14/02/2024

Sanitair warm water met een warmtepomp

Oplossingen voor comfort zonder fossiele brandstoffen.

Dat warmtepompen een zuinige en milieuvriendelijke manier van verwarmen zijn, is ondertussen bekend. Maar hoe zit het met warmwatercomfort? Dikwijls wordt dat aangehaald als het zwakke punt van een warmtepompinstallatie. Is dat werkelijk zo, of gaat het om een mythe? FCO Media bracht enkele experts rond de tafel voor een gesprek: Yves Vervacke, Frederik Lecointre en Geert Gallet van leverancier Climapac, Tom Debrabandere van installatiebedrijf Quartier en Steven Beirinckx van studiebureau BM Engineering.

Energetisch zinvol verwarmen

De traditionele manier van water verwarmen is uit energetisch oogpunt weinig zinvol, aldus Geert Gallet. We vertrekken vanuit een verbrandingsproces met een vlam die meer dan 1000°C kan bereiken, om uiteindelijk uit te komen op een warmwatertemperatuur van 38 à 40°C. Daar zijn natuurlijk economische en historische redenen voor, maar het is efficiënter om met een warmtepomp gratis energie uit de omgeving te halen en die op een hoger niveau te brengen. Gezien de uiteindelijke streeftemperatuur vrij laag is, 60°C kan volstaan, is een warmtepomp perfect in staat die te halen.

Hoewel de gebruikstemperatuur aan de kraan rond de 40°C schommelt, gaat men voor SWW productie toch uit van een minimumtemperatuur 60°C. Dat heeft alles te maken met legionella. Deze bacterie zit van nature in het drinkwater en begint zich te vermeerderen bij temperaturen tussen 25°C en 55°C. Als iemand een aerosol van besmet water inademt, bijvoorbeeld in de douche, nestelen de bacteriën zich in de longen, dikwijls met levensbedreigende gevolgen. Er is dus een zekere minimale temperatuur nodig om legionellavorming tegen te gaan; sanitair warm water aan 40°C stockeren is geen goed idee. Uit de ervaring blijkt dat 60°C een veilige ondergrens is.

Verschillende methodes

Wat de productie van SWW betreft, zijn er verschillende mogelijkheden. Een eerste is om te kiezen voor een systeem met een afleverset. Een tweede methode is een boosterwarmtepomp. Deze laatste neemt dan het verwarmingswater als warmtebron om het SWW op 60°C te brengen. Dat heeft het voordeel dat er lokaal warm water wordt geproduceerd en opgeslagen, in functie van het verbruik. Men zit dus niet met de problemen van centrale opslag en verdeling. Anderzijds werkt men dan met twee warmtepompen in cascade, waardoor het totale rendement van het systeem minder hoog uitvalt.

Een alternatief is een centrale warmwaterproductie met slechts één warmtepomp en een circulatie van SWW. Dat is een eenvoudiger systeem, maar heeft dan weer meer verliezen in de verdeelinstallatie. Om legionella te voorkomen, moet men immers de retourtemperatuur in de circulatieleiding boven 55°C houden. Men kan de circulatieverliezen beperken door het temperatuurregime te verlagen. Vanuit het oogpunt van legionellaveiligheid moeten er dan wel compenserende maatregelen genomen worden, zoals een chemische ontsmetting. Men moet dan de afweging maken of de energiebesparing door een lager temperatuurregime opweegt tegen de extra kosten van een ontsmettingssysteem.

Juist plannen

Een groot verschil met de traditionele aanpak is dat een installatie met een warmtepomp veel nauwkeuriger moet gedimensioneerd worden. Bij een ketel is een zekere mate van overdimensionering gebruikelijk. Dat is ook begrijpelijk: wat extra vermogen voorzien heeft niet zo’n hoge meerprijs in aankoop of verbruik. Bij een warmtepomp is dat anders. Niet alleen is de investering hoger, maar het is ook nadelig voor de goede werking en lange levensduur. Bij het ontwerp van een installatie moet men dus eerst zorgvuldig alle parameters nagaan: totaal verbruik van sanitair warm water, verbruikspatronen, piekverbruiken... Dat heeft ook zijn belang voor de juiste bepaling van de elektrische aansluiting die vereist is.

Om een warmtepomp juist te dimensioneren, moet men van een andere basis vertrekken dan bij een traditionele ketel. Vroeger keek men eerst en vooral naar de behoefte voor verwarming. Als die gedekt was, met de gebruikelijke vermogensreserve, had men meer dan voldoende extra vermogen beschikbaar om ook voor ruim sanitair warm water te zorgen. Een aparte berekening van de warmwaterbehoefte was dus overbodig. In een installatie met een warmtepomp en lage-temperatuurverwarming is dat anders. SWW vertegenwoordigt gemakkelijk 30-40% van het jaarverbruik en heeft bovendien hogere temperaturen nodig dan de CV-kring. Het piekverbruik aan SWW is dus een veel belangrijkere factor in de totale verwarmingsbehoefte. Dit moet dus eerst nauwkeurig bepaald worden.

