De ene warmtepomp is de andere niet

Transcriptie

1 Meer dan een vol huis voor de vier infoavonden rond warmtepompen die het NAV onlangs organiseerde. Het ABC van de warmtepomp, de verschillende systemen, de premies, de relatie tot de EPB en de oplossingen van de fabrikanten passeerden de revue. De ene warmtepomp is de andere niet COP & SPF Ing. Geert Matthys van de onderzoeksgroep duurzame energie van de Campus De Nayer van Lessius Hogeschool over de warmtepomp als duurzame bron van woningverwarming: Een warmtepomp levert 3 à 4 keer meer warmte dan een elektrische radiator/convector voor hetzelfde elektriciteitsverbruik. Ongeveer 75 procent van de afgegeven warmte wordt op lage temperatuur aan de omgeving onttrokken en naar bruikbare temperatuur opgepompt via een compressor. De Coefficient Of Performance (COP) of prestatiefactor bepaalt de efficiëntie van de warmtepomp. Indien Tbron en Tafgifte dicht bij elkaar liggen, resulteert dit in een hoge COP. Indien beide ver uit elkaar liggen, is de COP laag. De COP stijgt bij dalende afgiftetemperatuur en bij toenemende brontemperatuur. Warm tapwater bereiding is een achilleshiel van de warmtepomp. Naast de COP, een ogenblikkelijke eigenschap van het toestel, is er de Seasonal Performance Factor of SPF. Deze seizoens-cop wordt over een periode van een jaar opgemeten aan de installatie en betreft niet enkel de warmtepomp-unit. De COP testcondities voor de diverse types warmtepompen zijn vastgelegd in de EN Bodem als bron Naargelang de warmtebron onderscheidt men diverse types warmtepompen: de verticale bodemwarmtewisselaar, de horizontale bodemwarmtewisselaar, grondwater en lucht. De verticale bodemwarmtewisselaar biedt als voordelen: beperkt grondbeslag, bijna overal toepasbaar, onbeperkt beschikbaar, weinig variatie in en relatief hoge brontemperatuur, gesloten systeem en passieve koeling. Minpunten zijn de daling van de brontemperatuur gedurende het stookseizoen en de aanwezigheid van glycol in het systeem waardoor lekdichtheid vereist is. Passieve koeling is mogelijk: bij geothermische warmtepomp-installaties kan de grondkoelte in de zomer namelijk door het afgiftesysteem gestuurd worden via een bypass-warmtewisselaar over de warmtepomp. Enkel de circulatiepompen verbruiken op dat ogenblik elektriciteit. Door in de zomer het gebouw te koelen met een bodemwarmtewisselaar regenereert men tevens de ondergrond. Hoe is de dimensionering van een verticale bodemwarmtewisselaar? Neem als voorbeeld een woning van 12 kw met een vloeroppervlakte van 200 m². Indien de COP 3 bedraagt, wordt 8 kw uit de ondergrond onttrokken. Bij zand of watervoerende grond geldt een bodemgeleidingscoëfficiënt van +/- 50 W/boormeter. Dus zal voor de verticale bodemwarmtewisselaars ongeveer 180 boormeter - bijvoorbeeld 3 boringen van 60 meter - vereist zijn. Bij vochtige klei- of leemgrond en +/- 30 W/m zal zelfs ongeveer 300 boormeter vereist zijn. De horizontale bodemwarmtewisselaar is bijna overal toepasbaar, onbeperkt beschikbaar en werkt met een gesloten systeem. Minpunten zijn onder meer het ruime grondbeslag, de variatie in de brontemperatuur en de daling ervan gedurende het stookseizoen. Ook hier is de dimensionering afhankelijk van de aard van de bodem. Stel dat bij dezelfde woning met horizontale bodemwarmtewisselaars wordt gewerkt. Bij droge zandgrond bedraagt het onttrekkingsvermogen 15 W/m² en de benodigde bodemoppervlakte buiten 533 m², bij DIMENSION 33

