De Ventilatielucht/water warmtepomp

Een ventilatielucht warmtepomp is een innovatieve technologie die steeds populairder wordt in de wereld van verwarming en koeling van huizen en gebouwen. Het is een duurzame en energiezuinige oplossing die gebruik maakt van de warmte die in de ventilatielucht aanwezig is om het huis te verwarmen.

 

De werking van een ventilatielucht warmtepomp is vrij eenvoudig. Het apparaat haalt warmte (energie) uit de lucht die wordt afgevoerd door de ventilatie van het huis. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om het water in het verwarmingssysteem op te warmen. Het opgewarmde water wordt vervolgens door het huis gepompt (vloerverwarming / radiatoren) om de kamers te verwarmen en kan daarnaast ook worden ingezet om het tapwater te verwarmen. 

 

Omdat het apparaat gebruik maakt van natuurlijke warmtebronnen, is er geen sprake van schadelijke uitstoot van gassen of andere vervuilende stoffen. Dit maakt het een ideale oplossing voor mensen die zich zorgen maken over het milieu en hun ecologische voetafdruk willen verkleinen.

 


ventilatieluchtwaterwarmtepompEen ventilatielucht warmtepomp maakt dus gebruik van, de naam zegt het natuurlijk al, ventilatielucht als bron voor de warmtepomp.

 

In elke woning moet voldoende ventilatie zijn, zeker nu we de woningen kierdicht aan het maken zijn. Het is nodig dat dagelijks voldoende verse lucht in onze woning wordt binnengebracht om vochtproblemen en hieraan gerelateerde gezondheidsproblemen te voorkomen. Als er verse lucht binnen moet komen, betekent dat natuurlijk ook dat er ‘minder verse’ lucht moet worden afgevoerd. Immers anders wordt ons huis een ‘ballon’ met overdruk.


Als u mechanische ventilatie heeft wordt door middel van een ventilator box (meestal hangt deze op zolder) lucht uit uw woning aangezogen en naar buiten afgevoerd. Omdat er onderdruk in uw woning ontstaat komt op dat zelfde moment verse lucht van buiten uw woning binnen. Meestal door roosters in een raam. Maar dat kunnen ook muurroosters zijn. Overigens zien we in de praktijk vaak dat mensen te weinig ventileren, dit uit zich bijvoorbeeld door schimmelvorming in de badkamer. 

 

In plaats van de warme lucht 'weg te gooien' gebruikt u hem.

De verwarmde lucht uit uw woning van 20°C verdwijnt dus zomaar naar buiten (tenzij u een WTW heeft) , en in de winter komt koude lucht uw woning binnen. We kunnen er dus voor kiezen om de lucht die uit de woning komt te gebruiken. Er is namelijk energie uit te halen. Als de transmissie van de woning tot rond de 4,5 kW is (een kleinere goed geïsoleerde woning) is met een goed rendement de woning te verwarmen met een ventilatielucht warmtepomp.

 

In de praktijk zien we dat dit type toestel toegepast wordt in woningen tot ongeveer zo’n 5 kW transmissie.  Anders gezegd bij woningen tot ongeveer 120 m² vloeroppervlak (GO)  met een isolatie waarde van RC5 of beter.  Dat zijn woningen van na 2010, of oudere woningen die goed zijn na-geïsoleerd, want dat kan natuurlijk ook.

Vaak zit in of buiten de ventilatielucht-warmtepomp ook een elektrisch element. Dit kan ingezet worden om op zeer koude dagen te helpen (bij -10°C  buiten) maar ook voor desinfectie van de boiler bijvoorbeeld bij toestellen met koudemiddelen die de desinfectie temperatuur net niet kunnen halen.

 

 

Ventilatielucht-water-warmtepomp

Afbeelding: Een voorbeeld opstelling van een ventilatielucht/water warmtepomp.
De ventilatielucht/water warmtepomp is voor goed geïsoleerde kleinere woningen prima toe te passen.