Ook mag de fysieke omvang van een installatie niet uit het oog verloren worden. Een geothermische warmtepomp met een buffervat is een stuk groter dan een gaswandketel. De stookplaats moet daarop voorzien zijn. Bij een lucht-water warmtepomp is de hydraulische module binnen in vele gevallen niet groter dan een gaswandketel. In de stookplaats zelf levert dat minder problemen op, maar dan moet men wel nog een plek vinden voor de buitenunit, met zo weinig mogelijk hinder voor de gebruikers en de buren. Een goede voorbereiding op alle vlakken is geboden.

CO2 voor grote verbruikers

Met een warmtepomp op CO2 zijn hoge afgiftetemperaturen mogelijk, wat deze techniek op het eerste gezicht uitstekend geschikt maakt voor SWW-productie. Dit moet echter enigszins genuanceerd worden. Het is inderdaad zo dat er afgiftetemperaturen van 60-80°C bereikt kunnen worden, maar voor een goed rendement moet ook de retourtemperatuur laag liggen. Er moet dus een voldoende groot tapdebiet zijn. Vandaar dat deze systemen doorgaans alleen worden aangeboden voor utiliteiten. Als vuistregel hanteert installateur Tom Debrabandere de ondergrens van 3.000 l/dag aan warm water. Concreet zijn dat zorginstellingen, sportcentra en dergelijke, maar alle instellingen met een hoog continuverbruik komen in aanmerking.

Wat de koelmiddelen betreft, kiest Climapac resoluut voor natuurlijke koelmiddelen, zoals CO2 en propaan. Ze hebben een laag GWP en zijn geschikt voor hogere afgiftetemperaturen. Steven Beirinckx vindt dat een logische ontwikkeling: de trend naar natuurlijke koelmiddelen is ingezet en iedereen in de keten moet zijn verantwoordelijkheid nemen, installateur, distributeur of studiebureau.

Vakkennis gevraagd

De energietransitie betekent wel dat er veel meer vakkennis gevraagd is, zowel van SWW installaties als van koelmiddelen. Voor doe-het-zelver is een dergelijke taak te complex, om maar te zwijgen van de wettelijke verplichtingen. Daarom is een warmtepompinstallatie alleen weggelegd een professional.

Door Alex Baumans

www.climapac.be

Sanitair warm water met een warmtepomp

Oplossingen voor comfort zonder fossiele brandstoffen.

Dat warmtepompen een zuinige en milieuvriendelijke manier van verwarmen zijn, is ondertussen bekend. Maar hoe zit het met warmwatercomfort? Dikwijls wordt dat aangehaald als het zwakke punt van een warmtepompinstallatie. Is dat werkelijk zo, of gaat het om een mythe? FCO Media bracht enkele experts rond de tafel voor een gesprek: Yves Vervacke, Frederik Lecointre en Geert Gallet van leverancier Climapac, Tom Debrabandere van installatiebedrijf Quartier en Steven Beirinckx van studiebureau BM Engineering.

Energetisch zinvol verwarmen

De traditionele manier van water verwarmen is uit energetisch oogpunt weinig zinvol, aldus Geert Gallet. We vertrekken vanuit een verbrandingsproces met een vlam die meer dan 1000°C kan bereiken, om uiteindelijk uit te komen op een warmwatertemperatuur van 38 à 40°C. Daar zijn natuurlijk economische en historische redenen voor, maar het is efficiënter om met een warmtepomp gratis energie uit de omgeving te halen en die op een hoger niveau te brengen. Gezien de uiteindelijke streeftemperatuur vrij laag is, 60°C kan volstaan, is een warmtepomp perfect in staat die te halen.

Hoewel de gebruikstemperatuur aan de kraan rond de 40°C schommelt, gaat men voor SWW productie toch uit van een minimumtemperatuur 60°C. Dat heeft alles te maken met legionella. Deze bacterie zit van nature in het drinkwater en begint zich te vermeerderen bij temperaturen tussen 25°C en 55°C. Als iemand een aerosol van besmet water inademt, bijvoorbeeld in de douche, nestelen de bacteriën zich in de longen, dikwijls met levensbedreigende gevolgen. Er is dus een zekere minimale temperatuur nodig om legionellavorming tegen te gaan; sanitair warm water aan 40°C stockeren is geen goed idee. Uit de ervaring blijkt dat 60°C een veilige ondergrens is.

Verschillende methodes

Wat de productie van SWW betreft, zijn er verschillende mogelijkheden. Een eerste is om te kiezen voor een systeem met een afleverset. Een tweede methode is een boosterwarmtepomp. Deze laatste neemt dan het verwarmingswater als warmtebron om het SWW op 60°C te brengen. Dat heeft het voordeel dat er lokaal warm water wordt geproduceerd en opgeslagen, in functie van het verbruik. Men zit dus niet met de problemen van centrale opslag en verdeling. Anderzijds werkt men dan met twee warmtepompen in cascade, waardoor het totale rendement van het systeem minder hoog uitvalt.

