artikel

Buffervat bij warmtepomp: verstandig of niet?

Sector

In de lesstof van veel warmtepompcursussen staat dat een buffervat noodzakelijk is voor de goede werking van een warmtepomp, zeker bij lucht/water-warmtepompen. Toch is niet iedereen hiervan overtuigd. Er zijn namelijk wel degelijk redenen om toepassing van een buffervat waar mogelijk juist te vermijden.

Tekst: Richard Mooi

Buffervat bij warmtepomp: verstandig of niet?

Het rendement, en daarmee het vermogen, van een lucht/water-warmtepomp loopt bij hogere buitentemperaturen flink op. Daarom zijn lucht/water-warmtepompen voorzien van een inverter die terug-moduleren mogelijk maakt. Toch kan het vermogen in het voor- en najaar nog steeds te hoog zijn, ook omdat er maar een lage warmtevraag is, waardoor de watertemperatuur omhoog schiet en de warmtepomp snel uitschakelt. Dat risico is des te groter bij de combinatie met een naregeling, waarbij elke ruimte een eigen thermostaat krijgt die de vloerverwarmings-groep(en) in zo’n vertrek kan afsluiten.

‘Rust in de installatie’

Zetten bewoners de thermostaten van alle slaapkamers op laagstand, dan is ongeveer de helft van alle groepen dicht. Met een buffervat kan de warmtepomp dan toch zijn warmte kwijt. Of, zoals een installateur het mooi verwoordt: “Door een buffer blijft het systeem lekker rustig draaien. Je COP gaat omhoog door rust in de installatie. Iedere keer dat de compressor aan gaat, verbruikt hij bij die opstart veel stroom. Hoe vaker het apparaat aanspringt, hoe lager de COP wordt.” Ook komt een rustiger systeem de levensduur van met name de compressor ten goede. En ook de gevreesde ontdooicyclus bij lucht/water-warmtepompen is reden om voor een buffervat te kiezen, hoor je vaak.

Extra circulatiepomp

Het nadeel van een buffervat is de noodzaak van een extra circulatiepomp om het afgiftesysteem te voeden. Die extra circulatiepomp draait dag en nacht. Soms heeft de naregeling een schakelcontact om de circulatiepomp in en uit te schakelen, maar dat is lang niet altijd het geval. Toch is het extra stroomverbruik van de tweede circulatiepomp op jaarbasis gering. De huidige generatie circulatiepompen is drukgeregeld en past automatisch het toerental aan. De Grundfos Alpha-3 bijvoorbeeld heeft een minimumverbruik van 3 Watt. Volgens een installateur staat deze 3 Watt extra stroomverbruik niet in verhouding tot de energiebesparing die dankzij de hogere COP wordt gerealiseerd.

Rekenvoorbeeld voor waterinhoud

Stel dat een lucht/water-warmtepomp 12 liter circulatiewater per minuut nodig heeft. Als aan de afgiftekant groepen dicht zijn gegaan omdat de gewenste temperatuur in die ruimten is bereikt, moduleert de circulatiepomp van het afgiftesysteem terug. Het buffervat zorgt nu eigenlijk voor twee gescheiden circuits, en het afgiftesysteem heeft geen invloed op de warmtepomp. Die kan het cv-water kwijt in het buffervat en houdt daardoor voldoende flow. Volgens de website Warmtepomp-weetjes is bij een delta-T van 7 °C over de vloerverwarming een waterinhoud van 20 liter per kW nodig. Bij vloerverwarming of convectoren met een delta-T van 10 °C is 15 liter/kW voldoende. Deze waterinhoud is zo berekend dat de warmtepomp maximaal zes keer per uur schakelt. Bij een modulerende warmtepomp geldt het laagst afgegeven vermogen.

Aansluitpunten en T-stuk

Een buffervat heeft vier aansluitpunten: twee voor de primaire zijde (warmtepomp) en twee voor de secundaire zijde van de installatie (afgiftesysteem). De retour van de warmtepomp en de retour van het afgiftesysteem krijgen iedere een eigen aansluiting aan de onderkant van het buffervat. Op de aanvoer vanuit de warmtepomp komt een T-stuk. De ene kant gaat naar het buffervat, de andere naar de installatie. Op die manier gaat het opgewarmde water uit de warmtepomp direct de vloer in. Ook ISSO-publicatie 98 geeft het advies om een T-stuk te plaatsen en het afgiftesysteem niet apart vanuit het buffervat te voeden. De website Warmtepomp-weetjes maakt het nog eenvoudiger, en plaatst ook in de retourleiding een T-stuk. Dat kan natuurlijk ook, er is dan alleen iets meer leidingweerstand.