Waarom wordt een ventilatielucht/water warmtepomp niet toegepast in grotere woningen?

Dat is eigenlijk vrij eenvoudig te verklaren: In de afgezogen ventilatielucht zit energie, die energie gebruiken we om de warmtepomp te voeden aan de bronzijde.  Om voldoende energie te hebben moet er dus ook voldoende worden afgezogen. Als je netjes aan de norm voldoet m.b.t. het afzuigen van lucht in een woning, kun je er net genoeg energie uit winnen om een transmissie tot 4,5 kW  te dekken.   Zou je meer vermogen nodig hebben voor je woning, dan moet er ook meer lucht worden afgezogen uit de woning, maar daar waar je lucht afzuigt moet ook weer lucht de woning binnenkomen. In de winter komt er koude lucht de woning binnen en die moet ook weer worden verwarmt tot 20°C woning temperatuur.  Meer lucht aanzuigen betekend dus meer lucht verwarmen in de woning. En boven de 4,5 kW transmissie loopt die verhouding mogelijk scheef. Dan haal je te veel koude lucht naar binnen die je vervolgens ook weer moet verwarmen, dan behaal je op dat moment niet meer het beoogde gunstig rendement. Vandaar dus alleen een toepassing in goed geïsoleerde woningen tot zo’n 120 m² gebruiksoppervlak. Je wil immers ook van een goed comfort kunnen genieten. Bij een grote woning valt dit toestel dus misschien al af. Wat we wel eens meemaken dat de grotere woning 2 badkamers heeft, waardoor de gewenste hoeveelheid ventilatielucht ook toe neemt, dan is er mogelijk weer wel een opening voor toepassing van dit toestel. 

 

Het rendement van een ventilatielucht/water warmtepomp

Het jaarrendement SPF voor verwarming zit bij de betere merken rond de 175% , of wel in SCOP uitgedrukt rond de 4,3
Voor tapwater is het SPF rond de 110%, of wel in SCOP uitgedrukt 2,75, een voor tapwater productie normaal rendement.

Lees de productspecificatie van het door u beoogde model er op na.

 

Voor- en nadelen van een ventilatielucht/water warmtepomp

 

Voordelen

  • U gebruikt de verwarmde ventilatielucht nuttig, voor deze verdwijnt.
  • Er hoeft buiten geen bron geboord te worden en er is ook geen buiten-unit nodig.
  • In combi uitvoering, met tapwater onder een mantel, is een toestel redelijk compact op te stellen
  • Beter rendement dan elektrische boiler, elektrische ketel  of gasketel
  • Van het gas af en klaar voor de All Electric toekomst
  • Minder energiekosten dan bij aardgas
  • Vervangt meteen de ventilatiebox
  • Met PV panelen kunt u geheel of gedeeltelijk het verbruik van stoom afdekken (salderen).

Nadelen:

  • Iets minder goed totaal rendement dan bij een warmtepomp op bodem energie
  • Bij de meeste modellen is geen actieve koeling mogelijk, meestal wel koeling d.m.v. nachtventilatie (als de nachten nog koud zijn).
  • Geluid van warmtepomp binnen in huis (zorg voor goede opstelling, dan ervaart u geen last)
  • Naar gelang de woning moet u een maal per twee maanden het luchtfilter reinigen (of vervangen)

 

Ventilatielucht/water warmtepomp met balans ventilatie

Ook als je nu balans ventilatie hebt, ook wel een WTW of kruiswisselaar genoemd, kun je kiezen voor een ventilatielucht/water warmtepomp. Ook hier geld dat het toe te passen is in woningen van maximaal 120 m² vloeroppervlak GO  met een isolatie waarde van RC5 of beter.  Dat zijn woningen van na 2010, of oudere woningen die later beter zijn geïsoleerd / verbeterd.

Let op ! Je WTW unit zelf wordt dan vervangen door deze warmtepomp. Je kunt immers de energie uit ventilatielucht maar 1x goed gebruiken (Een goede WTW blaast zo maar net boven de buitentemperatuur zijn lucht uit). 


