Warmtepompvermogen bepalen: op basis van koudste dagen of rendement?

Warmtepompvermogen bepalen: op basis van koudste dagen of rendement?

Een goede warmteverliesberekening vormt de basis om een warmtepomp van het juiste vermogen te kiezen. Maar wat is het juiste vermogen? Het vermogen om een woning bij -10 °C nog warm te krijgen, of is het beter om een wat lager vermogen te kiezen?

Het kiezen van het vermogen luistert bij een warmtepomp nauwer dan bij een cv-ketel. Kies je een warmtepomp met een te groot vermogen, dan zijn de aanschafkosten onnodig hoog, wat natuurlijk zonde is. Een ander nadeel is dat de warmtepomp meer aan en uit zal gaan; dat werkt slijtage in de hand. De warmtepomp zal verder meer in deellast draaien en dat is niet goed voor het rendement. En een grote warmtepomp kan betekenen dat er een zwaardere net­aansluiting nodig is, wat met de huidige problemen van netcongestie een belemmering kan zijn. Met een kleinere warmtepomp kan de bestaande netaansluiting wellicht volstaan.

Software voor warmteverliesberekening

Het vermogen kan worden bepaald aan de hand van een warmteverliesberekening. Die kan handmatig worden gemaakt, of met een speciaal daarvoor gemaakt softwarepakket. Zo’n pakket wordt onder meer geleverd door Vabi Software. De basis van een warmteverliesberekening in dit pakket is een modeltekening van een woning, legt Wim Plokker, research manager bij Vabi uit. Vervolgens wordt alles wat van belang is voor het energieverlies toegevoegd, zoals de oppervlakte van de ramen, het soort glas, de kozijnen, de oppervlaktes van de muren, het soort muren, een al dan niet opgevulde spouw, het soort isolatiemateriaal, de vloeroppervlakte en het soort vloer. Verder is bijvoorbeeld het type ventilatiesysteem van invloed; ook dat kan worden ingevoerd.

Rol van het afgiftesysteem

Wim Plokker, research manager bij Vabi.
Wim Plokker, research manager bij Vabi.

Het afgiftesysteem wordt ook ingevoerd, want dat speelt eveneens een rol bij de bepaling van het vermogen. Naast vloerverwarming en LT-radiatoren kunnen dat traditionele radiatoren zijn. “Die zijn gemaakt voor de aanvoertemperatuur van 70 °C van een gasketel. Met een warmtepomp is 40 °C het maximum; ga je naar hogere temperaturen, dan gaat het rendement fors omlaag, wat niet gewenst is”, zegt Plokker. Volgens hem wordt met de software inzichtelijk gemaakt wat de invloed van die lagere aanvoertemperatuur op de afgifte is; zo wordt het ook duidelijk of de radiatoren voldoende warmte afgeven. “Is dat niet het geval, dan kunnen radiatorventilatoren misschien soelaas bieden. Ook dat effect kan je in de software bekijken.”

‘Dynamisch simuleren’

Na het invoeren van de gegevens wordt het totale energieverlies bepaald. Uit de meest simpele berekening volgt het vermogen dat nodig is om een woning bij -10 °C goed te kunnen verwarmen. Esther Krombeen, consultant bij Vabi: “Het alternatief is een gedetailleerde berekening, waarbij voor elk uur van het jaar de warmtevraag wordt bepaald. Dat heet ‘dynamisch simuleren’, waarmee een belastingkromme voor de warmtevraag kan worden gemaakt. Je ziet zo welk vermogen nodig is om bijvoorbeeld voor 98 procent aan de warmtevraag te voldoen.”

Rendement in deellast

De software geeft ook het rendement van de warmtepomp in deellast weer. Dat is een algemene curve, afhankelijk van het type warmtepomp, zoals lucht/water en water/water, maar niet productspecifiek. Volgens Krombeen is dat niet nodig. “De curves voor alle warmtepompen met een bepaald vermogen zijn ongeveer gelijk. Hieruit zal dus blijken dat een grote warmtepomp, nodig om bij -10 °C een woning te verwarmen bij de gemiddelde warmtevraag in de winter, een lager rendement heeft dan een kleinere. Dat is een keuze.”

Volledige dekking warmtevraag

Een vermogen waarmee een warmtepomp de warmtevraag voor 98 procent dekt, betekent dat er voor 2 procent van de tijd per jaar een alternatieve oplossing moet worden gezocht. Suggesties van Plokker zijn minder of geen nachtverlaging toepassen of minder ventileren in rekening brengen, waarvan het effect met de software inzichtelijk kan worden gemaakt. Dat geldt ook voor bijverwarmen met een elektrisch element, maar dat kost veel stroom, of het aanhouden van een cv-ketel - oftewel kiezen voor een hybride warmtepomp. Ook dat heeft nadelen, zoals het extra apparaat en het gas en de gasaansluiting die extra geld kosten. De goedkoopste oplossing is bij kou accepteren dat het in huis minder warm wordt. Met welke temperatuur dan rekening gehouden moet worden, wordt via de software inzichtelijk.

Praktijkvoorbeeld als illustratie

Esther Krombeen, consultant bij Vabi.
Esther Krombeen, consultant bij Vabi.

Krombeen geeft een praktijkvoorbeeld waarbij maar 1 uur per jaar 4,5 kW nodig zou zijn om een woning het hele jaar door goed verwarmd te krijgen (zie de grafiek hieronder). De rest van de tijd is er dus minder nodig. “Je zou in het voorbeeld ook kunnen kiezen voor 2,5 kW; dan is er in dit voorbeeld in 2 procent van de tijd een tekort aan vermogen. De keuze lijkt me gemakkelijk gemaakt. Als er voor 2,5 kW wordt gekozen, zal een nieuwe berekening uitwijzen wat er met het comfort gebeurt. Wordt het in deze periode bijvoorbeeld 19 °C? Het is goed als een installateur de mogelijkheden voor de klant inzichtelijk maakt en hem laat kiezen tussen een grote dure warmtepomp of een goedkopere; in dat laatste geval met de nadelen en de mogelijkheden om toch geen of minder last van de meest koude periodes te hebben.”