Itho Daalderop adviseert niet automatisch een buffervat bij een lucht/water-warmtepomp.

‘Buffervat zorgt voor extra kosten’

Itho Daalderop laat een afwijkende visie horen. Het bedrijf adviseert niet automatisch een buffervat bij een lucht/water-warmtepomp, vertelt Ruud Verbraak. Een buffervat zorgt immers voor een scheiding in de installatie. De circulatiepomp in de warmtepomp is daardoor niet meer in staat om de vloerverwarming of een ander afgiftesysteem te voeden. Er is daarom een extra circulatiepomp nodig, zoals zojuist uitgelegd. Itho Daalderop probeert om die reden een buffervat te voorkomen. “Onze pomp is groot genoeg om de vloerverwarming mee te laten circuleren. Daarmee voorkom je extra kosten en extra energieverbruik.”

Flow van warmtepomp en afgiftesysteem

Maar ontstaat dan niet de ongewenste situatie dat de lucht/water-warmtepomp zijn warmte niet kwijt kan? Dat risico wordt voorkomen door bij vollast de flow van de warmtepomp precies af te stemmen op de flow door het afgiftesysteem, vertelt Verbraak. Dat vereist wel een nauwkeurige inregeling, maar een goede inregeling vindt Itho Daalderop verstandiger dan er lukraak maar een buffervat in zetten. Want ook een buffervat vereist een goede afstemming van de volumestroom over de warmtepomp en afgiftekant. En dat is juist een lastig vraagstuk. Verbraak: “Is het secundaire debiet (over het afgiftesysteem) groter dan het primaire debiet (over de warmtepomp), dan wordt de buffer gevuld met afgekoeld water vanuit de retour van het afgiftesysteem. De warmtepomp maakt 35 °C, maar de secundaire kant trekt water bij uit het buffervat, waardoor de aanvoerwatertemperatuur wordt gemengd tot bijvoorbeeld 30 °C. Dat gaat ten koste van het rendement.” Om dat te voorkomen, is eigenlijk een buffer met ruime inhoud nodig. “Dat is qua opstellingsruimte en prijs vaak lastig verkopen, maar anders is het buffervat een rendementskiller.” Bij de lucht/water-warmtepompen kan – als veel groepen dichtlopen – een te kleine waterinhoud ontstaan voor de ontdooicyclus. “Wij adviseren dan een schakelvat toe te passen“, stelt Verbraak. Een schakelvat wordt in serie met het afgiftesysteem geplaatst, en zorgt eigenlijk voor een grotere waterinhoud. Daardoor is bij een schakelvat geene extra circulatiepomp nodig.

Altherma 3 warmtepomp van Daikin.

Ontdooicyclus uit boiler

Ook bij de combiwarmtepompen Altherma 3 van Daikin is niet altijd een buffervat nodig. Voor de ontdooicyclus is zo’n 10 liter water van +/- 33 ˚C benodigd. “Als dit niet uit het systeem kan worden gehaald, haalt het toestel zijn warmte uit de boiler,” verduidelijkt Sander Kleine. “Het gaat dan om zeer geringe hoeveelheden.” Voor systemen met naregeling moet ook de warmtepompomp van Daikin voldoende flow houden, daarom zit er standaard in de doos een bypass. Zodra er groepen dichtlopen, gaat de bypass automatisch open zodat de warmtepomp voldoende water kan circuleren. “De bypass wordt op het verste punt geplaatst om de systeeminhoud zo groot mogelijk te houden”, legt Kleine uit. Bij een geopende bypass gaat warm water uit de aanvoer direct naar de retour. De watertemperatuur loopt wel sneller op, en de warmtepomp zal sneller uitschakelen. De elektronica zorgt ervoor dat het aantal schakelingen beperkt blijft tot zes keer per uur (conform ISSO-publicatie 98).

Systeemvat als advies

Bij lucht/waterwarmtepompen met een losse boiler is het niet mogelijk om daar warmte voor de ontdooicyclus uit te halen. De energie voor de ontdooicyclus moet uit het afgiftesysteem komen. Daarvoor adviseert Daikin om bij de toestellen tot 8 kW een systeemvat van 10 liter, en bij de toestellen van 11, 14 en 16 kW een vat van 20 liter. Ook geeft Kleine als tip om altijd de door Daikin geleverde ruimtethermostaat in de woonkamer te gebruiken, en die groepen niet na te regelen. “Op deze wijze ontstaat er rust in het systeem en zal de bypass minimaal worden aangesproken.”

