Inregelen van de warmtepomp (of CV-) Installatie.

Het goed waterzijdig inregelen van het afgiftesysteem in een warmtepomp installatie wordt vaak onderschat, dat is erg jammer. Bij onvoldoende of onjuiste inregeling worden ruimten in woningen en gebouwen ongelijkmatig verwarmd, is de temperatuur van het retourwater naar de warmtepomp vaak te hoog en loopt het rendement van de installatie hierdoor terug.

Inregelen van een warmtepomp of cv-installatie wil zeggen dat elk afgiftesysteem (vloerverwarming, convector of radiator) precies de hoeveelheid water, in liters per minuut, krijgt die het nodig heeft. In een warmtepomp installatie zijn, vanwege een kleinere gewenste delta T, meer liters per minuut aan debiet nodig. Waterzijdig inregelen is het in balans brengen van de cv-installatie.

Waarom waterzijdig inregelen?

Een waterzijdig ingeregelde cv-installatie functioneert beter en zuiniger. Als er onbalans in de installatie zit krijgt bijvoorbeeld een radiator, die ver van de warmtepomp hangt, te weinig water. Die wordt dan maar heel langzaam – en waarschijnlijk slechts gedeeltelijk – warm, waardoor de ruimte niet op temperatuur komt. Goed waterzijdig inregelen is ook erg belangrijk als een klant van plan is om een (hybride) warmtepomp te laten installeren. De installatie moet dan goed in balans zijn, want dan zal de warmtepomp het beste werken. Waterzijdig inregelen levert dus een energiebesparing op en zorgt ervoor dat de installatie optimaal presteert. Met een comfortabel verwarmde woning als resultaat.

Focus ligt helaas meer op installeren dan op inregelen.

De focus ligt in de praktijk veelal op installeren, niet op het inregelen van de installatie. Terwijl dit laatste essentieel is met het oog op rendement en comfort. De belangrijkste reden dat niet altijd goed wordt ingeregeld heeft, merken wij,  met gebrekkige kennis te maken. Ook wordt er simpelweg vaak niet rustig de tijd genomen om de installatie goed in te regelen. Tijd is immers geld.

Maar ook bij installeren kan het al fout gaan.  Van te voren moet bedacht zijn hoeveel energie een bepaalde ruimte nodig heeft om voldoende warm te kunnen worden. De vloerverwarming, convector of radiator moet daar precies op worden uitgelegd.  Bijvoorbeeld in de woonkamer 16 mm slang die hart op hart 10 cm in de vloer van elkaar moet worden gelegd. En een convector op een slaapkamer die bijvoorbeeld 600 Watt kan overdragen omdat die ruimte daarop is berekend.

Een radiator of convector kies je niet alleen op de ruimte die onder het raam vrij is. Natuurlijk speelt die ruimte ook een rol, de radiator moet immers passen, maar het warmteverlies van die ruimte maakt hoeveel platen en of lamellen de radiator moet hebben.

Afbeelding: De radiator type met hoeveelheid 'platen en lamellen'.

Leidingdiameter

Ook leidingdiameters spelen een rol, vooral als men van een CV-ketel overgaat naar een warmtepomp installatie realiseert men niet altijd dat er soms grotere leidingdiameters nodig zijn. Immers als je met een kleinere delta T net zoveel warmte (kW) over wil dragen dan bij een grotere delta T moet het debiet (aantal liters per minuut) worden vergroot. In de praktijk kan dan een te kleine leidingdiameter zoveel weerstand (drukverlies) geven dat de circulatie pomp moeite heeft om de juiste hoeveelheid te bieden.

Bij een warmtepomp is de delta T bijvoorbeeld 7 ºC, bij een CV-ketel met radiatoren bijvoorbeeld 15- of 20ºC.