2 Bij een hapje en een drankje stelden de fabrikanten van warmtepompen hun oplossingen voor. natte leemgrond is dit respectievelijk 30 W/m² en 266 m². Er zijn meerdere mogelijkheden: een terrein afgraven en het volledige captatienet aanbrengen, of gleuf per gleuf afgraven. In ons land wordt relatief vaak gebruik gemaakt van DX/DX warmtepompen, waarbij de condensor geldt als vloerverwarming en de verdamper als bodemwarmtewisselaar. Het koelmiddel verdampt in de bodemwarmte-wisselaar en condenseert in de vloerverwarming, in beide gevallen koperen buizen. Grondwater en lucht als bron Ook grondwater heeft zijn pro s en contra s als bron voor een warmtepomp. Aandachtspunten zijn hier de grondwaterfilter en eventuele verstopping van de verdamper. De capaciteit van de bron kan ook dalen met de jaren. Tevens dient erop gelet dat er geen lucht aan het grondwater kan. Het gebruik van buitenlucht als warmtepomp heeft eveneens zijn voor- en zijn nadelen. Een lucht/lucht warmtepomp geldt als een omkeerbare split air-conditioner. Opgelet: voor warmtepompen die actief kunnen koelen, wordt geen premie toegekend. Een lucht/water split warmtepomp heeft een koeltechnische leiding tussen de buitenunit, waarin de verdamper en doorgaans ook de compressor vervat zitten, en de binnenunit, waarin de condensor die warmte afgeeft aan een waterafgifte systeem vervat zit. Bij een lucht/water mono-block is er geen binnenunit en dus geen sprake van een koeltechnische leiding, het waterafgiftesysteem wordt onmiddellijk aan de buiten-unit aangesloten. Laag energie woningen kan men verwarmen met een warmtepomp met de buitengeworpen ventilatielucht als bron. Hiervoor is er een ventilatiesysteem met mechanische pulsie en extractie vereist, het zogenaamde systeem D, met ingebouwde warmtewisselaar. Belang lage temperatuur afgiftesysteem De COP stijgt dus als de afgiftetemperatuur daalt. In geval van een warmtepomp dient het afgeven van warmte in een gebouw aan een zo laag mogelijke temperatuur te gebeuren, net zoals bij een condensatieketel. We spreken van een Laag Temperatuur Verwarmingssysteem indien de temperatuur minder dan 55 C bedraagt. Zo is plafondverwarming zeer geschikt voor passieve koeling in de zomer. Betonkernactivering is zeer geschikt voor het verwarmen met een regime van +/- 24 C - en dus zeer goed voor de COP van een warmtepomp - en het koelen met een regime van +/- 17 C, passieve koeling met andere woorden. Woningen met grote warmteverliezen kunnen niet verwarmd worden met een Lage Temperatuur Verwarmingssysteem. Inzake vergunningen moet voor grondwaterputten tot m³/jaar een aanvraag klasse 2 worden aangevraagd. Voor een verticale bodemwarmtewisselaar tot 50 m diep geldt enkel meldingsplicht. Dieper dan 50 m is een vergunningsaanvraag klasse 2 verplicht. Wat sanitair warm water betreft, zijn er diverse alternatieve mogelijkheden: warmtepompboiler op ventilatielucht, zonneboiler, elektrisch systeem via nachttarief en condenserende gasboiler. Voor een nieuwbouwwoning van 129 m² en 8 kw kan de installatiekost van een warmtepompsysteem - indien de kost van een aardgasinstallatie als factor 1 beschouwd wordt - als volgt geraamd worden: lucht/water + 30%, horizontale of verticale bodemwarmtewisselaar, respectievelijk + 30 à 40% en 40 à 50%, grondwater + 40 à 50%. Voor het toepassen van een warmtepomp in een woning is in de bibliotheek van de EPB-software een rubriek warmtepompen voorzien. De COP-testcondities zijn vastgelegd in de EN Naargelang het type warmtepomp - lucht/lucht, bodem/water... - zijn de brontemperatuur en de afgiftetemperatuur vastgelegd. Aan de hand van de ingegeven COP-waarde berekent de software