De vraag doet zich voor of een buffervat een nuttige uitbreiding kan zijn voor bodemwarmtepompen.

Zinvol bij een bodemwarmtepomp?

De vraag doet zich voor of een buffervat een nuttige uitbreiding kan zijn voor bodemwarmtepompen. Het afgegeven vermogen is bij deze systemen immers een stuk stabieler. De bodembron is constanter van temperatuur (meestal tussen 0 en 5 °C), hij varieert niet zoals buitenlucht dat tussen -15 en + 15 °C doet. Bovendien is een invertergestuurde bodemwarmtepomp sinds een paar jaar vrij gangbaar. Ook bij dit type warmtepomp zijn er leveranciers die een buffervat adviseren. Bij het bepalen van de grootte van het buffervat geldt opnieuw het laagst afgegeven vermogen. Bij een invertergestuurde modulerende warmtepomp is dat meestal zo’n 25 procent van het vollastvermogen. Maar let op: niet alle bodemwarmtepompen zijn invertergestuurd. Ook aan/uit-warmtepompen komen nog voor. En dan moet je het vollastvermogen nemen in de rekensom. Bij een warmtepomp van 8 kW met aan/uit-regeling hoort een buffervat van 160 liter. Bij zijn modulerende broertje, met een minimumvermogen van bijvoorbeeld 2 kW, is een opslagcapaciteit van 40 liter voldoende.

Speciale naregeling ‘stuurt proportioneel aan’

Net als bij lucht/water-warmtepompen is Itho Daalderop ook geen directe voorstander van een buffervat bij bodemwarmtepompen, vertelt Ruud Verbraak. Bij een installatie zonder naregeling is de doorstroming van de vloerverwarming afgestemd op de flow over de warmtepomp. Maar bij woningen waar bewoners of opdrachtgevers toch een naregeling (per vertrek) wensen, adviseert Itho Daalderop de eigen naregeling Autotemp. “Bij onze Autotemp-naregeling sturen we de kleppen niet open en dicht, maar kunnen we proportioneel aansturen en weet de warmtepomp daardoor hoeveel energie er moet worden geleverd. Autotemp zorgt altijd voor voldoende flow. We geven systeemgarantie op een combinatie met Autotemp.”
Bij een naregeling van derden is nog wel een buffervat nodig, en vaak ook een veerbelaste bypass. In een situatie zonder naregeling kunnen bewoners besluiten om slaapkamergroepen dicht te draaien. In dat geval komt de flow van de warmtepomp niet meer overeen met die over de vloerverwarmingsgroepen. Verbraak: “De warmtepomp kan dan gaan pendelen. Je kunt dat corrigeren in de settings.” Ook Techneco heeft een slimme naregeling, de GIW-box, die ervoor zorgt dat er altijd voldoende groepen openstaan.

Ontwerptools:
ISSO-72 Ontwerp van individuele en kleine elektrische warmtepompsystemen.
ISSO-98: Ontwerp, realisatie en beheer lucht-water warmtepompen in woningen.

Circulatiepomp moduleert niet altijd mee
Bij invertergestuurde warmtepompen is het geen automatisme dat de ingebouwde circulatiepomp terugregelt als het vermogen van de warmtepomp vermindert. Er zijn namelijk twee stromingen: constante flow en constante delta-T. Bij de lucht/water-warmtepompen van Itho Daalderop moduleert de pomp mee. Als de compressor in capaciteit wordt teruggeschroefd gaat de pomp eveneens terug in toerental. De warmtepomp levert altijd cv-water met een constante delta-T. Dat is gunstig, want ook bij dichtlopende groepen is de kans groot dat de warmtepomp zijn kleinere waterflow kwijt kan in de nog geopende vloerverwarmingsgroepen. De Altherma-warmtepompen van Daikin bijvoorbeeld houden ook op een lager pitje een vaste volumestroom. De pomp toert niet terug en door de constante flow fluctueert de delta-T tussen aanvoer en retour. Je moet daardoor altijd een vrij forse volumestroom zien kwijt te raken in het afgiftesysteem. Bij systemen met naregeling lijkt het dus zaak om na te gaan of de pomp meemoduleert met de warmtevraag. Zo ja, dan is dat een reden minder om voor een buffervat te kiezen.


> Leestips:

‘Meer aandacht voor de opslag van warmte’
Installeren en inregelen van een hybride warmtepomp
Woordenlijst geeft uitleg over belangrijkste termen energietransitie woningbouw

Reageer op dit artikel