MONITORING WARMTEPOMP WONINGEN TE EDE WONING 2 EDE KERNHEM DATUM : 5 april 2013 PLAATS : Winterswijk
INHOUDSOPGAVE 1 INLEIDING... 3 2 DE WONING... 4 2.1 VERTICALE BODEM WARMTEWISSELAAR... 4 2.2 WARMTEPOMP... 4 2.3 AFGIFTE SYSTEEM... 5 2.4 REGISTRATIESYSTEEM... 5 3 KLIMAAT GEGEVENS... 6 3.1 GRAADDAGEN... 6 4 REGISTRATIE GEGEVENS... 8 4.1 OPGENOMEN ELEKTRA... 8 4.2 GELEVERDE WARMTE VOOR VERWARMING... 9 4.3 WARMWATER GEBRUIK... 11 5 SAMENVATTING... 14 6 BIJLAGE... 15 6.1 INDELING BEGANE GROND... 15 6.2 INDELING EERSTE VERDIEPING... 16 6.3 INDELING ZOLDER... 17 Pagina 2 van 17
1 INLEIDING In opdracht van het bouwbedrijf Van Campen te Zelhem, zijn twee woningen in de nieuwbouwwijk Ede Kernhem uitgerust met een registratie systeem. De registratie omvat het energie verbruik van de warmtepomp, gecombineerd, met de geleverde warmte en de temperaturen in vijf vertrekken. Het doel van deze registratie is het optimaliseren van de selectie van de warmtepomp installatie. Er is geen norm of richtlijn in Nederland beschikbaar, voor het selecteren van de warmtepomp. Hierdoor is de selectie gestoeld op basis van berekeningen en ervaring. Daar de huidige berekening methodieken statisch zijn, maar de optredende warmtevraag dynamisch, is de warmteopwekking doorgaans te groot. Bij warmtepompen leidt dit tot een te dure en slecht functionerende installatie, met een tegenvallend rendement. In de volgende hoofdstukken wordt ingegaan op de technische installatie, waaronder de warmtepomp en het registratie systeem, daarnaast worden in verschillende hoofdstukken de registraties getoond. Pagina 3 van 17
2 DE WONING De woning betreft een rijtjes eengezinswoning, welke op de begane grond is uitgebouwd aan de achterzijde, waardoor een ruime tuingeoriënteerde woonkamer is ontstaan. Op de begane grond bevinden zich de meterkast, het toilet en de woonkamer met open keuken. Onder de trap is een bergruimte gesitueerd met daarin de opstelling van de warmtepomp. De overloop bied toegang tot drie slaapkamers en de badkamer, daarnaast is de overloop voorzien van een vaste trap naar zolder. Bouwjaar: 2011 De EPC berekening heeft een waarde van 0.48, op basis van NEN 5128:2004. Het woning type is K1B gespiegeld, met opties. Netto vloeroppervlakken [m²]: Ontwerp temperatuur Woonkamer 46,2 20 C Entree/toilet 6,5 15 C Slaapkamer 1 13,5 20 C Slaapkamer 2 9,0 20 C Slaapkamer 3 6,7 20 C Badkamer 6,7 20 C Overloop 2,9 15 C Zolder 24,0 20 C Totaal [m²] 115,5 2.1 VERTICALE BODEM WARMTEWISSELAAR De warmtepomp haalt een deel van de benodigde warmte uit de bodem, middels een verticale bodem warmtewisselaar met een lus. Deze warmtewisselaar heeft een lengte van 200 meter en bestaat uit een kunststof leiding die in de bodem is aangebracht. In de kunststof leiding zit water met mono propyleen glycol, dat wordt afgekoeld (in de winter) door de warmtepomp en wordt opgewarmd door de bodem. In de zomer wordt dit proces omgedraaid en gaat er warmte van de woning naar de bodem. 2.2 WARMTEPOMP De warmtepomp, die is geselecteerd voor de verwarming van deze woning is de Alpha InnoTec WZS 61H/K, met artikel nummer 100555-51 en serie nummer 210509-05A. De warmtepomp is op 30-11-2011 in bedrijfgesteld, de woning is op 12-01-2012 opgeleverd aan de eerste bewoners. Prestaties van de warmtepomp: B0/W35 vlg. EN14511 - COP 4,6 - Vermogen 6,0 kw B0/W45 vlg. EN14511 - COP 3,5 - Vermogen 5,5 kw Koudemiddel R407C Boiler van 190 liter Opgenomen vermogen compressor: B0/W35 vlg. EN14511 1,30 kw 2,6A Pagina 4 van 17
