2 Bepalen vermogen lucht-water warmtepomp

Dit type is het meest aangewezen om in een bestaalde centrale verwarming de ketel te vervangen.
De betere oplossing zou een grond-water warmtepomp zijn, maar meestal is dit niet meer uit te voeren als renovatie en wordt je beperkt tot de ASHP (Air-source-heat pump)

2.2 Koevlaas berekening

De gebruiker Koevlaas heeft een vuistregel ontwikkeld die aardig in de buurt komt gebaseerd op je jaarlijkse gasverbruik in m3.
Meer info kan je terug vinden op https://gathering.tweakers.net#Lucht/Water warmtepomp om mee te verwarmen en te koelen #10 

De vuistregel bestaat uit:

Aantal m3 gasverbruik per jaar x 8 kW warmte uit een m3 gas. Dit deel je door 1650 en het resultaat rond je af naar boven.

Passen we dit toe op ons voorbeeld, waarbij het jaarlijks gasverbruik ongeveer 17000kWh is in gas en Fluvius 11,3kWh/m3 rekent, dan komen we tot de volgende waarde van ongeveer 8kW. (17000 /11,3 = 1500m3 => 1500x8/1650 = 7,3kW 

2.3 Berekening via model

Op de website Bouw-energie kom je voor de woning een richtwaarde uit van 6 kW, wat toch een verschil maakt van 25%.
Vermits dit verschil perfect past binnen de regelmogelijkheden van de warmtepomp, kan je hier kiezen voor een 8kW versie, wat ik ook gedaan heb.

Opmerking:

Alle berekeningen gaan uit van een normaal rendement van een huidige ketel.
De ketel die ik vervangen heb is een Atol HR+ Viessmann van 1989. 
Na het plaatsen van de warmtepomp en het uitvoeren van de metingen is mij duidelijk geworden dat de HR+ ketel een redement had van maximaal 60%, zelfs met lage watertemperatuur (50c). Er ging dus heel wat warmte door de schoorsteen....

Het gevolg was dat de warmtepomp ongeveer 25% overgedimensioneerd is.
Waarschijnlijk had een 6kW versie voldoende geweest, waardoor zowel de aankoop maar ook het verbruik sterker kon beperkt worden, doordat je op een lagere Ta kan draaien.
Met de huidge warmtepomp is het minimale vermogen ongeveer 3,3kW, waardoor de laagste Ta ongeveer 34c is, wil ik het pendelen vermijden.
Maar zoals je later zal zien, is dit niet noodzakelijkerwijs een groot nadeel.

Voor wie vertrekt van stookolie kan ongeveer 10kW/l gebruiken als uitgangspunt.
Maar weet dat stookolie ketels een rendement hebben dat meestal nog veel lager ligt dan een gasketel (ongeveer 10%-40%)

3 Mixing buffervat

Het gebruik van een buffervat werd in de eerste versies van warmtepompen toegepast om het pendelgedrag wat te temperen.
Echter met de huidige frequentie geregelede compressoren is dit niet meer nodig.
Ik heb de keuze van een buffervat gemaakt van 300l, maar mag gerust stellen dat dit overbodig is in mijn installatie, daar de gewenste temperatuur binnen de 5min gehaald wordt.
Hierdoor gedraagt het  300l buffer vat zich eerder als een hydraulische scheider dan als een buffer, wat trouwens de doelstelling is van een buffervat waarop meerdere warmtebronnen kunnen worden aangesloten (vb thermische panelen, gasketel en warmtepomp...)

Ik kan iedereen aanbevelen om geen buffervat te plaatsen en daardoor alle extra kosten en verliezen te sparen.
Het bufferen van energie dien je in je huis te doen, zoals door de boost regimes te gebruiken, waardoor je een veel hoger rendement krijgt van de enrgie die je op overshot hebt.

Het buffer vat is voor de CV, niet te verwarren met een sanitair warm water vat (DHW Domestic Hot Water), wat bij mij ingebouwd zit in de Ecodan unit en 200l bevat.

