van warmte naar buiten uit verwarmde ruimten door wanden, vensters etcetera ontstaan.

Verwarmingscircuit Voor de warmteverdeling (radiatoren, mengkranen evenals aanvoer en retour) verantwoordelijke en hydraulisch met elkaar verbonden componenten van de verwarmingsinstallatie.

Trillingsdemper Op het toestel afgestemde “voeten” die de eigen trilling absorberen.

Verwarmingsstroom Veel energiebdrijven bieden voor elektrische warmtepompverwarminsginstallaties voordelige speciale tarieven (verwarmingsstroom) aan.

V Veiligheidsventielen Beveiligen drukinstallaties zoals compressoren, drukvaten, leidingen etcetera tegen vernieling door ontoelaatbaar hoge druk. Ventilatiewarmteverliezen Warmteverliezen uit verwarmde ruimten door openingen in het gebouw zoals bijvoorbeeld voegen, open ramen, deuren of ventilatieopeningen naar buiten. Verdamper Warmtewisselaar van een warmtepomp waarin door verdampen van een arbeidsmedium bij lage temperatuur en lage druk warmte aan de warmtebron (lucht, aardbodem, grondwater) wordt onttrokken. Verdampingstemperatuur Dit is de temperatuur die het koelmedium heeft bij de intree in de verdamper. Vermogensafname Hierbij gaat het om het afgenomen elektrische vermogen. Dit wordt aangegeven in kilowatturen. Vermogenscoëfficiënt = COP (coefficient of performance) Het vermogenscoëfficiënt is een momentane waarde. Zij wordt onder genormeerde randvoorwaarden in het laboratorium gemeten volgens de Europese norm EN 255/EN 14511. Het vermogenscoëfficiënt is een testbankwaarde zonder hulpaandrijvingen. Het is het quotiënt uit de warmteproductie en het aandrijfvermogen van de compressor. Het vermogensquotiënt is steeds > 1, omdat de warmteproductie steeds groter is dan het aandrijfvermogen van de compressor. Een vermogensquotiënt van 4 betekent, dat het 4-voudige van het ingezette elektrische vermogen als nuttig warmtevermogen ter beschikking staat. Vermogensfactor De vermogensfactor duidt de verhouding uit nuttige warmte en toegevoerde elektrische energie aan. Wanneer de vermogensfactor over een periode van een jaar wordt beschouwd, spreekt men van een jaarrendement (SPF, seasonal performance factor) De vermogensfactor en de warmteproductie van een warmtepomp zijn afhankelijk van het temperatuurverschil tussen warmtebenutting en warmtebron. Hoe hoger de temperatuur van de warmtebron en hoe lager de aanvoertemperatuur, des te hoger wordt de vermogensfactor en daardoor de warmteproductie. Hoe hoger de vermogensfactor, des te lager is de inzet van primaire energie. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec

Verwarmingssysteem Voor nieuwbouw bieden zich lage–temperatuursystemen als warmteverdelingssystemen aan. Met name vloer- en wandverwarmingen, maar ook plafondverwarmingen komen met lage aanvoer- en retourtemperaturen uit. Zij zijn bij uitstek geschikt voor warmtepompinstallaties, aangezien hun maximale aanvoertemperatuur bij 55 °C ligt. Verwarmingswarmtebehoefte Dit is de extra bij de warmterendementen (zonne-energie en interne warmterendementen) noodzakelijke warmtebehoefte om een gebouw op een gewenste binnentemperatuur te houden. Verwarming van de dekvloer Een van de vele eigenschappen van de Alpha-InnoTec Luxtronik warmtepompregelaar is dat de regelaar voorzien is van een vloerverwarmingsprogramma; tijden en temperaturen zijn instelbaar. Vloerverwarming Vloerverwarming is voor de warmtepompinstallaties het ideale warmteverdelingssysteem, omdat zij werken met energiebesparende lage-temperatuur. De gehele vloer doet dienst als verwarmingsoppervlak. Om die reden kunnen deze systemen toekomen met lagere verwarmingswatertemperaturen (circa 30 °C). Omdat de warmte zich vanaf de vloer gelijkmatig over de ruimte verdeelt, wordt reeds bij een ruimtetemperatuur van 20 °C gevoelsmatig dezelfde temperatuur ervaren als in een ruimte die op traditionele wijze op 22 °C is verwarmd. Volledig hermetisch Betekent met het oog op de compressor, dat deze volledig gesloten en hermetisch dichtgelast is en daarom bij een defect niet kan worden gerepareerd en vervangen moet worden.

