Installatie / installeren van een warmtepomp

Bedenk dat een ' warmtepomp installatie'  meestal meer opstelruimte vergt dan een CV-ketel installatie, ga na welke componenten in uw installatie komen en kijk of hiervoor voldoende ruimte is te vinden. Bedenk daarbij ook nog dat deze toestellen later bereikbaar moeten zijn om service en onderhoud aan te doen.  Vaak heeft de fabrikant minimale afstanden bepaalt welke nodig zijn om het product, deze zijn normaliter te vinden in de installatiehandleiding van het product.

 

Op deze pagina o.a. :

 

Onderstaand een voorbeeld van een  warmtepomp opstelling , met dank aan FLAMCO voor de foto. Het betreft hier een warmtepomp met een gesloten bodembron, boiler en buffervat.   (De bevestigingsmaterialen, expansievaten, ontluchters, etc. zijn op deze foto van het merk FLAMCO).

voorbeeld van een warmtepomp installatie bodemenergie

  • A- Brine/water warmtepomp
  • B- Tapwaterboiler
  • C-  Buffervat
  • D - Verdeelstation voor 2 groepen met 2 pompen, manometers en afsluiters. (Na een parallelbuffer moet een pomp zitten)
  • E - Motorgestuurde driewegklep, deze kiest of tapwater of verwarming warmte krijgt van de warmtepomp.
  • F1 / F2- Pomploze vloerverwarmingsverdelers, zoals dat hoort bij een warmtepomp-installatie.
  • G - Inlaatcombinatie in de koudwaterleiding van de boiler, met daarin een keerklep, afsluiten en overstort (8 bar), KIWA gekeurd. Deze dient enerzijds om overdruk in het tapwater te voorkomen, en de keerklep zorgt dat niet onbedoeld warmwater in de koudwaterleiding kan komen.
  • H - Tapwaterexpansievat, voorkomt 'klappende leidingen' , vangt drukschommelingen op.
  • I - Syfon / afvoer voor inlaatcombinatie / overdruk tapwater
  • J - Expansievat voor broninstallatie, glycolbestendig (glycol is antivriesmiddel in het bronwater)
  • K - Expansievat voor afgifte-installatie, voor opvangen drukschommeling veroorzaakt door het uitzetten en krimpen van het water. Vuistregel 1m.b.t. woningen voor zowel bron- als afgiftezijde:
    -Installaties Tot 12 kW afgegeven vermogen: 18 liter vat zowel voor bron als voor afgiftezijde
    -afgegeven vermogen 12 kW tot 20 KW: 25 liter vat zowel voor bron- als voor afgiftezijde
    -afgegeven vermogen 20 kW tot 30 kW: 35 liter vat zowel voor bron- als voor afgiftezijde.
    Voordruk:  uitgaande van plaatsing van de warmtepomp op de begane grond of in kelder voor een gebouw van max. 2 verdiepingen (1 verdieping + zolder) Voordruk van expansievat voor de bronzijde is: 0,5 bar, afvullen bron op 1 bar Voordruk van expansievat afgiftezijde is: 1,5 bar, afvullen op 2 bar
  • L - Overstort ventiel in zowel bron- als afgiftesysteem, beveiliging tegen overdruk in de installatie (bijvoorbeeld 3 bar)
  • M - Vulkraan bronsysteem, deze moet immers gevuld kunnen worden.
  • N - Automatische goed gekeurde vulinstallatie cv-water, handig, maar mag ook een kraantje met slang zijn. Let wel de slang moet na het (bij)vullen worden losgekoppeld van de installatie.
  • O - Verdeler voor de gesloten bronnen, de 3 geboorde bodemlussen komen hier elk naar binnen en worden samen gebracht.
  • P - Automatische ontluchter voor afgifte installatie, onmisbaar in elke installatie. Een of meerdere automatische ontluchters in het afgifte systeem wordt sterk aanbevolen. Aan de bronzijde bij een glycol gevulde bron wordt meestal een handbediende ontluchter geplaatst, bij een watergevulde bron een automatische. Glycol kan wat kristalvorming veroorzaken, waardoor een automatische naald ontluchter mogelijk lekkage kan veroorzaken.
  • Q - Vuilfilter voor afgifte installatie, veel warmtepomp merken verplichten deze toepassing**
  • R - Automatische ontluchters voor de cv - groepen, onmisbaar in elke installatie. /

Op de foto zie je dus mooi welke componenten worden gebruikt in een installatie.  **Ter aanvulling, een vuilfilter in de bron installatie is ook altijd aan te bevelen, sommige fabrikanten stellen dit zelfs verplicht. Het vuilfilter moet altijd zo gemonteerd zijn dat het vuil niet in verdamper of condensor kan komen. Dus in de flow richting naar de platenwisselaar toe.