Toch wordt er heel soms in de praktijk gekozen om de uitlaatlucht naar buiten, vanaf de WTW, te gebruiken voor een ventilatielucht-warmtepomp. Die temperatuur zit ongeveer 2 ºC boven de buitentemperatuur. In de praktijk zien we echter dat dit nagenoeg altijd fout gaat.  Je krijgt dan te maken met meerdere ventilatoren die elkaar gaan beïnvloeden. Die van de WTW en die van de Ventilatielucht-warmtepomp. Al snel raakt dan de 'balans ventilatie'  in onbalans.  Op de markt zijn wel gecombineerde toestellen te koop, WTW en warmtepomp die elkaar kunnen ondersteunen. De temperatuur die de warmtepomp krijgt ligt dan ook zo'n 2 ºC boven de buitentemperatuur, dus net iets beter dan alleen buitenlucht. In dat toestel staan er dan geen 2 ventilatoren achter elkaar geschakeld, maar zorgt de 'afzuig ventilator'  ook voor stroming over de verdamper van de ventilatieluchtwarmtepomp. Waardoor een juiste balansafstelling wel mogelijk is. 


Een WTW unit is een unit waarbij de lucht die de woning uitgaat, middels een wisselaar wordt gekruist met de lucht die de woning inkomt. De lucht zelf komt niet met elkaar in aanraking, maar middels een systeem zit als het waren het kanaal uit tegen het kanaal in .  Hierdoor draagt de afgezogen lucht van 20ºC uit de woning warmte af aan de koudere lucht van buiten die binnenkomt in de woning.  We noemen dat balans ventilatie omdat er net zoveel lucht binnen moet komen als er uit gaat natuurlijk.

 

Een dergelijk systeem, welke dan de WTW vervangt,  is ook te bedenken met een ventilatielucht-water-warmtepomp:

 

ventilatielucht-water-warmtepomp-balans-systeem-wtw

 

De warmte die de warmtepomp aanmaakt wordt gevoerd over een wisselaar waardoor de koude lucht van buiten naar binnenkomt. De temperatuur in het inblaas kanaal wordt gemeten en een klepje zorgt ervoor dat er precies genoeg warmte is om de lucht op bijvoorbeeld 19ºC naar binnen te laten komen.  In het kanaal doet het dan ook nog wat warmte op van de woning.

De ventilatoren verplaatsen beide dezelfde hoeveelheid lucht.  Ze lopen 'synchroon' met elkaar. In deze installatie is de
woning dus potdicht en zitten er ook geen roosters meer in de ramen.  Verse lucht komt door kanalen naar binnen.

Je ziet in het plaatje dat de aanvoer van warm systeem water nog voor de driewegklep zit. Zowel tijdens tapwaterbedrijf als verwarmingsbedrijf kan de inkomende lucht warm worden gemaakt.

 

ventilatielucht-water-warmtepompen

 

Plaatje: beide systemen naast elkaar.  Warmtepomp-tips.nl

 

Het vermogen wat je uit ventilatielucht kan halen. 

Deze formule komt u vaak tegen:  Q = m x c x delta T

 