automatisch het aangepaste E-peil voor de woning. Lage temperatuursystemen Vloerverwarming wint het steeds meer op radiatoren. Vraag blijft welk systeem het meest geschikt is voor welke toepassing. Erwin Verhasselt van Hencomap dat de BIOfloor oplossingen op de markt brengt: Systeemplaten bieden heel wat voordelen. Afhankelijk van de isolatie kunnen er grote prijsverschillen zijn. Bij het plaatsen van draagnetten heeft men vrije keuze van buisdiameters. Deze methode is evenwel vrij arbeidsintensief en stelt het probleem van begaanbaarheid na plaatsing. Tacker of slagplug biedt dezelfde voordelen en laat moeilijke architectuur toe, maar is moeilijk toe te passen bij gietvloeren, omwille van het risico op perforatie van het dampscherm. Rails zorgen voor een onbeschadigd dampscherm. Ze zijn echter moeilijk toepasbaar bij gietvloeren omwille van de zwevende opbouw. Een droog systeem heeft een lage opbouw, maar er dient opgelet voor verminderde warmteafgifte en het kooi van Faraday-effect. De 34 DIMENSION

3 Meer dan een vol huis voor de NAV infoavonden rond warmtepompen. Ing. Geert Matthys van Campus De Nayer over de warmtepomp als duurzame bron van woningverwarming. industriële oplossing is economisch door de grote leidingdiameters. Een nauwe samenwerking tussen installateur en aannemer is aangewezen. Bij wandverwarming is er verhoogde warmteafgifte en geen lage temperatuursbeperking met de wand. Er dient vooral gelet op de bevestiging van kaders en kasten. Ook vorst- en ijsvrijhouden zijn mogelijke lage temperatuur systemen. Tenslotte is er het systeem van betonkernactivering. Aandachtspunten zijn de plaatsing van een verlaagd plafond en mogelijke perforaties bij de plaatsing van lichtarmaturen. Uiteraard vraagt elke toepassing de juiste collector en het juiste leidingsysteem. Ongeacht het systeem voorziet men best in vloerverwarming van 20 cm dik en een combinatie van verwarmen en koelen. Premies & co Wie ziet nog klaar in het bos van premies en belastingverminderingen voor energiebesparing (dakisolatie, verwarming) in Vlaanderen? De federale overheid kent onder bepaalde voorwaarden belastingverminderingen toe voor dakisolatie, voor de vervanging van een oude stookketel of voor het plaatsen van een warmtepomp. Ter vervanging van een bestaande cv-ketel komen alle types van warmtepompen in aanmerking voor een belastingvermindering. Voor warmtepompen die toegepast worden in nieuwbouw, komen alleen de geothermische warmtepompen (bodem/water, water/ water) in aanmerking voor een belastingvermindering. Ook de gewesten, bepaalde provincies en gemeenten, en de netbeheerders kennen onder bepaalde voorwaarden premies toe voor dakisolatie, nieuwbouw met verlaagd E-peil, een condenserende ketel of warmtepompen. Voor het installeren van een warmtepomp bodem/water of water/water in een bestaand gebouw, kennen de meeste netbeheerders onder bepaalde voorwaarden een premie toe van 210 euro per kva, tot een maximumgrens van euro. Idem voor wat betreft het plaatsen van een warmtepomp lucht/water of lucht/lucht. Eandis bijvoorbeeld kent helaas geen premie toe voor warmtepompen lucht/lucht. Voor nieuwbouw wordt een premie door de netbeheerder toegekend op basis van het E- peil en maakt het niet uit welk type warmtepomp er geïnstalleerd is. DIMENSION 35