4 Elektrische energie behoefte

4.1 Commerciële berekening

Een simpele redenering zou zijn.
Jaarlijks energieverbruik gas/ SCOP, waardoor je in ons voorbeeld op ongeveer 4000kWh zou uitkomen (17000kWh/4,3).

Hier wordt echter van een SCOP uit gegaan van 4,3, vermeld in de specificaties, iets wat zelden gehaald kan worden.
De bepaling van het rendement van een warmtepomp (COP) is sterk afhankelijk van de gewenste Ta en de buitentemperatuur (Tb)
Voor het bepalen van de SCOP gaat men van een model uit waarbij de Ta zeer laag is en de gemiddelde jaartemperatuur hoog.
In realiteit zal je met een COP (niet de SCOP) van meer dan 3 een zeer goed resultaat hebben. 

4.2 Correcte bepaling COP

Wanneer je de tabellen van een warmtepomp raadpleegt kan je dit beter inschatten.

In onderstaande tabel van het 8kW type zie je de capaciteit en de COP voor een bepaalde Ta en Tb.
De bepalingen Min, Mid, Normal en Max slaan op het  vermogen van de warmtepomp of anders gezegd op de frequentie waarop de compressor draait.

Je ziet nu (geel) dat bij een lage frequentie (<40Hz)het vermogen ongeveer  2,4kW is  bij een Ta=35c en  Tb=7c.
De COP is hier  3,5, lager dan wanneer de warmtepomp  in een mid/normal regime  zou draaien owv de interne verliezen.
Vandaar ook de redenering dat je je warmtepomp niet te groot mag dimensioneren.
Trouwens een nazicht in de tabellen geeft aan dat het laagste vermogen van ~2,4Kw,  gelijk is voor alle vermogens tussen 6kW en  12kW met vergelijkbare COP's.

Wil je heter water,  zoals 50c voor DHW productie, dan zie je dat het vermogen  ongeveer  2,0kW is  en de COP slechts 2,5.

De grafieken onderaan zouden doen vermoeden dat de COP pas goed wordt (A7 stippellijn) als de pomp kan draaien met een afgifte vermogen van >5kW echter dit is gemeten met een Ta van 25C, niet echt een realistische waarde in renovatie.
Deze graffiek zou je op een verkeerd been kunnen zetten, nl de keuze van een kleiner vermogen om zo hoger uit te komen met de COP.

Je doet er dus goed aan om de tabel te nemen en te kijken:

1. Wat is mijn benodigde Ta, zoals ik deze bepaald heb met mijn oude CV installatie?

2. Wat is mijn benodigd vermogen van de warmtepomp, zoals ik deze bepaald hem met de vorige berekeningen? 

Uit de tabel van die specifieke warmtepomp kan je dan de te verwachten COP bepalen, die merkelijk lager ligt dan de SCOP, die je elders zal vinden.
Uit metingen na het inregelen van mijn installatie kan ik bevestigen dat deze waardes dicht in de buurt zitten met wat hier als theoretisch maximum wordt vermeld, gemeten in laboratorium condities.
In dit geval een keuze maken van ongeveer COP 3 zal je zeker niet verrassen, zeker omdat hierin ook de warm water productie dient in rekening gebracht te worden, die in mijn geval ongeveer 1,5kWh/dag bedraagt(warmteproductie van 3,5kWh/dag) en de totale COP negatief beïnvloed tijdens de zomermaanden (enkel DHW= lage COP)

4.3 Werkelijke begroting energiebehoefte CV/DHW

Hieruit kan je nu je jaarlijkse behoefte bepalen aan elektrische energie voor verwarming.
Behoefte gas x rendement gas / COP of 17000kWh*0,6/3 = 3400kWh en ongeveer bepalen wat je zal besparen als je van gas naar een warmtepomp zal omschakelen.

Hierin zit ongeveer 1,5kWh*365d=547kWh warm water vervat, wat de SCOP zal beïnvloeden in de negatieve zin, gezien de slechtere COP voor heter water.