2.3 AFGIFTE SYSTEEM Vanaf de warmtepomp is een meerlagen kunststof leidingsysteem toegepast, dat de warmtepomp verbindt met de kunststof vloerverwarming verdelers. In de gehele woning is vloerverwarming hart op hart 150 mm als hoofdverwarming aangebracht uitgevoerd in PE-MDX buis. 2.4 REGISTRATIESYSTEEM Het registratie systeem is opgebouwd uit een regelkast, met daarin een BRControls BRC23 regelaar, welke is voorzien van een historische opslag module, welke elke minuut de waarden van de ruimtetemperatuur opnemers verzorgt, maar daarnaast ook de plus telling van de warm water meter registreert. Voor de registratie van de geleverde thermische energie aan de woning en het elektraverbruik zijn meters toegepast met een eigen telwerk van het fabricaat Kamstrup, welke middels een M-bus verbinding worden uitgelezen. De volgende gegevens worden geregistreerd: 1. Woonkamer temperatuur; 2. Slaapkamer 1 temperatuur; 3. Slaapkamer 2 temperatuur; 4. Slaapkamer 3 temperatuur; 5. Zolder temperatuur; 6. Warmtemeter, Geleverde energie; 7. Warmtemeter, Aanvoer temperatuur; 8. Warmtemeter, Retour temperatuur; 9. Warmtemeter, Verschil temperatuur; 10. Warmtemeter, Vermogen; 11. Warmtemeter, Flow; 12. Elektrameter, Geleverde energie; 13. Elektrameter, Opgenomen vermogen; 14. Warmwater verbruiksmeter. Pincipe schema: Pagina 5 van 17
3 KLIMAAT GEGEVENS De woningen zijn niet voorzien van een buiten temperatuur opnemer op het registratie systeem, daarnaast is een buiten temperatuur opnemer vaak niet op een juiste en onbelemmerde positie te monteren, waardoor altijd ongewenste beïnvloeding plaatsvindt. Derhalve gebruiken wij de gegevens die het KNMI aanbied. Op 17,4 kilometer afstand, bevind zicht het KNMI weerstation Deelen, station nummer 275. Dit station is gelegen op een hoogte van 50 meter boven NAP, de woning op 12 meter boven NAP. De volgende gegevens, zijn gebaseerd op de klimaat gegevens van het KNMI (Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut). 3.1 GRAADDAGEN Graaddagen worden gebruikt in relatie tot het verwarmingsenergie verbruik van gebouwen. Graaddagen worden berekend op basis van de gemiddelde etmaal temperatuur, ten opzichte van de stookgrens van 18 C. Als voorbeeld, indien de gemiddelde etmaal temperatuur 10 C bedraagt, dan zijn dat 8 draaddagen. Gewogen graaddagen houden rekening met het stook seizoen, in de wintermaanden wordt een factor van 1,1 gehanteerd en in de zomer 0,8. Jaartal Ongewogen Gewogen 1970 3.413 3.435 1971 3.220 3.231 1972 3.453 3.433 1973 3.296 3.310 1974 3.108 3.079 1975 3.124 3.134 1976 3.204 3.235 1977 3.165 3.137 1978 3.457 3.446 1979 3.660 3.674 1980 3.432 3.447 1981 3.375 3.412 1982 3.058 3.092 1983 3.077 3.101 1984 3.325 3.301 1985 3.660 3.698 1986 3.482 3.480 1987 3.538 3.558 1988 2.997 2.996 1989 2.866 2.879 1990 2.873 2.863 1991 3.296 3.309 1992 2.949 2.994 1993 3.200 3.231 1994 2.953 2.955 Pagina 6 van 17
1995 3.118 3.144 1996 3.700 3.725 1997 3.082 3.107 1998 2.996 3.021 1999 2.822 2.869 2000 2.773 2.799 2001 2.996 3.021 2002 2.842 2.868 2003 2.976 3.031 2004 3.028 3.062 2005 2.921 2.949 2006 2.841 2.886 2007 2.744 2.780 2008 2.978 3.004 2009 2.956 3.022 2010 3.506 3.556 2011 2.781 2.826 2012 3.078 3.098 Gemiddeld 3.147 3.167 Pagina 7 van 17
4 REGISTRATIE GEGEVENS De registratie is gestart op 09-12-2011 en de gegevens zijn geanalyseerd t/m 31-01-2013. 4.1 OPGENOMEN ELEKTRA De warmtepomp gebruik elektriciteit voor de elektronica ca. 9W, bron circulatie pomp ca. 65W, CV-circulatiepomp ca. 65 W en de compressor nominaal 1,3 kw in verwarmingsbedrijf. Tijdens tapwaterbedrijf neemt het opgenomen vermogen toe tot ca. 2,4 kw. In onderstaande grafiek is het door de warmtepomp opgenomen elektra vermogen per week weergegeven: Pagina 8 van 17
