artikel

Tapwaterbereiding loskoppelen van de warmtepomp

Tapwater

Bij lucht/lucht-warmtepompen leidt tapwaterbereiding tot heel wat hoofdbrekens. Een airco-unit kan een goedkope manier zijn om duurzaam te verwarmen, maar een voorziening voor warmtapwater ontbreekt. En ook bij sommige lucht/water-warmtepompen is dat laatste het geval. Hoe kun je dan alsnog warm douchen?

Tekst: Richard Mooi

Tapwaterbereiding loskoppelen van       de warmtepomp

Een combiwarmtepomp met een bodembron of buitenunit is gangbare technologie om huizen te voorzien van een all-electric klimaatoplossing. Eigenlijk is een combisysteem typisch Nederlands. Net als bij een hr-ketel is het ‘alles-in-één’, het is relatief eenvoudig te installeren en de monteur kan snel weer naar huis. Hij of zij hoeft immers niet extra aan het werk om de warmtepomp met glimmende pijpen en keurig buigwerk via een driewegklep te verbinden met een losse boiler. Dat scheelt in de installatiekosten, en dat willen ‘we’ graag.

Andere voorziening voor tapwater

Toch zijn er ook systemen waar andere keuzes bij zijn gemaakt. Zo bestaan de bodemwarmtepompen van bijvoorbeeld NRQTEQ, Adfontage en Kensa (Shoebox) uit een solo-warmtepomp (voor klimatisering) waar voor het tapwater een losse boiler bijkomt. En bij lucht/water-warmtepompen gaan steeds meer stemmen op om de bereiding van tapwater er helemaal uit te halen en op een andere manier te realiseren. Een fabrikant als Ferroli uit Italië levert uitsluitend lucht/water-warmtepompen zonder tapwatervoorziening. Ferroli Italië schuift voor tapwater de eigen ventilatiewarmtepompboilers naar voren. De Nederlandse vestiging van de fabrikant heeft echter speciaal voor ons land samen met TCB een binnenunit met warmwatervoorziening ontwikkeld.

Monoblocs zonder aparte binnenunit

Er zijn meer leveranciers van lucht/water-systemen die alleen monobloc-buitenunits maken die zonder aparte binnenunit direct de vloerverwarming voeden. Dat doen ze niet zonder reden. Een solo-warmtepomp zit in technisch opzicht eenvoudiger in elkaar. Bij bodemsystemen is het een compact toestel, gemakkelijk te plaatsen en vaak beduidend goedkoper dan een combiwarmtepompZ. Bovendien hoeft de warmtepomp maar één ding te doen: het laagtemperatuurafgiftesysteem voeden. Tussentijds optoeren om op hoge temperatuur het boilervat te verwarmen is daarbij niet meer nodig. Dat is gunstig voor het rendement en voor de levensduur. Daar staat uiteraard wel tegenover dat er een oplossing moet worden bedacht voor de tapwaterbereiding, net zoals bij lucht/lucht-systemen. We schetsen drie opties.

Er komen ook steeds meer ventilatie-warmtepompen op de markt die propaan als koudemiddel gebruiken.

Optie 1: Warmtepompboiler

De meest duurzame manier om warmtapwater te maken is met een warmtepompboiler. Dit toestel haalt de warmte uit afgezogen ventilatielucht uit de toilet-, douche- en keukenruimte en slaat hem via een kleine warmtepomp op in een boilervat. De ventilatorbox kan verdwijnen, want de nieuwe unit bevat een afzuigventilator. De capaciteit van warmtepompboilers varieert van 80 tot een paar honderd liter. Door die brede range is de warmwaterbehoefte veel beter op de grootte van een woning af te stemmen. Wel geldt daarbij dat een groter vat ertoe leidt dat de warmtepomp meer tijd nodig heeft om het leidingwater op te warmen. In de hoogstand kan uit afgezogen ventilatielucht maximaal 1,5 tot 1,8 kW aan warmte worden gehaald. Een nadeel is dat het toestel bij de bereiding van tapwater meestal op de hoogstand gaat draaien. Menig ventilatiesysteem valt dan door de mand door de hoge geluidsproductie. Bovendien moet die lucht ergens vandaan komen, en ventilatieroosters in de ramen kunnen in hoogstand tocht veroorzaken.

