Warmtepomp buffervat

Een goede warmtepompinstallatie is voorzien van een buffervat: voor een lange levensduur van de compressor.


Een uitzondering hierop kan zijn:

  • Als het afgifte systeem niet is na-geregeld en altijd geheel open is, dan is er geen buffervat nodig. Natuurlijk moet de warmtepomp capaciteit dan wel in overeenstemming zijn met de grote van het afgifte-systeem.
  • Als het na-geregelde afgifte systeem slim communiceert met de warmtepomp, is geen buffer nodig: Pas als er voldoende vraag is en voldoende groepen open staan in het systeem, krijgt de warmtepomp vanuit de na-regeling een vrijgave tot starten. Deze elektronica is dan tevens voorzien van een 'anti pendel' syteem.
  • Als bij een modulerend toestel, het minimaal vermogen + de helft van het modulatie gebied aan afgifte systeem altijd open is.  Stel dat het toestel terug kan moduleren tot 25%, dan is het modulatie gebied 75%. De helft van het modulatie gebied is 37,5.  (25 + 37,5=  62,5 % ) Als 62,5 % van het afgifte systeem altijd open staat en de totale grote van het afgifte syteem in overeenstemming is met de vollast capaciteit van de warmtepomp is geen buffer nodig.

 

De levensduur van een compressor, het duurste onderdeel in een warmtepomp, is afhankelijk van het aantal start- en stops. Hoe minder starts- en stops hoe langer de compressor mee gaat.  Een buffervat zorgt ervoor dat het aantal start- en stops tot een minimum beperkt wordt en de installatie zich rustig gedraagt.

 

Warmtepomp met parallelbuffer

 

Bovenstaand plaatje toont u de beste manier om een buffer aan te sluiten op de warmtepomp.

Een buffer is als het ware een leeg vat, waarin het cv-water (ook wel systeem water genoemd) zit. Met een buffer bedoelen we dus niet het vat met warm tapwater. Dat vat noemen we in Nederland een boiler (in het Engels Hot Water Tank). In bovenstaand plaatje zit de tapwaterboiler ingebouwd in de mantel van de warmtepomp.

 

Stel dat u een installatie heeft die geheel is na-geregeld met thermostatische afsluiters en u heeft geen buffervat.  Dan kan het afgifte systeem dichtlopen waardoor de warmtepomp haar warmte niet goed meer kwijt kan, deze zal dan meer starts en stops gaan maken dan nodig en dus een kortere levensduur krijgen.  Denkt u eens aan een auto die steeds vol gas vertrekt bij het stoplicht om even later bij het volgende stoplicht op de rem te gaan, enz.  Die auto verbruikt meer, en verslijt ook meer, dan een auto die rustig mee rijdt met de 'groene golf'.

 

Hoe groot moet een buffer zijn bij een warmtepomp installatie ?

De ISSO 72 stelt dat een warmtepomp minimaal 10 minuten moet kunnen draaien bij de ontworpen delta T situatie, dit is uitgangspunt voor de minimaal systeeminhoud.  Een buffer, bij een geheel na-geregelde installatie, moet dus minimaal deze inhoud hebben.  Om uit te kunnen rekenen hoe groot de buffer moet worden moeten we het vermogen van de warmtepomp weten, immers hoe groter het vermogen van de warmtepomp hoe groter de buffer zal moeten worden.

 

  • Bij een aan/uit compressor heeft de machine maar 1 vermogen, hij is aan en geeft het totale vermogen af, of hij is uit en geeft niets af. Het totale vermogen is dan bepalend.
  • Bij een modulerende inverter compressor kan het vermogen toe- en afnemen gedurende het in bedrijf zijn.  Vaak zien we dat een compressor terug kan toeren tot bijvoorbeeld 1/4 van het vermogen. Deze gegevens treft u in de technische informatie van het toestel. Voor bepaling van de bufferinhoud mogen we hier uit gaan van het minimaal vermogen + de helft van het modulatie gebied.  We hoeven niet uit te gaan van het hoogste vermogen omdat de compressor terug kan toeren. Maar we mogen ook niet uitgaan van het laagste vermogen, het kost immers tijd om terug te toeren. Stel dat het afgiftesysteem in een keer dicht zou lopen, dan kan het toestel niet snel genoeg terug toeren en zou het alsnog abrupt uit moeten. We houden dus rekening met een veilige marge.

Laten we een voorbeeld berekening maken:

 

Voorbeeld aan/uit warmtepomp van 10 kW

We beginnen met een aan/uit warmtepomp van 10 kW die afgesteld is op een delta T (het verschil tussen aanvoer en retour temperatuur) van 7 ºC, wat voor een installatie met vloerverwarming een prima delta T is. (De circulatie pomp in het toestel probeert door op en af te toeren de delta T op deze temperatuur te houden). 