4.2 GELEVERDE WARMTE VOOR VERWARMING De warmtepomp verplaatst warmte vanuit de verticale bodem warmtewisselaar naar de woning, de arbeid die hiervoor nodig is, wordt door de compressor geleverd. De compressor zet daarmee elektrische energie om in thermische energie. In de onderstaande grafiek is de geleverde thermische energie weergegeven in kwh per week. De graaddagen zijn een maat voor het energie verbruik van een verwarming installatie. In onderstaande grafiek is de geleverde energie voor de verwarming gedeeld door het aantal gewogen graaddagen in die week. Hieruit blijkt dat de bij de bewoonde woning structureel minder energie nodig is per graaddag dan in een onbewoonde staat. Dit valt te verklaren middels de interne warmtelast door huishoudelijke apparatuur en door de personen zelf. In de zomermaanden is deze factor niet betrouwbaar, omdat het aantal graaddagen zeer gering is. Dit heeft slechts een kleine invloed op het totale verbruik, daar de geleverde energie ook erg klein is. Pagina 9 van 17
De compressor is 2617 uur in bedrijf geweest gedurende de monitoring periode, waarbij het opgenomen vermogen in de onderstaande grafiek is weergegeven. Deze grafiek is oplopen gesorteerd, waardoor het bovenstaande beeld ontstaat en de verschillende bedrijf modussen, voor verwarming en tapwater te onderscheiden zijn. Het nagenoeg horizontale deel van de grafiek bevat de verwarmingsmodus, vanaf de knik is dit de tapwater bereiding. De bedrijfsuren voor de verwarming van warm tapwater bedraagt 738 h in de monitoring periode, waardoor de verwarmingperiode 1.879 uur bedraagt. Voor de bereiding van warm tapwater is 1.580 kwh aan elektriciteit gebruikt. In totaal is 4.441 kwh aan elektrische energie opgenomen, waardoor standby verbruik en de verwarming 2.861 kwh heeft gekost. Aan de woning is 13.491 kwh aan warmte geleverd, de COP (Coëfficiënt Of Performance) bedraagt hiermee 4,72. Deze Pagina 10 van 17
factor is erg goed en wijst op een juiste combinatie van bron, warmtepomp en afgiftesysteem in de woning. Hoe hoger deze factor, hoe minder elektriciteit wordt gebruikt en hoe lager de energienota van de bewoners. 4.3 WARMWATER GEBRUIK Warmwater wordt door de warmtepomp opgewekt in de boiler en naar behoefte gebruikt. In onderstaande grafiek is het cumulatieve verbruik weergegeven. Hieruit valt op te maken, dat vanaf februari 2012 de woning bewoond is. Het elektrische energiegebruik voor deze 62 m³ warm water bedraagt 1.580 kwh. 62.000 kg water is opgewarmd van 10 C naar gemiddeld 55 C, wat een temperatuur sprong is van 45 C. Hiermee komt de energie die aan het geleverd water is toegevoerd op: 62.000 x 45 x 4,18 / 3.600 = 3.240 kwh. De opbrengst verhouding voor de warmtepomp in tapwater bedrijf komt hiermee op 3.240 / 1.580 = 2,05. Deze prestatie is prima. Pagina 11 van 17
Ruimte temperaturen In onderstaande grafiek zijn de gemiddelde ruimte temperaturen weergegeven. Hieruit blijkt dat de verwarming van slaapkamers en zolder door de bewoners laag is ingesteld of hier veel wordt geventileerd. De zolder schiet in de warme zomer het meest ver uit. De temperaturen in de woonkamer zijn gedurende het laatste stookseizoen relatief hoog. Pagina 12 van 17
Week 5 in 2012 was een extreem koude week, met 196 gewogen graaddagen. Week 5 liep van 30-01-2012 t/m 05-02-2012. Deze week wordt nader belicht: De waarden in de grafiek zijn gemiddelde waarden per uur. De maximale aanvoer temperatuur in deze extreme week bedraagt 33,5 C, wat bijzonder netjes is bij buitentemperaturen tot -20 C. Wel moet de kanttekening worden geplaatst, dat de woning dan nog niet bewoond is en dat de ruimtetemperatuur waarschijnlijk op 18 C ingesteld is geweest. Pagina 13 van 17
5 SAMENVATTING Woning oppervlak 115,5 m² Warmtegebruik CV 13.491 kwh Warmtegebruik warm tapwater 3.240 kwh Totaal warmtegebruik 16.731 kwh Elektra verbruik warmtepomp 4.441 kwh Overall COP 3,8 Warmte gebruik 117 kwh/m² Elektra verbruik warmtepomp 38 kwh/m² Uit de beschikbare cijfers valt te concluderen dat deze woning deugdelijk is gebouwd, in relatie tot de kierdichting en isolatie van de woning. Het overall rendement van warmtepomp is goed. Pagina 14 van 17
6 BIJLAGE 6.1 INDELING BEGANE GROND Pagina 15 van 17
6.2 INDELING EERSTE VERDIEPING Pagina 16 van 17
6.3 INDELING ZOLDER Pagina 17 van 17