  • Q is energie, uitgedrukt in kilojoule (kJ). Gewoonlijk gebruiken we kilowattuur (kWh) als eenheid. Het verschil is 3600 secon-den. Voor deze berekening is het vermogen dat met lucht verwarmd of gekoeld kan worden belangrijk. Om van de energie naar het vermogen te gaan mogen we delen door de tijd (3600 seconden). Kilowattuur wordt zo Kilowatt (kW). De letter Q wordt hierbij dan ook wel een letter P (van vermogen). 
  • M is de massa van de lucht. Gewoonlijk wordt in luchttechniek met m³/h gewerkt. Om te weten hoeveel kilogram er in 1 m³ lucht zit hebben we de massadichtheid nodig. Deze is bij kamertemperatuur ongeveer 1,2 kg/m³. Er is wat verschil naargelang de relatieve vochtigheid en de temperatuur van de lucht, maar voor deze simpele berekening is 1,2 kg/m³ voldoende nauwkeurig. Voor een luchtdebiet van bijvoorbeeld 100 m³/h is het massadebiet dan 120 kg /h of 100 m³/h x 1,2 kg/m³.
  • C is is de soortelijke warmte van de lucht. Dit getal geeft aan hoeveel warmte in lucht opgenomen kan worden. De c-waarde van lucht is 1,005 kJ / (kg . Kelvin). De c-waarde van lucht blijft vrijwel hetzelfde wanneer de druk niet wijzigt en wanneer de temperatuur niet heel erg hoog of laag wordt.
  • Delta T is het  temperatuurverschil. Dit getal (in Kelvin) geeft aan hoeveel de lucht gekoeld of verwarmd wordt.

 

Dit betreft echter alleen de zgn. ‘voelbare warmte’ 

 

Stel dat we 100m³ ventileren en de aangezogen lucht van 20°C afkoelen tot -8°C dan komen we met deze formule op:
100 m³ x 1,2 kg (per kuub) x 1,005 kg.k  x 28 (het verschil tussen de 20 en -8) = 3376,8 kJ 
Deze delen we door 3600 om aan vermogen te komen =  0,938 kW
 

Als we alleen ’n paar graden verwarmen of koelen volstaat deze formule als uitgangspunt, beter wordt het als we ook gebruik kunnen maken van latente warmte. En dat kunnen we, met een ventilatielucht-warmtepomp (de zojuist gevonden 0,938 kW wordt namelijk 1,4 kW)   We kunnen dit beter beredeneren door middel van het Mollierdiagram van lucht :

 

Latente warmte

Bij een ventilatielucht warmtepomp blijft het niet bij deze ‘voelbare warmte’, maar kunnen we ook energie winnen uit ‘latente energie’, hoe zit dat:

 

Lucht van een bepaalde temperatuur kan maximaal een aantal grammen waterdamp bevatten. In de maximale toestand noemen we de lucht verzadigd en is de relatieve luchtvochtigheid (RV )100%. Meer waterdamp kan de lucht niet vasthouden.  Als we lucht gaan afkoelen, kan er minder waterdamp in zitten.   Als we dus ventilatielucht van bijvoorbeeld 20 °C  en een RV van 50% afkoelen in temperatuur neemt de Relatieve Vochtigheid in de lucht procentsgewijs toe tot deze uiteindelijk 100% is.  Op dat moment kan de lucht niet meer vocht bevatten en komt deze vrij,  dit uit zich door ‘condenseren’.  Er komt dus vocht uit de lucht en het interessante is dat bij dit ‘condenseren’ energie vrijkomt.   Als we tot bijvoorbeeld -8 °C gaan met afkoeling van de lucht, winnen we dus 'voelbare' en 'latente' energie uit ventilatielucht.  Deze Joule's komen bij elkaar en (omgerekend naar kW) komt de bijdragen van de latente energie in dit proces dus gunstig uit.  
 

(Denk ook aan het verhaal van de HR-ketel die alleen maar HR is, als er gebruik wordt gemaakt van de ‘condensatie energie’.)
(Bij condenseren komt energie vrij). 

 

Het Mollier diagram van lucht:

mollierdiagram lucht voorbeeld ventilatielucht warmtepomp

 

In bovenstaand voorbeeld gaan we lucht uit de woning met een temperatuur van 20°C en een Relatieve Vochtigheid van 50% gebruiken om energie uit te halen. We halen zoveel energie uit de lucht dat de temperatuur net achter de verdamper  -8°C en volkomen droog is.     Op het moment dat we de 0°C bereiken vriest het vrijgekomen vocht in, de verdamper zal dan aanvriezen. Op een bepaalt moment stopt de compressor en trekken we de 20°C ventilatielucht over de verdamper heen. Waardoor het ijs zal ontdooien en het vrijgekomen water wordt afgevoerd door de condensafvoer.  We noemen dit PASSIEF ONTDOOIEN, er is dus geen compressie energie nodig voor dit proces. Alleen winnen we korte tijd, de tijd tijdens ontdooien, even geen warmte. 

