Tapwaterverwarming bij een warmtepomp vergt een andere aanpak dan bij een cv-ketel.

Waarom is dit ?

douche warmwaterEen cv-ketel wordt, om constant tapwater te kunnen leveren,  vaak gekozen met een groot vermogen.

Voor het leveren van 12 liter per minuut van 40ºC is bijvoorbeeld een combiketel van circa 25,2 kW nodig  (bij een koudwater temperatuur van 10ºC volgt uit berekening).

Omdat een grotere combi-ketel niet zo gek veel meer geld kost dan een kleinere, wordt dus vaak om tapwater reden een grotere ketel gekozen. Terwijl voor verwarming bijvoorbeeld maar 10 kW nodig is (afhankelijk van de woning natuurlijk).


Bij een warmtepomp is dit nagenoeg niet mogelijk. Een warmtepomp wordt gekozen op basis van het verwarmingsvermogen met soms een beetje bijtelling voor tapwater.  De prijs van een veel grotere warmtepomp (en eventuele bron installatie bij bodemenergie) is vele malen hoger, zodat het niet realistisch is om dit te doen. En bij lucht water kom je dan al snel aan een opstelling van meerdere buiten-units, kortom niet wenselijk.


Bij een warmtepomp opstelling wordt gekozen voor een boiler, dus een voorraad met tapwater. Deze voorraad kan met een klein vermogen rustig worden opgewarmd.

 

Rekenvoorbeeld:

Stel dat 100 liter water moet worden opgewarmd van 10 ºC (inkomend) naar 57 ºC (delta T 47k)
Q = m x c x delta T
Q = 100 x 4,2 x 47
Q = 19740 KJoule  
Als we dit delen door 3600 seconden, geeft dit 5,48 kWh

Er is dus 5,48 kWh aan energie nodig om dit te kunnen doen.


Een warmtepomp van 5,5 kW doet daar dus ongeveer een uur over.  En na dat uur hebben we 100 liter op voorraad staan, gereed om te worden gebruikt.


We douchen met 40 ºC water en niet met 57 ºC, wat voor invloed geeft dit op die 100 liter?
(40 – 10) / (57 - 10) = 0,63  (10 is het binnenkomend water wat verwarmd wordt naar)
100 : 0,63 = 158 liter water van 40 graden zit omgerekend in de tank.
Nu is een boiler nooit geheel af te tappen, in de praktijk rekenen we met een factor 0,85 (85%) dat een boiler echt kan leveren van zijn inhoud aan energie.  
We vermenigvuldigen nu de 158  liter  x 0,85 = 134 liter.
Uit een boiler van 100 liter die op 57 ºC is, kunnen we dus theoretisch 134 liter van 40 ºC halen.
En daarvoor is 5,48 kWh energie nodig.

 

Noot: sommige mensen doen wel eens het volgende 100 liter water x 57 graden = 5700 energie
delen door 40 graden = 142 liter x 85% (aftapbaarheid) = 120 liter.  Deze laatste methode is sneller maar minder correct, omdat rekening moet worden gehouden met de koude temperatuur van inkomend tapwater / energie die er in is gestopt) 


Als we nu voor onze woning een boiler moeten kiezen, is het van belang dat we weten wat de piek is van aftappen. Zodat we die aan kunnen.


Een voorbeeld om de inhoud van een boiler te bepalen;

We nemen, als voorbeeld, een gezin van 3 personen, de woning heeft een ligbad en douche.

Maximaal verwachten we dat per dag 1 x het bad wordt gebruikt en 3 x de douche.

1 x ligbad vulling a 150 liter = 150 liter
2 x douche 8 liter/minuut (normale douche kop) x 7 minuten (16 x7) = 112 liter
1 x douche 8 liter/minuut van 3 minuten (afspoelen na bad) = 24 liter
De piek voor 1 dag in dit voorbeeld = 150 + 112 + 24 = 286 liter van 40ºC
Verder weten we dat de boiler niet volledig af te tappen is dus verwerken we ook die 85% voor de inhoud bepaling. 286 liter: 0,85 = 336 liter van 40ºC


Eerder lazen we dat de factor tussen 57 ºC voorraad en 40 ºC verbruik 0,63 is.
(40 – 10) / (57 - 10) = 0,63  
We mogen dus nu stellen dat 336 liter x 0,63 = 212 liter van 57 ºC nodig is om aan de behoefte te voldoen van dit gezin/woning. 