W Wandverwarming Wandverwarmingen zijn evenals vloerverwarmingen lagetemperatuurverwarmingen. Om die reden kunnen zij optimaal worden gecombineerd met warmtepompen. Omdat grote oppervlaktes de ruimte verwarmen, ligt de temperatuur van het verwarmingsmedium slechts gering boven de ruimtetemperatuur. Ideaal geschikt voor bestaande bouw dan wel verwarmingsrenovatie, omdat de warmte uit de wand ook zonder probleem achteraf kan worden geïnstalleerd.


79

Woordenlijst Warmtapwaterbereiding Bereiding van warmtapwater met verwarmingswarmtepomp Wanneer de woning met een warmtepomp wordt verwarmd, kan deze via een preferente warmwaterschakeling in de regeling ook zonder problemen de bereiding van warmtapwater overnemen. De warmtapwaterbereiding heeft voorrang boven de verwarming, dat betekent dat de warmtepomp niet verwarmt wanneer warm tapwater wordt bereid. Dat heeft echter geen wezenlijke invloed op de ruimtetemperatuur.

Warmtedrager Een vloeibaar of gasvormig medium, dat toegepast wordt voor het warmtetransport. Dit kan bijvoorbeeld lucht of water zijn.

Warmtapwaterbereiding met warmtapwaterwarmtepomp. Er zijn speciale warmtapwaterwarmtepompen, die warmte onttrekken aan de ruimte en daarmee het tapwater verwarmen. Bovendien kan de afvoerwarmte van andere toestellen, bijvoorbeeld diepvrieskist, worden gebruikt. Een voordeel van de warmtapwaterwarmtepomp is, dat de ruimtelucht ontvochtigd en gekoeld wordt, waardoor de kelder droger en koeler blijft. Het energieverbruik van deze toestellen is zeer gering.

Warmteproductie De warmteproductie van een warmtepomp is afhankelijk van de ingangstemperatuur van de warmtebron (brine/water/ lucht) en de aanvoertemperatuur in het warmteverdelingssysteem. Zij beschrijft de afgegeven nuttige warmtecapaciteit van de warmtepomp.

Warmtapwaterverwarmer Voor de verwarming van warm tapwater biedt Alpha-Innotec verschillende waterverwarmers aan. Deze zijn afgestemd op de variërende vermogenstrappen van de afzonderlijke warmtepompen. De buffervaten met opgeschuimde warmte-isolatie hebben een inhoud van 300 tot 500 liter. In de domoticacentrales en warmtecentrales van Alpha-InnoTec is het warmtapwaterbuffervat reeds geïntegreerd. Warmtebehoefte Dit is die warmtehoeveelheid, die voor de instandhouding van een bepaalde ruimte– dan wel watertemperatuur, maximaal vereist is. Warmtebehoefte van het gebouw Hierbij gaat het om de maximale warmtebehoefte van een gebouw. Deze kan worden berekend (zie bladzijde 7). De standaard warmtebehoefte volgt uit de transmissiewarmtebehoefte (warmteverlies via de omringende oppervlaktes) en de ventilatiewarmtebehoefte voor de verwarming van de binnedringende buitenlucht. Deze rekenwaarde dient voor de dimensionering van de verwarmingsinstallatie en de jaarlijkse energiebehoefte. Warmtebehoefte (ruimteverwarming): vast te stellen behoefte voor de verwarming van ruimten, etcetera. Warmtebehoefte (warm water): Behoefte aan energie of vermogen om een bepaalde hoeveelheid sanitair water te verwarmen voor douche, bad, keuken etcetera. Warmtebroninstallatie Een warmtebroninstallatie (WQA) is de inrichting voor de onttrekking van warmte aan een warmtebron (bijvoorbeeld bodemwarmtewisselaars) en het transport van de warmtedrager tussen warmtebron en koude zijde van de warmtepomp inclusief alle bijkomende inrichtingen. Bij lucht/water warmtepompen is de complete warmtebroninstallatie in het toestel geïntegreerd. In een eengezinswoning bestaat deze bijvoorbeeld uit het leidingnet naar de warmteverdeling, de convectoren dan wel de vloeverwarming.

Warmtepompverwarmingsinstallatie Een warmtepompverwarmingsinstallatie bestaat uit drie componenten: de warmtepomp, de warmtebroninstallatie, bijvoorbeeld bodemwarmtewisselaars, en het warmteverdeelsysteem, bijvoorbeeld vloerverwarming.