Een alternatief is een centrale warmwaterproductie met slechts één warmtepomp en een circulatie van SWW. Dat is een eenvoudiger systeem, maar heeft dan weer meer verliezen in de verdeelinstallatie. Om legionella te voorkomen, moet men immers de retourtemperatuur in de circulatieleiding boven 55°C houden. Men kan de circulatieverliezen beperken door het temperatuurregime te verlagen. Vanuit het oogpunt van legionellaveiligheid moeten er dan wel compenserende maatregelen genomen worden, zoals een chemische ontsmetting. Men moet dan de afweging maken of de energiebesparing door een lager temperatuurregime opweegt tegen de extra kosten van een ontsmettingssysteem.

Juist plannen

Een groot verschil met de traditionele aanpak is dat een installatie met een warmtepomp veel nauwkeuriger moet gedimensioneerd worden. Bij een ketel is een zekere mate van overdimensionering gebruikelijk. Dat is ook begrijpelijk: wat extra vermogen voorzien heeft niet zo’n hoge meerprijs in aankoop of verbruik. Bij een warmtepomp is dat anders. Niet alleen is de investering hoger, maar het is ook nadelig voor de goede werking en lange levensduur. Bij het ontwerp van een installatie moet men dus eerst zorgvuldig alle parameters nagaan: totaal verbruik van sanitair warm water, verbruikspatronen, piekverbruiken... Dat heeft ook zijn belang voor de juiste bepaling van de elektrische aansluiting die vereist is.

Om een warmtepomp juist te dimensioneren, moet men van een andere basis vertrekken dan bij een traditionele ketel. Vroeger keek men eerst en vooral naar de behoefte voor verwarming. Als die gedekt was, met de gebruikelijke vermogensreserve, had men meer dan voldoende extra vermogen beschikbaar om ook voor ruim sanitair warm water te zorgen. Een aparte berekening van de warmwaterbehoefte was dus overbodig. In een installatie met een warmtepomp en lage-temperatuurverwarming is dat anders. SWW vertegenwoordigt gemakkelijk 30-40% van het jaarverbruik en heeft bovendien hogere temperaturen nodig dan de CV-kring. Het piekverbruik aan SWW is dus een veel belangrijkere factor in de totale verwarmingsbehoefte. Dit moet dus eerst nauwkeurig bepaald worden.

Ook mag de fysieke omvang van een installatie niet uit het oog verloren worden. Een geothermische warmtepomp met een buffervat is een stuk groter dan een gaswandketel. De stookplaats moet daarop voorzien zijn. Bij een lucht-water warmtepomp is de hydraulische module binnen in vele gevallen niet groter dan een gaswandketel. In de stookplaats zelf levert dat minder problemen op, maar dan moet men wel nog een plek vinden voor de buitenunit, met zo weinig mogelijk hinder voor de gebruikers en de buren. Een goede voorbereiding op alle vlakken is geboden.

CO2 voor grote verbruikers

Met een warmtepomp op CO2 zijn hoge afgiftetemperaturen mogelijk, wat deze techniek op het eerste gezicht uitstekend geschikt maakt voor SWW-productie. Dit moet echter enigszins genuanceerd worden. Het is inderdaad zo dat er afgiftetemperaturen van 60-80°C bereikt kunnen worden, maar voor een goed rendement moet ook de retourtemperatuur laag liggen. Er moet dus een voldoende groot tapdebiet zijn. Vandaar dat deze systemen doorgaans alleen worden aangeboden voor utiliteiten. Als vuistregel hanteert installateur Tom Debrabandere de ondergrens van 3.000 l/dag aan warm water. Concreet zijn dat zorginstellingen, sportcentra en dergelijke, maar alle instellingen met een hoog continuverbruik komen in aanmerking.

Wat de koelmiddelen betreft, kiest Climapac resoluut voor natuurlijke koelmiddelen, zoals CO2 en propaan. Ze hebben een laag GWP en zijn geschikt voor hogere afgiftetemperaturen. Steven Beirinckx vindt dat een logische ontwikkeling: de trend naar natuurlijke koelmiddelen is ingezet en iedereen in de keten moet zijn verantwoordelijkheid nemen, installateur, distributeur of studiebureau.

Vakkennis gevraagd

De energietransitie betekent wel dat er veel meer vakkennis gevraagd is, zowel van SWW installaties als van koelmiddelen. Voor doe-het-zelver is een dergelijke taak te complex, om maar te zwijgen van de wettelijke verplichtingen. Daarom is een warmtepompinstallatie alleen weggelegd een professional.

Door Alex Baumans

www.climapac.be

Laatste nieuws

Alle nieuwsberichten