 

Per kg (ventilatie) lucht kunnen we, verdergaand met ons voorbeeld, energie winnen van punt B (38 KJ/kg)  tot punt E (-3 kJ/kg).  Het verschil hier tussen is 42 kJ/kg lucht.  We winnen dus per kg lucht 42 kilojoule. 

Ventilatie eisen.

Het bouwbesluit geeft aan wat je moet kunnen afzuigen: toilet 25 m³/h,  badkamer 50 m³/h,  Keuken 75 m³/h 
en de technische ruimte 25 m³/h.  Moet kunnen zegt echter niet dat je dit constant hoeft te doen. Als er niemand thuis is mag er minder worden geventileerd.  Voor een ventilatielucht/warmtepomp heb je natuurlijk lucht nodig op het moment dat de compressor in werking is. Immers die lucht is de bron voor het toestel. 


Stel dat we uitgaan van een constante ventilatie van 100 m³/h. 

1 m³ lucht weegt ca 1,2 kg  (in ons temperatuur traject)

 

100 m³ x 1,2 kg x  42 kJ = 5040 kJ per uur. Omrekenen van kJ per uur naar kW doe je door te delen door 3600 (van seconden) 
5040 kJ / 3600 = 1,4 kW

 

Stel dat de warmtepomp hiermee 1,8 kW afgeeft (bij een aanvoertemperatuur van 35°C)
Dan heeft de compressor 1,8 – 1,4 = 0,4 kW uit het net nodig.


Het COP is op dat moment (afgegeven : toegevoegd) 1,8 : 0,4 = 4,5

 

Een hoger gewenst vermogen eist meer ventilatielucht, of verdere afkoeling van de lucht. 

 

Verdere afkoeling van de lucht zal leiden tot een lager rendement (COP) 
Stel dat we een goed COP willen behouden, dan kunnen we meer ventileren. 

 

Stel dat we gaan ventileren met 175 m³ per uur  (175 m³/h) 
Dan winnen we uit de ventilatie lucht  175 m³ x 1,2 kg x  42 kJ = 8820 kJ per uur. 
8820 kJ delen door 3600 geeft 2,45 kW te winnen energie uit de ventilatielucht. 

Het rendement hiervoor kan hetzelfde zijn, we hebben immers niets aan de temperaturen en vocht veranderd van aanzuig en afvoerlucht.  Bij een COP van 4.5 wordt nu de opgenomen energie uit het net 0,7 kW. 

Dit geeft een afgegeven vermogen van 2,45 + 0,7 = 3,15 kW. 

(afgegeven : toegevoegd is COP = 3,15 : 0,7 = 4,5)

 

Als we de lucht verder afkoelen dan -8°C winnen we uit de 175 m³/h nog meer energie dan 2,45 kW, alleen dan kunnen we geen COP behalen van 4,5 ! Dat hoeft ook niet. Stel dat we in de winter, wanneer de meeste energie nodig is om het warmteverlies van de woning te dekken, verder uitkoelen en we dan een COP van 3 behalen dan kan het gemiddeld rendement SCOP nog steeds goed zijn! 

 

Om het nog vollediger te maken:  stel we koelen in de winter de ventilatielucht af naar -15°C , bij -15°C is de enthalpie -13 kJ/kg
Het verschil tussen de afgezogen lucht van 38 kJ/kg en de afvoerlucht van -13 kJ/kg is dan 51 kJ/kg.