Warmteterugwinning Afvoerwarmte kan via warmtepompen of warmtewisselaars worden teruggewonnen en voor verwarming worden ingezet. Watervolumestroom Waterhoeveelheid, die wordt aangegeven in m³/h, dient voor de bepaling van het vermogen van de toestellen. Werkwijze De werkwijze is van doorslaggevende invloed op de rendabiliteit van de warmtepompinstallatie. Gebruikelijke werkwijzen: • monovalent: alleen warmtepompbedrijf • mono-energetisch: elektrische warmtepomp en ter aanvulling op zeer koude dagen een elektrische weerstandsverwarming (elektrisch verwarmingselement) • bivalent: Naast de warmtepomp is er een tweede warmteopwekker – bivalent-alternatief: de warmtepomp of de tweede warmteopwekker verwarmt; inmiddels nauwelijks nog een gebruikgelijke werkwijze – bivalent-parallel: de warmtepomp wordt bij lagere buitentemperaturen door een tweede warmteopwekker, bijvoorbeeld een elektrisch verwarmingselement), ondersteund. – bivalent-gedeeltelijk parallel: vanaf een bepaalde buitentemperatuur zijn lastafhankelijke warmtepomp en tweede warmteopwekker gezamenlijk in bedrijf. Wanneer de buitentemperatuur verder daalt, verwarmt alleen nog de tweede warmteopwekker. Winterregeling Door de winterregeling wordt de ventilator bij te lage buitentemperatuur op een lager toerental geregeld.

Z Zuigercompressor De zuigercompressor bezit, evenals een Otto-motor, een zuiger, drijfstang en krukas. De compressie van het koelmiddel vindt plaats via de beweging van de hefzuiger. Het koelmiddel wordt daarbij sterk verwarmd en daarom aangeduid als oververhit gas. De leiding kan temperaturen tot 100 °C bereiken. Technische wijzigingen voorbehouden · © Alpha-InnoTec


Impressum

Uitgever:

Alpha-InnoTec GmbH Industriestraße 3 95359 Kasendorf

Vormgeving en realisatie:

FP-Werbung F. Flade GmbH & Co. KG Elisabethstrasse 34 80796 München

Uitgever:

Marketing + Wirtschaft Verlagsgesellschaft mbH Elisabethstraße 34 80796 München

Druk:

Weber Offset Ehrenbreitsteiner Strasse 42 80993 München

Bijdrage:

24,80 Euro

Copyright:

Dit boek is auteursrechtelijk beschermd. Iedere toepassing buiten de grenzen van het auteursrecht is zonder toestemming van AlphaInnoTec GmbH ontoelaatbaar en strafbaar. Dat geldt met name voor de reproductie, vertaling, microverfilming en de invoer en bewerking in elektronische systemen. © Alpha-InnoTec GmbH

De gedrukte tekst is met grote zorgvuldigheid samengesteld. Aansprakelijkheid voor de juistheid en volledigheid van de inhoud kan desondanks niet worden aanvaard.


DUITSLAND Alpha-InnoTec GmbH Industriestrasse 3 D-95359 Kasendorf

Met warmtepompen van Alpha-InnoTec GmbH maakt u de juiste keuze!

Tel.: +49 (0) 9228 9906 0 Fax: +49 (0) 9228 9906 29 e-Mail: [email protected] www.alpha-innotec.com Alpha-InnoTec heeft het Europese kwaliteitszegel voor warmtepompen

Nederland Nathan Import/Export B.V. Impact 73 NL - 6921 RZ Duiven Tel. +31 26 445 9845 Fax. +31 26 445 9373 E-Mail: [email protected] Internet: www.nathan.nl

België Nathan Import/Export N.V.-SA. Lozenberg 4 B - 1932 Zaventum Tel. +32 2 721 15 70 Fax. +32 2 725 35 53 E-Mail: [email protected] Internet: www.nathan.be

Alpha-InnoTec is lid van de warmtepomp-organisaties in Duitsland, Oostenrijk en Zwitserland

Alpha-InnoTec producten hebben het CE-merk

Alpha-InnoTec is gecertificeerd volgens ISO 9001 (kwaliteit) en ISO 14001 (milieu)

GUT (2,4) Im Test: 10 Wärmepumpen Qualitätsurteil: 4 gut, 6 befriedigend Ermittelt an der Sole/Wasser Wärmepumpe WZS 100H

6/2007

The future of heat pumps

alpha

Wij wensen alle lezers een maximum aan informatie en veel plezier toe bij het gebruik van de handleiding

Recommend Documents