4 Partners NAV infoavonden warmtepompen 2009 Airwell PAC HT Camair verdeelt de Airwell warmtepompen type Lucht/Water, Lucht/Lucht, Water/ Airwell hoge temperatuurwarmtepomp PAC HT Lucht, Water/Water en Bodem/Water van 5 tot 700 kw. De Airwell warmtepomp PAC HT is een geluidsarm monobloc toestel Lucht/Water, type plug&play, voor residentiële of kleine commerciële toepassingen. Ze staat in voor ruimteverwarming en productie van sanitair warm water en heeft een glijdende vertrekwater temperatuurregeling van 25 tot 65 C waarvan de stooklijn instelbaar is in functie van de buitentemperatuur. Deze warmtepomp op basis van buitenlucht levert bij 20 C nog een vertrek-watertemperatuur van 65 C zonder elektrische bijverwarming en is geschikt voor toepassingen met vloerverwarming in combinatie met radiatoren op de verdieping. Dit toestel heeft een COP tot 4,12 bij condities L7/W35, is een type heating only en voldoet aan de criteria voor gewestpremies. Bulex: Hybride systeem Het Bulex Hybride systeem bestaat uit een condensatiegaswandketel en een warmtepomp lucht-water. Indien de buitentemperatuur hoger is dan 2 C, wat in België 80% van het jaar het geval is, zal de warmtepomp voor verwarming van de woning instaan, met forse energiebesparing tot gevolg. Wanneer de buitentemperatuur lager is dan 2 C, zal de condensatieketel overnemen. De combinatie van deze 2 technologieën zal zorgen voor substantiële besparing en vermindering van de CO 2 uitstoot. Het systeem bestaat uit een condensatie gaswandketel Themacondens F24/30 E, een warmtepomp Lucht/Water 4.6 kw, een binnenunit met hydraulische module en regeling, een radio gestuurde buitenvoeler en dito ruimtevoeler. De warmtepomp Lucht/Water haalt warmte uit de buitenlucht en geeft deze door aan het verwarmingswater. Ze heeft een prestatie coëfficiënt van 3,6. Het systeem wordt begin 2010 gelanceerd. comap: BIOfloor Systeemplaten Bij de BIOfloor Systeemplaten wordt de buis in een voorgeprofileerde isolatieplaat met noppen bevestigd. Dit universele systeem kan, met zijn overlappende draagfolie en diverse isolatiediktes uit polystyreen PS30 met hoge draagkracht en goede isolatie-eigenschappen, in vrijwel alle situaties toegepast worden. Door de licht modulaire constructie is het systeem snel en door 1 man te plaatsen, met minimaal snijverlies. Er is keuze uit meerdere typen systeemplaten afhankelijk van de beschikbare opbouwhoogte, de drukbelasting en de benodigde isolatiewaarden. De overlappende draagfolie verbindt de platen zo dat geen extra vochtscherm vereist is en meteen een giet- of cementdekvloer kan aangebracht worden. Een 30 mm systeemplaat uit 2 lagen polystyreen met een verschillende dichtheid zorgt ook voor verbeterde thermische en geluidsisolatie van 28dBA. De plaat, een stevig noppenprofiel, zorgt voor een constante verlegafstand en beschermt de buis tegen beschadiging. IZEN energy systems: Nibe IZEN energy systems is een grote installateur van hernieuwbare energietoepassingen in Vlaanderen. Het warmtepompconcept omvat de NIBE warmtepomp, de warmtebron, de warmteafgifte en bijkomende opties zoals koeling, zonneboiler en vloerisolatie. Voor de warmtepomp werkt IZEN energy systems samen met het Zweedse NIBE. Het gamma dekt zowel bodem- als luchtbronnen. De bodemcaptatie kan zowel horizontaal als verticaal gebeuren. IZEN voorziet een volledig concept op maat van de klant. Een concreet voorbeeld: een warmtepomp NIBE fighter 1240, met geïntegreerde inox boiler van 160 liter, met een COP van 5,03. Deze wordt gekoppeld op twee verticale warmtewisselaars van 80 meter diepte. Er is dus een gesloten systeem. Hiermee worden 225 m² vloerverwarming en de boiler verwarmd. Een passieve koelmodule kan ook in de zomer zorgen voor een aangenaam binnenklimaat DIMENSION