Dit gezin heeft  gekozen voor een boilerinhoud van 200 liter met de wetenschap dat als de piek zich echt, in een korte tijd, voordoet er misschien net iets te weinig is.


Dan gaan we nu weer even terug naar de energie berekening, voor deze piekvraag.

We kozen een boiler van 200 liter, die we opwarmen naar 57 ºC

200 liter water moet worden opgewarmd van 10 ºC (inkomend) naar 57 ºC (delta T 47k)
Q = m x c x delta T
Q = 200 x 4,2 x 47
Q = 39480 KJoule  
Als we dit delen door 3600 seconden, geeft dit 10,96kWh

 

Laadtijd van de boiler

Als we een warmtepomp hebben van 5 kW, hebben we dus 10,96 kWh: 5 kW = 2,2 uur voor nodig, of wel 2,2 x 60 = 132 minuten = 2uur en 12 minuten.  Na deze tijd staat de boiler al weer warm.

 

We kunnen dus in plaats van met een combi ketel werken met een boiler om aan onze warm tapwater behoefte te voldoen.  Nadeel is dat dit wel plek vergt voor de 200 liter boiler.

 

Minimaal boilerinhoud bij een warmtepomp volgens ISSO :

boiler voor warmtepompDe temperatuur van het water aan de tappunten in een woninginstallatie moet ten minste 55ºC kunnen bereiken.

Het leidingwatersysteem moet voldoen aan NEN 1006, conform het Bouwbesluit. De norm geeft eisen waaraan een leidingwaterinstallatie moet voldoen uit het oogpunt van volksgezondheid, veiligeheid en doelmatigheid. De eisen zijn bepert tot de gebruiksdoelen van huishoudelijke aard. Een van deze eisen betreft de temperatuutregeling en temperatuurinstelling. De temperatuur aan de tappunten in een woninginstallatie zonder circulatie moet ten minste 55ºC kunnen zijn. Met circulatie moet deze ten minste 60ºC zijn.

 

Minimaal volume van een 'standby boiler' volgens ISSO 72:

Aantal personen
per woning
inhoud boiler (55ºC)
laadtijd <1,5 uur laadtijd tussen 1,5 en 16 uur
douche bad douche bad
1 en 2 96 liter 96 liter 96 liter 138 liter
3 96 liter 96 liter 144 liter 166 liter
4 96 liter 117 liter 192 liter 234 liter
5 120 liter 120 liter 240 liter

282 liter

Voor meer dan 5 personen moet zowel voor de douche als het bad 48 liter per persoon per dag extra worden aangehouden.
 

Met deze tabel is het dus de bedoeling dat je de laadtijd van de boiler uitrekent (als in ons voorbeeld, eerder op deze pagina)
Is de laadtijd voor de boiler korter dan 1,5 uur dan neem je de linker laadtijd, komt hij hoger uit dan de rechter laadtijd.
Ons voorbeeld gezin van 3 personen heeft dan dus 166 liter voorraad nodig .

Onze eerste berekening en de keuze van een 200 liter boiler voldoet dus aan de ISSO norm.

De nachtboiler

Voor een nachtboiler heeft de ISSO een andere tabel:
 

aantal
personen
nachtboiler inhoud (55ºC)
douche bad
1 en 2 144 liter 166 liter
3 192 liter 234 liter
4 240 liter 263 liter
5 288 liter 330 liter

Een nachtboiler is een boiler die in de nacht wordt geladen en dan klaar staat voor de dag. Overdag wordt deze boiler
niet bij-geladen.  
De inhoud voor een gezin van 3 personen in een woning waar ook een bad aanwezig is wordt dan 234 liter.

 

Desinfectie van de boiler:

In ISSO-publicatie 30.5 en 55.1 zijn richtlijnen gegeven voor wekelijkse desinfectie van tapwater voorraadvaten.


Verblijfsduur van 20 minuten op 60 ºC
of 10 minuten op 65ºC
of 5 minuten op 70ºC


De vereiste tijdsduur wordt geteld vanaf het moment waarop het gehele boilervolume de gewenste temperatuur heeft bereikt. Indien in het boilervat temperatuurgelaagdheid optreedt dient de temperatuur aan de onderzijde van het boilervat als referentietemperatuur te worden gehanteerd.