We kunnen dan 175 m³ lucht per uur x 1,2 kg (per m³) x 51 kJ/kg = 10710 kJ per uur winnen uit de ventilatielucht. 
Delen we dit weer door 3600 om op kW te komen dan geeft dit 2,975 kW , stel dat de compressor in dat geval 1,2 kW op neemt dan geven we 2,975 kW + 1,2 kW = 4,175 kW af.  Het COP is dan (als voorbeeld) 4,175 : 1,2 = 3,479 ! (Bij 35°C aanvoer temperatuur).


Nog een stap verder: Stel dat je hartje winter 5 kW af te geven vermogen nodig hebt. 5 kW : COP 3,479 = 1,43 kW komt dan uit het net. We willen dan uit de afzuiglucht (5 kW minus 1,43 kW) 3,57 kW winnen. 

Dan kunnen we de som ook omdraaien. 3,57 kW x 3600 seconden = 12852 kJ per uur. 
12852 = m³ lucht x 1,2 kW x 51 kJ/kg (afkoelen tot -15°C) . 
Wordt 12852 : 61,2 = 210 m³ per uur wat je af moet gaan zuigen. 
 


Droge bol temperatuur

Dit is de temperatuur van de lucht die wordt gemeten door middel van een gewone thermometer.

 

Natte bol temperatuur

De natte bol temperatuur is de temperatuur van een nat oppervlak wanneer de lucht over het oppervlak stroomt. Warmte uit de lucht wordt gebruikt voor verdamping van het water op het natte oppervlak, hierdoor wordt de luchttemperatuur lager en neemt de vochtigheid toe. Voelbare warmte wordt omgezet in verdampingswarmte, de energie inhoud (enthalpie) blijft gelijk (adiabatisch).  Door in het Mollierdiagram vanaf de droge bol temperatuur de schuine lijn met een constante enthalpie te volgen tot aan de verzadigingslijn (100% rv), wordt de natte bol temperatuur verkregen. 

 

Dauwpunt

Het dauwpunt is de temperatuur waarbij de lucht verzadigd is (100% rv) door warmte aan de lucht te onttrekken bij een gelijkblijvende absolute vochtigheid. Door het onttrekken van warmte, nemen de enthalpie en de temperatuur van de lucht af. Door in het Mollierdiagram vanaf de droge bol temperatuur de verticale lijn met constante absolute vochtigheid te volgen tot aan de verzadigingszijn (100% rv), wordt het dauwpunt verkregen. 

 

Vochtigheid

Er wordt onderscheid gemaakt tussen relatieve vochtigheid en absolute vochtigheid. De absolute vochtigheid is het werkelijke aantal grammen vocht die zich in een kg lucht bevinden, de relatieve vochtigheid is een verhouding.

 

Relatieve vochtigheid

De relatieve vochtigheid van lucht is de verhouding tussen de dampspanning van water en de verzadigde dampspanning. 


Het koudemiddel circuit / ventilatielucht warmtepomp

log ph diagram R290 propaan ventilatielucht warmtepomp

Het koudemiddel circuit zou er, uitgaande van ons voorbeeld eerder op deze pagina, als bovenstaand uit kunnen zien.
Uit de ventilatielucht halen we, in de verdamper, energie. We lieten de 20 °C ventilatielucht tot -8 °C afkoelen. De temperatuur die we hiervoor in de verdamper nodig hebben is ca -13°C, door de druk van het koudemiddel (propaan in dit voorbeeld) te laten zaken tot  3.12 bar (absoluut) kunnen we deze temperatuur creëren. In de verdamper vangen we de gewonnen energie op in het koudemiddel.  De energie wordt meegenomen en de druk van het koudemiddel voeren we op naar ca 17 bar absoluut. Daarmee wordt de temperatuur hoger, bovendien wordt de compressor energie voornamelijk omgezet in warmte en ook die geven we mee in het koudemiddel. We gaan nu met een heet gas temperatuur van 60 °C te condensor in, om hiermee het water wat aan de andere kant door de condensor stroomt te verwarmen naar 35 °C om de woning mee te verwarmen. Tijdens het condenseren komt de energie vrij in de condensor en wordt meegegeven naar het afgiftesysteem. Het gas is dan veranderd in vloeistof. We laten de druk weer zakken en herhalen steeds dit proces. 