Niet mogelijk met WTW-unit

Het hergebruiken van warmte uit ventilatielucht is niet mogelijk bij gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning. De afgezogen ventilatielucht wordt in een WTW-unit immers volledig ontdaan van zijn warmte, die vervolgens wordt overgebracht op de in te blazen ventilatielucht. Voor woningen met balansventilatie zijn er warmtepompboilers die volledig werken op buitenlucht, zoals de onlangs op de Bouwbeurs getoonde Elco Aerotop. Gelukkig hoeft een warmtepompboiler niet per se ventilatielucht aan te zuigen. Het mag ook gewoon lucht uit de opstellingsruimte zijn. De afgekoelde lucht wordt weer teruggeblazen in die ruimte, of eventueel naar een naastliggend vertrek. Houd er wel rekening mee dat die ruimte extra afkoelt en er dus extra verwarmingscapaciteit moet zijn geïnstalleerd.

Hoge subsidiebedragen binnen ISDE

Warmtepompboilers gebruiken als koudemiddel R134a of – in toenemende mate – R290, oftewel propaan. De prijs van een warmtepompboiler is gunstig, zeker in vergelijking met die van een combiwarmtepomp. Warmtepompboilers zijn al te koop vanaf zo’n 1.500 euro, zelfs apparaten van bekende merken. Als daar de ISDE-subsidie van 1.100 tot 1.250 euro van wordt afgetrokken, leidt dat tot een goedkope, energiezuinige en onderhoudsarme oplossing voor het warme tapwater. In combinatie met een solo-warmtepomp is het zelfs mogelijk om ISDE-subsidies te stapelen. Bij elkaar opgeteld zijn de subsidies voor een ventilatiewarmtepompboiler en solo-warmtepomp (voor verwarmen) een stuk aantrekkelijker dan de ISDE-subsidie op een combiwarmtepomp.

Vroeger werd het warm water uit de kraan in flatwoningen vaak opgewekt met een elektrische boiler.

Optie 2: Elektrische boiler

Een elektrische boiler was vroeger in flatwoningen met blokverwarming een gebruikelijke warmwatervoorziening. Standaard werkte hij op nachtstroom, waardoor de bereiding van tapwater hiermee niet eens zo heel duur was. Inmiddels is het verschil tussen hoog- en laagtarief echter bijna verdwenen, waardoor de gebruikskosten van een tapwaterboiler flink zijn gestegen. De grootste boilers hebben een capaciteit van 120 of 150 liter. Dat lijkt in vergelijking met de boilergrootte van warmtepompen (meestal 180 of 230 liter) vrij weinig. Het opgeslagen water in een elektrische boiler is met 62 of 65 °C echter heter dan het door een warmtepomp opgeslagen water (dat meestal een temperatuur van 55 °C heeft).

Lange opwarmtijd en warmteverliezen

De meeste boilers werken op een eenvoudige eenfase-stroomaansluiting. Het maximumvermogen van het elektrisch element blijft daardoor beperkt tot 2 tot 3 kW. Snelle opwarming van het water is hierdoor onmogelijk. Naast de lange opwarmtijd heeft een elektrische boiler als belangrijk nadeel dat er warmteverliezen optreden, ondanks de steeds betere isolatie. De nieuwste generatie duurdere boilers zijn voorzien van een ecostand die stilstandverliezen vermindert. Deze boilers zijn zelflerend en schakelen over naar een lagere temperatuur als er geen tapwatervraag is. Niet-Nederlandse boilers zijn redelijk goedkoop, ook van bekende merken. Aan een boiler van 150 liter van AEG of Ariston met ecostand hangt in webwinkels een prijskaartje van 325 euro.