 

De installateur kent deze formule uit zijn hoofd:  Q = m x c x delta T  en de afgeleide voor flow Qv in m³/sec = vermogen : p x c x delta T

  •   Qv = flow in m³/sec.
  • vermogen in Watt
  • p = soortelijke massa, deze is voor water 998 kg/m³
  • c (Soortelijke warmte = 4190 J/kg.K voor water
  • Delta T is temperatuur verschil in Kelvin

Bij onze voorbeeld installatie van een 10 kW aan/uit compressor vullen we dus in:

 

  • Qv in m³/sec = vermogen : p x c x delta T
  • Qv in m³/sec = 10.000 watt : (998x4190x7)
  • Qv in m³/sec = 0,000341631
  • 0,000341631 x 3600 seconden = 1,22987195 m³ per uur

We weten dan hoeveel m³ moet worden verpomp in een uur.

De bedoeling van de buffer is dat de compressor 10 minuten aan moet kunnen blijven als het systeem dicht is gelopen.

1,229 m³ water is gelijk aan 1229 liter.

1229 liter per uur dus. 10 minuten = 1/6 van een uur. Dus 1229 liter : 6 = 204 liter.

Voor deze 10 kW warmtepomp is dus, bij een na-geregelde installatie, een buffer nodig van afgerond 200 liter.

 

Voorbeeld modulerende inverterwarmtepomp 2,5 tot 10 kW

We hebben eerder op deze pagina geleerd dat we bij een modulerende warmtepomp voor bepaling van de bufferinhoud uit mogen gaan van het minimaal vermogen + de helft van het modulatie gebied.

Minimaal is in dit voorbeeld 2,5 kW en maximaal 10 kW.

Het modulatie gebied is dus 10 kW - 2,5 kW = 7,5 kW.

De helft van het modulatie gebied is 7,5 : 2 = 3,75 kW

De uitkomst is dus 2,5 kW (minimaal) + helft modulatie gebied 3,75 kW = 6,25 kW.

 

Dan herhalen we even de berekening:

  • Qv in m³/sec = vermogen : p x c x delta T
  • Qv in m³/sec = 6250 watt : (998x4190x7)
  • Qv in m³/sec = 0,000214
  • 0,000214 x 3600 seconden = 0,76867 m³ per uur

We weten dan hoeveel m³ nu moet worden verpomp in een uur.

De bedoeling van de buffer is dat de compressor 10 minuten aan moet kunnen blijven als het systeem dicht is gelopen.

0,768 m³ water is gelijk aan 768 liter.

768 liter per uur dus. 10 minuten = 1/6 van een uur. Dus 768 liter : 6 = 128 liter.

Voor deze 10 kW modulerende warmtepomp is dus, bij een na-geregelde installatie, een buffer nodig van afgerond 130 liter.

 

Kengetal buffer inhoud = 20 liter per kW

Als we deze 2 bovenstaande berekeningen bekijken zien we dat bij een uitgangsvermogen van 10 kW , 200 liter nodig is, en bij het uitgangspunt van 6,25 kW: 130 liter.  We zouden dus kunnen stellen dat voor elke kW vermogen van de warmtepomp, bij een delta T van 7 °C 20 liter waterinhoud nodig is.   Dat is dus nu meteen ons kengetal (dan kunnen we de formule vergeten).

 

Wat als het afgifte systeem slechts gedeeltelijk is na-geregeld ?

Als het afgifte systeem slechts gedeeltelijk is nageregeld, dus gedeeltelijk dicht kan lopen, kunnen we kijken aan het gedeelte dat niet is na-geregeld. Dus het gedeelte dat altijd 'open' blijft.  We mogen dan voor elke m² vloerverwarming 1,5 liter water in mindering brengen op de bufferinhoud.   Stel dat de vloerverwarming in de woonkamer altijd open blijft en de woonkamer is 7 bij 6 m.  De oppervlakte van de woonkamer is dus 7m x 6m = 42 m² (vierkante meter).

We mogen dus 42 m² x 1,5 liter = 63 liter van de bufferinhoud afhalen.

Per m²,  altijd open staande vloerverwarming, mag 1,5 liter inhoud op de buffer in mindering worden gebracht.

Als we uitgaan van de modulerende warmtepomp (2,5-10 kW) uit het voorbeeld waar we een bufferinhoud nodig hadden van 130 liter, mogen we dus een buffer nemen van 130 - 60 liter = 70 liter.   De buffer hoeft dan maar 70 liter meer te zijn.
Onthoud: Groter is beter, dus als u bijvoorbeeld bij aankoop kunt kiezen uit een 60 liter of 80 liter buffer dan kiest u die van 80 liter. 

 

Ter aanvulling en verduidelijking: Dit voorbeeld ging uit van een delta T regeling van 7°C (verschil tussen aanvoer en retour temperatuur van het afgifte systeem, de aanvoer is bijvoorbeeld 35 °C en de retour die terug komt uit de vloer is dan 28°C)

In de praktijk kan het zo zijn dat u gaat werken met een delta T van 5 graden of 12 graden als u een combi heeft van vloerverwarming en LT radiatoren, vul dit getal dan in de berekening in zo dat het weer klopt met uw praktijk situatie.