De grafiek maakt duidelijk dat in dit geval een vermogen van 2,5 kW voldoende is om de woning 98 procent van de tijd warm te houden. Om de 2 procent extra te dekken, zodat de woning altijd warm kan worden gehouden, is 4,5 kW nodig. (klik op het beeld voor een grotere weergave)
De grafiek maakt duidelijk dat in dit geval een vermogen van 2,5 kW voldoende is om de woning 98 procent van de tijd warm te houden. Om de 2 procent extra te dekken, zodat de woning altijd warm kan worden gehouden, is 4,5 kW nodig. (klik op het beeld voor een grotere weergave)

Seizoensgebonden rendement

De SCOP (Seasonal Coëfficiënt of Performance) is een indicatie van het rendement van een warmtepomp. Voor nieuwbouwwoningen is het werkelijke rendement vaak iets lager. Plokker legt uit: “Nieuwe woningen zijn heel goed geïsoleerd, waardoor het voorkomt dat ze bij 7 °C buitentemperatuur nog geen warmtevraag hebben. De SCOP van een warmtepomp wordt echter bepaald voor het energieprofiel dat hoort bij een matig geïsoleerde woning. Deze woningen hebben bij 7 °C (buitentemperatuur) en 35 °C (watertemperatuur) al een redelijke warmtevraag. Goed geïsoleerde woningen met een lucht/water-warmtepomp hebben alleen een warmtevraag bij temperaturen onder de 7 °C. Het werkelijke rendement zal hierdoor lager zijn. Dit is zeker iets om rekening mee te houden bij het ontwerpen van Nul-op-de-meter-woningen.”

Beste resultaat per euro investering

Met de software kan ook inzichtelijk worden gemaakt wat de invloed van nieuwe isolatiemaatregelen op het warmteverlies is, bijvoorbeeld de overstap op HR++ of op HR+++ glas. Ook de kosten kunnen worden vergeleken; zo kan worden bepaald welke maatregelen het beste resultaat per euro investering opleveren. Daarbij kan je natuurlijk kijken naar de terugverdientijd van extra maatregelen; duurdere maatregelen kunnen op de langere termijn toch gunstiger uitpakken. De kosten zijn overigens niet in de software zelf opgenomen. Krombeen: “Door het vergelijken kunnen bewoners de beste keuze maken, mede op basis van hun financiële mogelijkheden.” Dat geldt ook als ze kiezen voor een all-electric ready-warmtepomp. Dit is een warmtepomp in een hybride systeem die in een later stadium - als de woning beter geïsoleerd is - de cv-ketel overbodig maakt. Hierbij kunnen de mogelijke maatregelen worden ingevoerd, waarna er een bepaald vermogen uitrolt.

Webinar: propaan en warmtepompen: dit moet je weten

Webinar: propaan en warmtepompen: dit moet je weten

Onder de naam 'Propaan en warmtepompen: dit moet je weten' organiseert Alklima Mitsubishi Electric op 16 april een webinar. In drie kwartier wordt...

Bespaar tijd bij het beheren van warmtepompinstallaties met gebruik van AI

Bespaar tijd bij het beheren van warmtepompinstallaties met gebruik...

Het beheren en onderhouden van warmtepompinstallaties is een essentiële, maar tijdrovende taak voor de installateur. Een warmtepomp vereist een...

Cv-water van 75 °C met propaanwarmtepomp klinkt mooi. Maar wat is de COP?

Cv-water van 75 °C met propaanwarmtepomp klinkt mooi. Maar wat is de...

De warmtepomp met het natuurlijke koudemiddel propaan lijkt een wonderapparaat. Het toestel verwarmt moeiteloos het cv-water tot 75 °C en kan...

Conex | Bänninger verraste de koeltechnische wereld een paar jaar geleden  met MaxiPro, een perssysteem voor koelleidingen.

Hardsolderen ter discussie bij toekomstig F-gassencertificaat

Voor een split-warmtepomp moeten koudemiddelleidingen verbonden worden. Dat kan met pers- en zelfs met insteekverbindingen. Dat maakt solderen...

Alfea Extensa M: nieuw monobloc van Atlantic

Alfea Extensa M: nieuw monobloc van Atlantic

Atlantic presenteert haar nieuwste lucht/water warmtepomp: de Alfea Extensa M. Deze nieuwe monobloc range staat garant voor stilte, betrouwbaarheid...

Warm- en koudwaterbatterij van Orcon.

Extra koeling via balansventilatie

Koelen met een warmtepomp en vloerverwarming is slechts in beperkte mate mogelijk. Dat komt niet door het koelvermogen van de warmtepomp, maar...

De stand van awardwinnaar Eplucon op de beursvloer van de VSK.

'10 ampère-woning' wint VSK Award in categorie Energietransitie

Op 6 februari, de eerste dag van vakbeurs VSK in Utrecht, werden de VSK Awards uitgereikt. De award in de categorie Energietransitie ging naar de '10...

De jaren dertig-woning in Stadskanaal die gasloos wordt gemaakt.

Jaren dertig-woning gasloos met binnen opgesteld monoblock

Om een jaren dertig-woning van het gas te halen zonder het karakteristieke uiterlijk aan te tasten, is een speciale warmtepomp ontwikkeld. Een voor...