Optie 3: Doorstromer

Een elektrische geiser, oftewel een ‘doorstroomtoestel’ is energiezuiniger dan een elektrische boiler, omdat er geen sprake is van stilstandverliezen. Bovendien zijn doorstromers heel betaalbaar. Om ook de leidingverliezen te verminderen, is het een goede oplossing om gebruik te maken van twee doorstromers: een kleine van 3 kW in het keukenkastje, en een grotere voor de douche. De grootste bottleneck is het piekvermogen van een doorstromer. De kleinste doorstromer voor de douche trekt minimaal 9 kW uit het net. Als er net zoveel warmwater moet worden geproduceerd als met een gangbare hr-ketel met CW4 (7,5 liter van 60 °C) mogelijk is, dan praat je al snel over zo’n 20 kW. Dat lukt niet met een gewone woonhuisaansluiting met hoofdzekeringen van 3 x 25 ampère (daarbij is maximaal 17 kW mogelijk). Zelfs met zwaardere en duurdere hoofdzekeringen (3 x 35 ampère is goed voor 24 kW) is het nog krap, zeker als er ook nog een warmtepomp en inductiekookplaat in de woning aanwezig zijn. Het is dus noodzakelijk om de warmwatervraag te beperken. Een doorstromer van 16 kW – en liefst nog wat minder vermogen – is het maximaal haalbare. Gelukkig zijn er wel wat foefjes om het waterverbruik binnen de perken te houden.

Waterbesparing douche

Een beproefde manier om de warmwaterstroom af te knijpen zonder al te veel aan comfort in te boeten, is toepassing van een douche-WTW. Een verticale afvoerpijp van ruim twee meter tussen de doucheafvoer en riolering verwarmt via een dubbele pijpconstructie het leidingwater naar de douchemengkraan. Het is een effectieve manier om warmte uit het wegstromende douchewater te halen. Een nadeel is wel dat de WTW even tijd nodig heeft om op gang te komen. Eerst moet immers douchewater vanuit het putje of de goot naar de WTW-afvoerpijp stromen, om vervolgens het leidingwater voor te verwarmen. En dan moet het water ook nog naar de thermostatische douchemengkraan stromen. Pas als dat het geval is, gaat de douche harder stromen.|

Het Nederlandse Hamwells heeft een creatieve douche-WTW variant voor appartementen ontwikkeld.

Bouwfysische beperking

En er is nog een beperking. Er moet op de begane grond ruimte zijn om de douchepijp te monteren. Voor bewoners van appartementen is het daardoor geen bruikbare oplossing; de douchepijp zou bij  de onderburen komen te hangen. Voor deze situaties zijn douchegoten en -bakken met ingebouwde warmteterugwinning ontwikkeld. Dat zijn prijzige oplossingen en het rendement is een stuk lager dan dat van een verticale douchepijp. Het Nederlandse bedrijf Hamwells heeft brengt sinds begin dit jaar een creatieve oplossing op de markt voor zowel appartementen als voor woningen met een doucheruimte op de begane grond. Daarbij wordt achter een voorzetwandje een dubbele douchepijp gemonteerd. Een pomp zuigt het water uit de douchegoot op en verdeelt het over twee douche-WTW’s. De mengkraan is direct op het voorzetwandje gemonteerd. Met een volumestroom van 1,8 liter heet water van 60 °C weet Hamwells door de effectieve warmteterugwinning zo’n 7,5 liter water van 40 °C uit de douchekop te toveren. Althans: als na twee minuten als de douche-WTW op stoom is, zo staat in kleine lettertjes op de website. Op diezelfde website wordt vermeld dat een kleine boiler van 50 liter nu voldoende is om voldoende douchewater te leveren voor een heel gezin. Duurzamer kan haast niet.

Reageer op dit artikel