Waarom de delta T bij een warmtepomp kleiner moet zijn:

Het verschil tussen de aanvoer en retour temperatuur noemen we Delta T.  Radiatoren waren anno 1970 berekend op 90/70, later op 80/60 en tegenwoordig vaak op 70/50.  Een delta T van 20 ºC.  Omdat je met warme temperaturen werkt is het verschil niet zo erg belangrijk. Een grotere delta T betekend dat de pomp minder hard hoeft te werken.  Bij laag temperatuur wil je de delta T beperken. Denk eens aan de vloerverwarming, als je daar met 35 ºC in gaat en met een delta T van 15ºC zou werken kom je er dus met (35-15=) 20ºC uit.  Als je de woonkamer naar 21ºC wil brengen lukt dat niet met 20ºC water in je vloer.  Daarnaast wordt de warmte over je vloer dan niet goed verdeeld.  Stel dat je 'slakkenhuis' als vloerverwarming neemt dan wordt je vloer dus eigenlijk gemiddeld ((35+20) / 2 = ) 27,5 graden.  Door de delta T kleiner te maken is de verdeling beter en je vloer warmer.

Afbeelding: Vloerverwarming in 'slakkenhuis' geeft een goede verdeling van de warmte over je vloer.  Bij 'Meander' is de vloer op bovenstaand plaatje bijvoorbeeld links 35ºC en rechts 28ºC dat is een minder goede warmteverdeling. 

Laatste radiator wordt niet warm.

Het komt nogal eens voor dat de dichtstbijzijnde convector of vloerverwarming het meeste water krijgt en daardoor warmer wordt dan het systeem dat het verst van de warmtepomp af ligt. Als een warmtepomp- of ketel-installatie niet goed wordt ingeregeld, wordt de woning dus onvoldoende verwarmd, of er wordt veel meer energie gebruikt dan nodig. Het gaat er juist om dat iedere radiator even warm wordt, zodat het hele huis gelijkmatig opwarmt.  Stel dat je de 'kamerthermostaat' in de verste ruimte hangt dan blijft de verwarming net zolang doorgaan tot het daar ook warm is, met als gevolg dat andere ruimte te warm worden, waardoor je onnodig teveel energie gebruikt.

Naast het comfort loopt bij een niet goed ingeregeld warmtepompsysteem ook het rendement sterk terug. Een warmtepomp werkt op lage temperatuur, de aanvoertemperatuur is meestal tussen de 25 en 40 graden Celsius. In het meest ideale geval is het verschil tussen de aanvoer- en afvoertemperatuur, de delta-T, zo klein mogelijk. Ook om die reden moet de installatie in balans zijn en moeten grote schommelingen worden voorkomen door de installatie goed in te regelen. In de praktijk is de benodigde delta T vaak ergens tussen de 5 en 7 graden Celsius.

Statisch inregelen

Statisch inregelen betekent dat je in het kraantje of voetventiel van de radiator de flow handmatig stuurt, zodat er precies voldoende water door de radiator stroomt. Als alle radiatoren open staan, is de installatie in balans. Als je een of meerdere radiatoren dichtdraait, krijgen de nog geopende radiatoren te veel druk. Uiteindelijk zullen de warmteopwekker en de modulerende pomp daarop reageren omdat de retourtemperatuur verandert.

Voorbeeld van warmteverdeling inregelen warmtepomp-installatie

Je hebt bijvoorbeeld een warmtepomp die voor de totale woning 5 kW moet leveren.
Vanaf de warmtepomp begint dan een totaaldebiet met water naar de installatie te stromen.

Stel dat je met een delta T van 7 graden Celsius wil gaan werken.
Je kunt dan deze vereenvoudigde formule gebruiken:

Q = P x 0,86 / ΔT
Waarbij
Q = volumestroom in m3/h
P =  Vermogen in kW
ΔT = delta T in K

We weten dus de Delta T die we willen 7ºC  en het totaal vermogen van de warmtepomp 5 kW
Q = P x 0,86 / ΔT
Q = 5 x 0,86 / 7
Geeft 0,614 m³/uur debiet met bijvoorbeeld een leidingdiameter van 28 mm.

1 m³ = 1000 liter ,   Dus kunnen we ook zeggen 614 liter / uur

Vanaf de hoofdleiding van de warmtepomp volgt er op een gegeven moment een splitsing van leidingen:  Stel dat de woonkamer 1,2 kW nodig heeft aan verwarming;

Dan is daar een debiet nodig van:
We weten dus de Delta T 7 ºC  en het vermogen 1,2 kW voor die vloerverwarmingsverdeler.
Q = P x 0,86 / ΔT
Q = 1,2 x 0,86 / 7
Geeft 0,147 m³/uur debiet met bijvoorbeeld een leiding diameter van 22 mm

1 m³ = 1000 liter ,   Dus kunnen we ook zeggen 147 liter / uur

Naast het aantal liters/min hangt de leidingdiameter keuze ook af van de lengte van de leiding en de weerstand (drukval) in de installatie welke de pomp kan overbruggen (opvoerhoogte).