Snelheid van het warmtepomp proces (als voorbeeld!)

Als we aan de verdamper kant kijken in dit diagram en we volgen de stippenlijn omlaag , zitten we ergens bij 280000 en 580000 Joule per kg koudemiddel.  We kunnen dus (het verschil) 300000 joule ( = 300 kJ)  naar binnen halen in de verdamper. 

Stel dat het toestel slechts  0,5 kg koudemiddel bevat dan wordt dit getal dus 150 kJ (de helft van  het getal bij 1 kg).

 

Bovenaan op deze pagina zagen we in ons eerste voorbeeld dat we met 100 m³ ventilatielucht per uur 5040 kJ kunnen winnen uit de ventilatielucht. De verdamper kan met 0,5 kg koudemiddel  150 kJ ophalen per volledige omloop. 

 

Per uur hebben we 5040 kJ nodig, dit delen we nu door 150 kJ, dit geeft 33,6  volledige omlopen per uur. 
Bij een modulerende compressor kan de snelheid opgetoerd en afgetoerd worden.  
Een uur heeft 60 minuten, delen we dit door 33,6 dan duurt een volledige cyclus 1,78 minuten. 
In feite is het echter een 'continu' proces, maar bovenstaand maakt het wellicht makkelijker te begrijpen. 

 

De compressor is bedacht en geconstrueerd om een bepaald vermogen te kunnen leveren bij een bepaald toerental van de compressor. Verlagen we het toerental dan verpompen we de energie in het koudemiddel proces langzamer, in feite beperken we hier dan ook het vermogen door.  

Het synchrone toerental van een AC ~motor kan vaak worden berekend wanneer de netfrequentie en het aantal poolparen bekend zijn.   De formule:   no is (f x 60) / p


f = frequentie [Hz]
n₀ = synchroon toerental [min-1]
p = aantal poolparen

 

Stel er zijn bij een 3 fase compressor 3 pool paren ,  zonder omvorming is in NL de frequentie 50 Hz.
Dan is vaak het toerental van de motor  (50 x 60) / 3 = 1000 toeren per minuut.

Stel dat de laagste frequentie die de omvormer/inverter kan leveren 20 Hz is en de hoogste 120 Hz. 
Dan kan het toerental variëren van 400 tot 2400 toeren per minuut. 

En dit staat weer in een verhouding tot hoeveel keer we in de koude-kring (Log PH) energie ophalen en afgeven.
Een lager toerental geeft minder overdracht in een bepaalde tijd en hieraan gekoppeld minder vermogen en energie overdracht.

 

Als we de ventilator optoeren van 100 m³/h naar 175 m³/h kunnen we meer energie onttrekken uit de ventilatielucht, meer lucht is meer energie. De software van de warmtepomp kan dan de compressor optoeren, om zodoende de processen op elkaar af te stemmen. De software kan er ook voor kiezen om niet op te toeren, de lucht wordt dan iets minder ver uitgekoeld, waardoor het rendement weer iets omhoog kan.  Een aan/uit compressor heeft die mogelijkheid niet. Een modulerende kan zich dus beter aanpassen aan de gewenste situatie. Overigens is dit een zeer complex proces. 

 

Omdat we gebonden zijn aan het aantal m³/h ventilatielucht, werken we bij dit type machine's met een grotere afkoeling van de lucht.  Bij lucht/water warmtepompen die buiten staan is het aantal m³ lucht wat we tot onze beschikking hebben natuurlijk veel groter. De ventilator zal wel harder moeten draaien hiervoor, maar we kunnen dan de afkoeling van de lucht beperken wat weer een hoger rendement geeft.  Anderzijds de ventilatielucht is ca 20 °C, de buitenlucht varieert meer en kan behoorlijk kouder zijn, en dan moet dus ook de verdamper temperatuur weer laag worden.  Per saldo valt het SCOP (jaar rendement) niet eens zo ver van elkaar af. 