5 Masser: S-systeem Het Masser-S systeem betreft een warmtepomp met een verzonken collector in de tuinbodem. Net zoals bomen en planten put het S systeem van Masser zijn warmte uit de tuinbodem voor de verwarming van de woning. Deze warmte is afkomstig van de zon. Ze is volkomen natuurlijk, kosteloos en hernieuwbaar. De warmte wordt in de loop der seizoenen opgeslagen in de tuinbodem. Dankzij de bekende thermodynamische principes, wordt deze warmte opgenomen, gecondenseerd en harmonieus verdeeld in de woning. In tegenstelling met de energieën die de atmosfeer vervuilen door de uitstoot van gassen en stof, vormt het Masser S systeem een doeltreffend alternatief voor de uitdagingen inzake energie en milieu. De voordelen van het systeem zijn divers: laag verbruik, milieuvriendelijk, want geen CO 2 uitstoot, betrouwbaar en eenvoudig in gebruik. Mitsubishi Electric: Ecodan Belklima is exclusief invoerder van de Mitsubishi Electric Lucht-Water warmtepompen of Ecodan warmtepompen. Een Ecodan warmtepomp is perfect om warm water aan te maken voor lage temperatuursverwarming, traditionele radiatoren en sanitair warm water. Deze Lucht-Water warmtepompen zijn leverbaar met Zubadan technologie waardoor de warmtepomp in staat is om, zelfs bij -15 C buitentemperatuur, hetzelfde warmtevermogen af te geven als bij positieve buitentemperaturen, en als hoofdverwarming kan gebruikt worden. Voor de plaatsing van Mitsubishi Electric warmtepompen zijn geen putboringen of grondwerken nodig. Een Ecodan systeem maakt het mogelijk om met 1kW elektrische energie gemiddeld meer dan 4kW verwarmingsvermogen te produceren. De COP ligt meer dan 4 maal hoger dan bij elektrische boilers. De onderhoudskost van een Ecodan warmtepomp is laag. Nathan: WZS combiwarmtepomp De WZS combiwarmtepomp van Nathan verenigt op een compacte wijze de functies verwarmen en bereiding van warm tapwater. Het toestel behoort tot de meest stille warmtepompen in zijn soort. De geïntegreerde warm tapwaterbuffer met 200 liter inhoud garandeert optimaal comfort. Met een aanvoer-temperatuur van het verwarmingswater van 65 C bereikt warm tapwater bij warmtepompbedrijf vlot temperaturen hoger dan 58 C. De ingebouwde zwerfstroom anode garandeert een lange levensduur van boilervat én anode. De apparaten zijn leverbaar met een verwarmings-vermogen van 4, 6, 8 en 10 KW. Onder in de machine is een modulebox voor een koudecircuit. In de woningbouw vormt de toepassing van een brine/ water warmtepomp een goedkope mogelijkheid om de in de bodem aanwezige lage temperaturen te benutten voor koeling én vloer- en/of wandverwarming. Rhoss: Exp Climapac brengt het Exp systeem van RHOSS op de markt. Actueel past RHOSS het systeem toe op luchtgekoelde monobloc toestellen van 17 tot 600 kw en op watergekoelde toestellen van 5 tot 12 kw. De TXAE, een luchtgekoelde eenheid voor buitenopstelling, kan gelijktijdig koud en warm water produceren. Er is totale energierecuperatie. Zowel de onttrokken energie om het water te koelen, als de opgenomen energie van de compressoren kan worden aangewend voor de productie van warm water. De Exp unit wordt enkel stilgelegd wanneer zijn taak voor verwarming én voor koeling is volbracht en start opnieuw zodra er behoefte is aan koud of warm water. 4 verschillende modi zijn mogelijk: enkel koelen, koelen en verwarmen, enkel verwarmen en verwarmen op de hoofdkring (warmtepomp). Als koelmiddel wordt een minimale hoeveelheid R410A of R407C gebruikt die beperkt wordt tot de buiten opgestelde monobloc. DIMENSION 39