Met inregelen kun je er voor zorgen dat bovenstaande vloerverwarmingsverdeler van de woonkamer ook precies dat aantal liters per uur krijgt.  En zo kun je de hele installatie per vertrek berekenen en inregelen.  Vaak hebben de leveranciers van vloerverwarming en radiatoren een tabel waarop je de waarde van een voet- of inregelventiel kan instellen.

Door het debiet, dus de hoeveelheid water die door een radiator loopt, in te stellen met het voetventiel of de thermostaatknop zorg je ervoor dat door de ene radiator wat meer en door de andere wat minder warm water stroomt en ze allemaal even warm worden.  Ze precies krijgen wat ze nodig hebben om het berekend vermogen te kunnen leveren.

Niet alle thermostaatknoppen zijn hiervoor geschikt, en ook niet alle radiatoren hebben een voetventiel. Maar fabrikanten hebben daar slimme oplossingen voor bedacht, omdat ze het probleem zien en signaleren dat veel systemen niet goed worden ingeregeld. Voor het begrenzen van de juiste hoeveelheid water per radiator zijn bijvoorbeeld radiatorafsluiters met een ingebouwde drukverschilregelaar ontwikkeld die ondanks de drukschommelingen de juiste waterhoeveelheid handhaven.

Dynamisch inregelen

Bij dynamisch inregelen wordt de afsluiter ingesteld op een bepaald debiet dat gehandhaafd wordt bij fluctuerende druk. De warmteopwekker (Warmtepomp of cv-ketel) en de modulerende pomp zullen hierbij direct reageren op de verandering van de retourtemperatuur. Bij dynamisch inregelen is het besparingspotentieel veel groter, zeggen kenners. Het is een relatief nieuwe methode; de afgelopen jaren zijn verschillende producten op de markt gebracht die deze manier van inregelen aan boord hebben.

Met andere woorden de afsluiter past zich aan, aan de wijzigingen in de installatie. Als je overal naregeling hebt, bijvoorbeeld thermostatische radiatorkranen, of motorafsluiters op de vloerverwarming, dan kan op dat moment de pomp minder debiet gaan maken. Er is immers op dat moment minder debiet nodig. Door dat de pomp zich tegenwoordig vaak elektronisch aanpast op druk, veranderd het totaal debiet in de installatie alsmede indirect de druk die door de pomp wordt geleverd. Een Statisch ventiel kan zich daar niet op aan passen, een dynamisch ventiel zorgt dat die bewuste radiator op dat moment toch precies het aantal liters blijft krijgen wat het nodig heeft.

Tips voor de installateur bij waterzijdig inregelen

• Vergroot kennis door een training over waterzijdig inregelen te volgen.
• Zorg voor een goed installatie-ontwerp en juiste montage.
• Dynamisch inregelen geniet de voorkeur boven statisch inregelen.
• Zorg dat de waterkwaliteit van het systeemwater in orde is en dat het water niet vervuild is.
• Monteer een vuilfilter in de installatie en maak dit jaarlijks schoon.
• Monteer een automatische ontluchter van goede kwaliteit in het systeem.
• Pas thermostaatkranen van een goede kwaliteit toe.

Waterzijdig inregelen in het kort:

• Bepaal het vermogen van elke afgever (radiator/vloerverwarming)  en warmteverlies per ruimte. Let hierbij op dat je hierbij de juiste en optimale aanvoer- en retourtemperatuur als uitgangspunt neemt. (Delta T).  Gerenommeerde fabrikanten van (radiator) afsluiters hebben handige apps die u daarbij kunnen helpen.
• Kies, als er onvoldoende grip is op de installatie,  geïntegreerde drukverschilregelaars (dynamisch). Hiermee wordt onder bijna alle omstandigheden de optimale waterstroom door de radiator gewaarborgd. Daarnaast vergemakkelijkt dit het inregelen.
• Stel per afsluiter de juiste doorstroming in met behulp van de app of handleiding van de fabrikant. Natuurlijk heeft u er voor gezorgd dat eerst de installatie goed gevuld en ontlucht is. Eventueel meet u met temperatuurmeters de delta T over het systeem.
• Stem het vermogen voor verwarming van de warmteopwekker (cv-ketel, warmtepomp) af op het totaal vermogen van het afgiftesysteem.
• Probeer de capaciteit van de pomp zo laag mogelijk te houden, maar wel met de juiste delta T natuurlijk. Sommige warmtepompen hebben een delta T sturing van de pomp, zodat dit primair uit zich zelf al correct gebeurt.
• Zorg dat de warmteopwekker(cv-ketel, warmtepomp) de warmte altijd kwijt kan.  Denk hierbij aan een bypass en/of buffervat.