 

Aanvriezen of berijpen van de verdamper / ventilatielucht warmtepomp. 

Eerder lazen we dat we meer energie kunnen winnen uit de lucht doordat we gebruik maken van latente warmte. Er komt dus vocht vrij uit de aangezogen lucht.  Dit gebeurt nabij de verdamper tijdens het afkoelen van de lucht. Dit maakt natuurlijk dat het vocht wat vrij komt tegen de verdamper (die onder 0°C kan zijn) kan aanvriezen.  Af en toe zal dit ijs moeten ontdooien. Nu is dat niet zo lastig bij een ventilatielucht/warmtepomp. We zuigen immers 20°C ventilatielucht af. Dus als we de compressor even stoppen en geen energie halen uit de ventilatielucht kunnen we met de 20 °C die over de verdamper stroomt makkelijk ontdooien.  Er hoort aan een ventilatielucht warmtepomp dan ook een afvoer te zitten richting het riool, om het condenswater weg te laten lopen. 

 

 

Ventileren, koude lucht die we binnen halen weer opwarmen naar 20 °C.

Als we geen WTW hebben, maar een ventilatiebox of een ventilatielucht-warmtepomp komt er (in het stookseizoen) koude buitenlucht onze woning binnen.  De gemiddelde stookseizoen temperatuur is 7°C. 

Als we constant 100 m³/h afzuigen in onze woning geeft dit per uur:
7 graden verwarmen naar 20 graden geeft een delta T van (20-7) 13 °C.

100 m³ x 1,2 kg (per kuub) x 1,005 kg.k  x 13 =  1567,8 kJ per uur.
Delen door 3600 geeft 0,4355 kWh benodigde energie.
24 uur op een dag geeft dan 24 x 0,4355 = 10,452 kWh per dag aan energie.

 

Als het goed is, is het ventileren al in de warmteverliesberekening opgenomen, dat aandeel is dus in dit voorbeeld 0,4355 kW 

Aanvulling: Met een WTW unit (kruiswisselaar) is de binnenkomende lucht maar circa 2 °C kouder dan de binnentemperatuur.
De delta T is dan dus 2 graden. 100 m³ x 1,2 kg x 1,005 kg.k x 2 = 242.2 kJ   Dit geeft 0,067 kWh,   op een dag (x24 uur) 1,608 kWh.
 

De lucht die de WTW naar binnen brengt is verse lucht voor de woning. Stel dat je van plan bent die in de ventilatielucht/warmtepomp te stoppen als bron, dan maakt dat toestel daar bijvoorbeeld 0 graden van. Het heeft geen zin om die je woning in te brengen als verse lucht, dat is wellicht nog kouder dan de buitentemperatuur.  
De lucht die de WTW naar buiten doet stromen is zo'n 2 graden warmer dan de buitenlucht. Ook dat komt niet in de buurt van de 20 °C ventilatielucht die je met dit toestel zou willen hebben. 

 

Je kunt wel kiezen voor een ventilatielucht warmtepomp toestel met balansventilatie. (zie eerder op deze pagina). Je verwarmt dan met de compressor de lucht de je binnen haalt eerst voor, voordat je deze inblaast in de woning. Maar dan heb je dus ook dat vermogen nodig om de lucht op te warmen. Je voorkomt daarmee wellicht wel 'trek' in de woning en je verhoogt het comfort. 

 


Go to top

logo© Warmtepomp-tips.nl, maandag 27 mei 2024

Pagina: - ventilatielucht-water-warmtepomp
Tags:ventilatielucht, water, warmtepomp, woning, box, afzuig, rendement, toepassing, voorbeeld,
Beschrijving: Een ventilatielucht/water warmtepomp maakt dankbaar gebruik van de warme ventilatielucht uit de woning die anders zomaar ongebruikt naar buiten zou verdwijnen, voor kleinere goed geïsoleerde woningen een prima keus.