6 Thermo Comfort: Dimplex & LG De firma D. Engels is invoerder van Dimplex en LG warmtepompen in België en Luxemburg en heeft 35 jaar ervaring. Hun gamma omvat warmtepompen van 5 tot 130 kw die bestaan in heating only, omkeerbare systemen met actieve of passieve koeling. Het gamma Lucht/Water warmtepompen bestaat uit 3 reeksen met een voorlooptemperatuur van C. Ook een volledig pakket van Bodem/ Water en Water/Water warmtepompen is mogelijk, al of niet omkeerbaar met warmtepomp boiler 300 liter. Bij de Bodem/Water warmtepomp type SI 11 TE bedraagt de COP - volgens EN 255/EN /4.2 bij 0 C brontemperatuur en 35 C afgiftetemperatuur. Dit resulteert in een SPF inschatting voor Vlaanderen van Op deze systemen geldt een fiscale premie tot 4 x 2770 = , combineerbaar met een premie van de intercommunale van 860. Deze premies zijn te combineren met de passieve koeling met verticale captatie. Vaillant: geotherm In Duitsland werd de geotherm door Stiftung Warentest in 2007 als beste in zijn soort geëvalueerd. Vaillant biedt de warmtepompen geotherm en geotherm exclusiv aan. De geotherm bestaat in 3 uitvoeringen, afhankelijk van de warmtebron. De geotherm VWS gebruikt bodemwarmte als warmtebron en maakt gebruik van verticale aardsondes of van een horizontaal buizennetwerk op een diepte van ca. 1,5 meter in de bodem. Dit type bestaat in 9 vermogens. De geotherm VWS + tussenwarmtewisselaar haalt zijn warmte uit grondwater. In de grond dient een waterlaag aanwezig te zijn, tot op een diepte van maximaal 15 meter. Dit systeem geeft de beste COP en bestaat in 9 vermogens. De geotherm VWL haalt zijn warmte uit de omgevingslucht, is het meest eenvoudige in installatie maar geeft het laagste rendement. De geotherm exclusiv VWS biedt verwarming, sanitair warm water met ingebouwde boiler en passieve koeling door één toestel en is beschikbaar in 5.9, 8 en 10,4 kw. Viessmann: Vitocal 300 De COP vertaalt enkel de efficiëntie van de warmtepomp, niet deze van het verwarmingssysteem. Bij vergelijking is het belangrijk om telkens het werkingsregime van de warmtepomp en de norm te respecteren: W10/W35 - B0/W35 - A2/W35 volgens EN14511.De nieuwe regeling WPR300 van de Viessmann Vitocal 300 warmtepomp geeft de werkelijke SPF van de installatie weer op alle momenten. Ze laat de installateur toe om de installatie perfect af te stellen, dankzij de beschikbare statistische gegevens. De Vitocal 300-G kort: een COP van 4,7 bij B0/W35, geringe verbruikskosten dankzij het Refrigerant Cycle Diagnostic-system of RCD-systeem en het elektronisch expansieventiel, monovalente werking voor verwarming en SWW tot 65 C vertrektemperatuur. Regeling met warmtehoeveelheidsmeter en energiebalancering zijn geïntegreerd. Diepsonderingen H. Verbeke De activiteiten van Diepsonderingen H. Verbeke uit Sint-Eloois-Winkel zijn drieledig. EN AR C voert studies uit naar energieverbruik van bouwprojecten door thermografie, warmteverlies-berekeningen en koudelasten. Het stelt oplossingen voor naar isolatie en ventilatie en onderzoekt alternatieve technieken met het oog op de resterende energievraag, zoals warmtepomp of zonnepanelen, en zoekt een optimale combinatie van één of meerdere duurzame technieken. Geothermie Verbeke realiseert studie en uitvoering van geothermische boringen, plaatsen van verticale bodemwarmtewisselaars en leidingen tot en met de aansluiting op een collector. Geothermie J. Vercruysse staat in voor levering en installatie van warmtepomp en buffervat, installatie van een boiler gevoed door de warmtepomp en van het afgiftesysteem, vloer- of wandverwarming, en opvolging. Foto: verticale putboring DIMENSION