Om inregelafsluiters in de juiste stand te zetten zijn er vier methoden:

• De dynamische inregelmethode wordt toegepast als er geen leidingnetberekening gemaakt wordt en alle afsluiters worden vervangen door dynamische inregelafsluiters. De dynamische inregelafsluiters zijn voorzien van een ingebouwde drukregeling, waarmee de juiste volumestroom wordt ingesteld. Bij drukveranderingen verandert de hoeveelheid water die door de inregelafsluiter stroomt niet.
• De voorinstelmethode kan toegepast worden als er een leidingnetberekening is gemaakt. De juiste standen van de inregelafsluiters worden in de berekening bepaald. Deze methode is toepasbaar bij nieuwbouw en renovatie. Het systeem moet voorzien zijn van instelbare voorzieningen als bijvoorbeeld dubbelinstelbare radiatorkranen of instelbare onderblokken (voetventiel).
• De volumestroom instelmethode (ultrasoon methode) kan toegepast worden als vermogens en volumestromen bekend zijn. Deze methode is toepasbaar bij renovatie en het inregelen van bestaande installaties.
• De temperatuurmethode (trial en error methode) wordt toegepast als er geen leidingnetberekening gemaakt is. De inregelafsluiters worden gebruikt om de retourtemperatuur op een bepaalde waarde vast te zetten. Deze methode wordt toegepast bij renovaties en bij het oplossen van klachten. Deze methode kan het best alleen worden toegepast wanneer het buiten (< 5 °C) voldoende koud is en de installatie voldoende warmte moet leveren.

Finetuning / afstellen van de warmtepomp installatie.

Het zo energiezuinig werken met een warmtepomp, vergt wat finetunen. 
Helaas zijn daar geen vaste regels voor, in elke woning blijkt het net iets anders uit te pakken. Dit heeft alles te maken met de isolatiewaarde van de woning, maar ook met de manier waarop de bewoner met de installatie omgaat en hoe vaak ramen en deuren bijvoorbeeld open gaan. 

Over het algemeen:

Ventileren

• Ventileer in de winter 10 minuten per dag, zet op dat moment de verwarming in die betreffende ruimte even uit. 

Aanvoertemperatuur stooklijn of curve

• Stel de juiste aanvoertemperatuur in bij de betreffende buitentemperatuur. Deze instelling is afhankelijk van uw installatie. Met vloerverwarming, hart op hart 10 cm  / slang 16mm,  wordt in een nieuwbouwwoning vaak gekozen voor 35 ºC bij een buitentemperatuur van -10ºC.  Een stooklijn past zich automatisch aan. Als het bijvoorbeeld buiten 10ºC is wordt de aanvoer dan bijvoorbeeld 28ºC . 

Nachtverlaging met een warmtepomp

• Experimenteer met nachtverlaging. Probeer het in de winter (in overeenkomstige weken wat betreft buitentemperatuur) eens uit. Bij de een brengt 2 graden nachtverlaging echt een voordeel, bij de ander pakt het net andersom uit. Besef ook dat een warmtepomp wordt gekozen op het vermogen wat de woning op de koudste dag nodig heeft. Een CV-ketel had vaak een veel groter vermogen waardoor je snel uit de nachtverlaging kon komen. Een warmtepomp kan dat, met het kleiner vermogen, minder goed.  Dat zou kunnen betekenen dat hij op de ochtend een paar uur op vol vermogen je woning gaat verwarmen, met een minder goed rendement. Dan is het soms beter om geen nachtverlaging te doen, hij blijft dan op deellast (lager vermogen) de woning verwarmen m.b.t. het rendement pakt dit laatste dan vaak beter uit in energieverbruik. 