 

Voorbeeld parallelbuffer met stromingen

flow richting in warmtepomp buffer

 

Bovenstaand een afbeelding van de waterstromen in het circuit.

A: De warmtepomp geeft hier 3 m³ / u  flow , de vloerverwarming is gedeeltelijk dicht gelopen en de pomp rechts doet maar 1 m³ flow, hierdoor gaat de flow in de buffer van boven naar beneden.

B: Zelfde installatie maar in nu vraagt op in deze moment opname het afgifte systeem meer dan de warmtepomp biedt.
Hierdoor gaat de stroming in de buffer nu van beneden naar boven.

C: De warmtepomp biedt hier precies zoveel als dat het afgifte systeem wil. In de buffer gebeurt op dat moment niets.


Verschillende manieren om een parallelbuffer aan te sluiten:

Warmtepomp parallel buffer opstellingen

  • Een warmtepomp heeft het beste rendement bij de laagste aanvoertemperatuur, om die reden wil je zo weinig mogelijk menging in het systeem hebben. Als de vloerverwarming 35ºC moet hebben hoeft de warmtepomp met buffer opstelling D en pompen die gelijke flow leveren ook maar 35ºC te leveren.  D is dus de beste opstelling.
  • Opstelling D is ook goed, maar de kans op menging van temperaturen is hier al groter, de retour gaat altijd door het buffer vat in deze opstelling.
  • Opstelling F, werd 'vroeger' altijd bij grote CV installaties gebruikt. Alle flow gaat door de buffer en hierdoor is er altijd menging. Omdat de aanvoertemperatuur bij een ketel (70 graden bijvoorbeeld) minder afhankelijk ws voor een goed rendement was dit prima. Bij een warmtepomp is dit de minst goede oplossing i.v.m. het rendement.  Bij deze opstelling kun je wel andere warmte in de buffer brengen bijvoorbeeld met een elektrisch element of (als er nog meer leidingen zijn) met een houtketel.
  • Opstelling G is bedoeld voor installaties waarbij je extra warmte in de buffer wil toevoegen. In dit voorbeeld met een elektrisch element. Als je 'bij-verwarming' in het vat wil toevoegen moet de aanvoer natuurlijk altijd door het vat heen lopen, anders komt de warmte niet in het afgifte systeem terecht.

Zonder bij-verwarming in de tank, kies je optie D.  Met bij-verwarming in de tank , kies je optie G.

 

Parallel buffer warmtepomp

(foto: parallelbuffer rechts, links een combi-warmtepomp,  rechts op de voorgrond komt de bodembron binnen deze gaat achter de buffer naar de warmtepomp, boven de buffer de pomp richting afgifte systeem, wat weer links onder zit. )

 

Buffer in serie / Schakelbuffer

serie buffer warmtepomp

 

Een iets minder goede optie, maar het kan soms ook, is een buffer in serie te zetten.
Deze vorm staat ook bekend als Schakelbuffer.

De warmtepomp wordt hierbij wel meer afhankelijk van het afgifte systeem, dan bij een parallelbuffer.


Aan de andere kant scheelt de toepassing van een schakelbuffer, een pomp in aanschaf- en verbruikkosten. In de praktijk zien we dat deze optie meestal gekozen wordt bij een warmtepomp met inverter. Een warmtepomp die terug kan gaan (moduleren) in vermogen dus. 


Belangrijk bij een serie buffer is de zgn. bypass ook wel overstortventiel of druk geregelde doorlaat genoemd. Als de vloerverwarming is na-geregeld en de klepjes dicht lopen moet de bypass open gaan en de flow doorlaten. Op die manier is de flow gegarandeerd en doet de buffer inhoud altijd mee. Een klein vermogen (terug en vermogen gelopen warmtepomp) aan flow kan wel door een bypass. Een groot vermogen door een bypass is lastig en soms niet mogelijk.  Met een parallelbuffer ontloop je het lastig inregelen van een bypass.

Warmtepomp met serie buffer

(foto: een modulerende combiwarmtepomp voor verwarming en tapwater met serie buffer, het witte vat).
De seriebuffer komt als er geen bij-verwarming in de tank is, in de retour van de installatie. Een buffer verliest wel eens waar maar een zeer geringe hoeveelheid warmte (uitstraling) maar omdat de retour kouder is dan de aanvoer zit hij daar dus beter. Zodra je warmte in het vat wil toevoegen, bijvoorbeeld door een elektrisch element, dan moet de serie buffer uiteraard in de aanvoer komen, de warmte wil je natuurlijk in de aanvoer toevoegen.

Go to top

logo© Warmtepomp-tips.nl, zaterdag 30 mei 2020

Pagina: - Een buffervat is eigenlijk onmisbaar in een warmtepomp installatie
Tags:buffer, vat, warmtepomp, buffervat, noodzaak, levensduur, compressor, circuit, parallel, serie.
Beschrijving: Het gebruik van een buffervat in een warmtepomp-installatie verlengt de levensduur van de compressor, bereken hier de benodigde inhoud en of het noodzakelijk is.