Vaak is het zo dat de warmtepomp met de compressor tot bijvoorbeeld 58ºC gaat en daarna wordt een elektrisch element ingeschakeld om de temperatuur verder te verhogen.  (Met sommige gebruikte koudemiddelen (R407C / R410a) kan namelijk geen hogere temperatuur worden verkregen door de compressor).

 

Je kunt niet elk type boiler voor een warmtepomp gebruiken !

Er zijn veel indirect gestookte boilers in de handel. Een indirecte gestookte boiler is een boiler waarbij de energie die nodig is om het tapwater te verwarmen, uit een ander systeem komt.

 

Je neemt een vat gevuld met tapwater, in het vat maak je een koperen spiraal waardoor je warmte (energie) rond gaat pompen. Het tapwater wordt daardoor verwarmt.  Een andere bron levert de warmte, in ons geval een warmtepomp.
Stel dat je een vat met tapwater hebt met daaronder een gasvlam, die gasvlam stookt dan direct het tapwater op.  Dat is direct gestookt.


We zoeken dus een indirect gestookte boiler, vele van deze boilers zijn ooit gemaakt voor voeding van een cv-ketel. Deze kun je niet zomaar op een warmtepomp aansluiten.  Je moet dus opletten dat de boiler die je kiest, geschikt is voor een warmtepomp.

 

tapwaterboiler voor warmtepomp


Waarom is dat zo?

Hoe groter het temperatuurverschil tussen bron en doel, hoe makkelijker de temperatuur wordt overgedragen van het een naar het ander.
De indirect gestookte boiler voor een cv-ketel is zo ontworpen dat er 80ºC cv-water van de ketel door de spiraal van de boiler werd gepompt.  Hierdoor kan het tapwater makkelijk 65 ºC worden in de tank; Immers er een delta T tussen leverancier en doel van 15ºC. Bij een warmtepomp is het een stuk lastiger, want daar willen we met 58ºC cv-water van de warmtepomp, het tapwater op nagenoeg dezelfde temperatuur krijgen. De delta T tussen leverancier (warmtepomp) en doel (tapwater) is op het laatst van het proces nagenoeg gelijk.

Als het temperatuurverschil tussen leverancier en doel klein is, dan is het enige wat je kunt doen het verwarmd oppervlak vergroten. Met andere woorden in een boiler die geschikt is voor een warmtepomp zit een veel langere, en eventueel ook dikkere of anders gevormde spiraal.

 

Denk ter vergelijking even aan de vloerverwarming, als ik meer (kleinere hart op hart afstand) en dikkere slang gebruik in de vloer kan ik makkelijker en met een lagere temperatuur warmte overbrengen naar de kamer toe.
Zo werkt dat dus in de boiler eigenlijk ook.  Als je een voor de ketel ontworpen boiler op de warmtepomp aansluit, kan de warmtepomp de gemaakte warmte niet overdragen op het tapwater, vanwege het kleiner temperatuurverschil tussen leverancier en doel.


Kies daarom een boiler die speciaal gemaakt is voor een warmtepomp en hou daarbij ook het vermogen van de warmtepomp voor ogen.  Het boilervermogen moet zijn afgestemd op het vermogen van de warmtepomp.
Net zoals dat overigens bij een boiler voor een ketel ook is. Want ook daar kende we verhalen van een 60 kW ketel op een boiler met een spiraal van 25 kW, wat ervoor zorgde dat de ketel ging pendelen (steeds aan en uit ging) omdat deze zijn warmte niet kwijt kon. 

Vandaar dus: Stem de keuze van boiler precies af op het toestel, warmtepomp en vermogen.

Go to top

logo warmtepomp tips© Warmtepomp-tips.nl, zondag 19 januari 2020

Pagina: - relevant, Warmtapwater boiler voor warmtepomp
Tags:boiler, warmtepomp, douche, tapwater, inhoud, bereken, desinfectie, element, compressor, temperatuur
Beschrijving: Bij een warmtepomp opstelling wordt gekozen voor een boiler, dus een voorraad met tapwater. Deze voorraad kan met een klein vermogen rustig worden opgewarmd.