Weersverwachting en de warmtepomp

• Sommige warmtepompen maken via internet gebruik van de weersverwachting (bepaalde type van NIBE bijvoorbeeld). Die besluiten dan om in de ochtend niet aan te gaan als het overdag boven een bepaalde buitentemperatuur komt. Natuurlijk kan dan je woning in de morgen net iets kouder zijn dan in de middag en avond, maar het bespaart wel. Je kan dat overigens vaak zelf aan of uit zetten.

PV panelen en een warmtepomp

• Als er veel stroom opbrengst is van PV, je woning en tapwater iets warmer maken. Stel dat er overdag Stroom wordt opgewekt door je PV panelen, en je bent aan het terug leveren naar het net, dan kun je het toestel laten besluiten om de huiskamer- of tapwater iets hoger te brengen. Dan kan hij op de avond (als er geen PV opbrengst is) wat langer uitblijven. 

 Zo zijn er dus allerlei zaken om het net iets fijner en energiezuiniger in te stellen. Finetuning noemt men dit ook wel. 

Dynamische debietregeling voor vloersystemen. 
 

Als voorbeeld een syteem van Giacomini. Giacomini is als specialist van hydraulische systemen voor verwarming en koeling de eerste speler op de markt die de messing verdelers met dynamische debietregeling als standaard verdeler levert voor toepassingen in combinatie met vloersystemen die uitgevoerd worden met kunststof leidingen en kunststof meerlagenbuis.

In de retourverdeler van de verdeler met dynamische debietregeling wordt per kring een dynamische binnenwerk gemonteerd dat opgebouwd is uit een motoriseerbaar ventiel, een component voor de voorinstelling van het gewenst debiet en een EPDM-membraan met gecontroleerde vervorming. Dit EPDM-membraan. zorgt voor een dynamische debietregeling door de doorstroomopening van het binnenwerk te regelen in functie van de overige kringen in de installatie. Wanneer andere kringen sluiten, omdat de gewenste kamertemperatuur is bereikt in de bijbehorende lokalen, dan zal het drukverschil over het binnenwerk van de kringen die nog open staan stijgen; In deze situatie reduceert het EPDM-membraan de doorstroomopening zodat het debiet begrensd wordt tot de voorgestelde waarde. 

Dankzij de precisie van de debietinstelling met zijn debietmeters met directe aflezing van 20 tot 250L en een regelbereik van de verschildruk van 20 tot 150KPa, handhaaft het R553FKDB-verdeler het initiële debiet in de verschillende hydraulische kringen van de installatie, ongeacht de bedrijfsomstandigheden van de andere kringen.

Een systeem dat is uitgerust met verdelers uit de DB-serie kan een stroom handhaven die altijd in evenwicht is voor alle kringen van de installatie. Ze zijn namelijk uitgerust met een geïntegreerde cartridge die het debiet regelt en beperkt tot vooraf gedefinieerde waarden. Dit betekent dat het de levering van de juiste waarde van thermische energie in elke zone van het gebouw garandeert, met de daaruit voortvloeiende voordelen op het gebied van energie-efficiëntie en comfort.

Als, tijdens de werking van het systeem, het debiet de neiging heeft toe te nemen als gevolg van het sluiten van andere kringen in het systeem, zal het membraan van het binnenwerk de doorstroomopening verkleinen zodat de stroom automatisch wordt beperkt tot de vooraf ingestelde waarde. Omgekeerd, als de stroom de neiging heeft om onder de vooraf ingestelde waarde te dalen, zal het membraan van het binnenwerk de doorstroomopening vergroten en zal de stroom weer toenemen tot de vooraf ingestelde waarde.

Omdat het gewenste ontwerpdebiet direct op de indicatorring kan worden ingesteld, zijn ingewikkelde berekeningen voor drukval en uitbalancering niet langer nodig; Bovendien verloopt de inbedrijfstelling veel sneller. Deze kenmerken zijn erg belangrijk in nieuwe systemen, en nog belangrijker bij renovaties, waar veel parameters vaak niet bekend zijn bij de installateur of gebruiker.

De R553FKDB-verdelers houden het debiet constant in de verschillende hydraulische kringen van het systeem, binnen een bereik van minimale en maximale differentiële druk, ongeacht de bedrijfsomstandigheden van de andere kringen. Dus gewoon een flow instelling maken en het regelt zich zelf.