 

Vloerverwarmingsverdeler: let op bij je keuze.

 

Vloerverwarmingsverdeler met pomp niet geschikt voor warmtepomp


De HT-vloerverwarmingsverdeler met pomp (hierboven), laat het water over de vloer circuleren door deze verdeler. Het water uit de retour slangen gaat door de pomp naar de aanvoer verdeler en dan weer opnieuw de slangen van de vloer in.  De thermostaatkraan injecteert steeds een beetje warmte vanaf de ketel met een hogere temperatuur van bijvoorbeeld 70ºC   bij in de verdeler. Precies zoveel dat de aanvoer naar de vloer bijvoorbeeld 35ºC wordt.  Dit is dus een mengsysteem, de 70ºC wordt in een bepaalde verhouding gemengd met het koudere water van de vloer. Deze verdeler is dus gebouwd voor een hoge injecteer temperatuur.

 

Onderstaand een principe overzicht (afbeelding WTH) van de verdeler met pomp.

principe schema

 

Bij een warmtepomp hoort een pomploze vloerverwarmingsverdeler
 

vloerverwarmingsverdeler warmtepomp zonder pomp

 

Bij een warmtepomp wil je liever niet mengen. Immers als je 35 ºC in de vloer wil hebben zou je bij een verdeler met pomp minimaal met bijvoorbeeld 40 ºC moeten aankomen. Het rendement van de warmtepomp wordt bepaald door het verschil van de brontemperatuur en de doeltemperatuur. Hoe kleiner dat verschil hoe gunstiger het rendement van de warmtepomp.  Als we 35 ºC in de vloerwillen dan willen we eigenlijk ook dat de warmtepomp maar 35 ºC hoeft te maken in plaats van ºC.  Immers dat geeft een beter rendement, dus een zuiniger stook gedrag.  Vandaar dat we pomploze vloerverwamingsverdelers willen bij een warmtepomp. We willen dus niet mengen maar gewoon leveren wat nodig is, zo efficiënt mogelijk.

 

Flow en leidingdiameters

In een warmtepompinstallatie werk je met een kleinere delta T, dan in een cv-ketel installatie.
Bij de ketel loopt het uiteen van 10- naar 20 K, bij een warmtepomp installatie werk je met 3- tot 10 K delta T.

Met delta T wordt hier het temperatuursverschil tussen aanvoer- en retourleiding bedoeld.


Een tabel met de flow bij een bepaald vermogen warmtepomp en bepaalde delta T:

Tabel met flow bij delta T ,
 warmtepomp

 

Je ziet hier bijvoorbeeld in dat een warmtepomp van 10 kW bij een Delta T van 6 graden een flow nodig heeft van 1,43 m³ per uur.

In een gesloten bodem bron zit vaak een glycol toevoeging, je ziet in de tabel dat de flow dan een klein beetje anders wordt, dit komt door de extra weerstand en iets slechtere temperatuurgeleiding.

In de tabel zie je ook meteen dat je bij een bepaald vermogen en een delta T van 20 ºC veel minder flow nodig hebt dan bij een delta T van 6 ºC.
Omdat je bij een warmtepomp werkt met een kleinere delta T, is dus meer flow nodig.  Meer water verplaatsen door kleine buizen geeft extra weerstand, dit betekend meteen dat je bij een warmtepomp met een grotere leidingdiameter werkt dan bij een cv-ketel.


Hieronder tref je een tabel met de aanbevolen leiding diameters !  Hoe werkt dit ?  Kijk boven wat de flow wordt bij een bepaald vermogen en bepaalde delta T,  en kijk dan hierond welke diameter leiding bij deze flow hoort.

Advies leiding diameter bij een bepaalde flow

 

Bronleidingen bij een bodemenergie warmtepomp

Warmtepomp bronverdeler

De aansluiting van de bron naar de warmtepomp dient  bij voorkeur van kunststof of dampdicht geïsoleerd koper te zijn.

foto: Kunststofbronleidingen gaan over op koper naar de warmtepomp toe.

Stalen of dunwandige cv-leiding zal namelijk binnen enkele jaren stuk gaan. Het condenswater tast staal aan. Je krijgt het in de praktijk vaak nooit zo goed geïsoleerd dat condens niet voor zal komen. Omdat bronwater een stuk kouder is dan de omgevingstemperatuur van de leiding in de technische ruimte zal er hierdoor condensatie ontstaan op staal, waardoor het staal ' roest' . Na de koelwisselaar (CV leiding / afgiftesysteem) wordt het ‘koelwater’  (bij systemen met koeling door het vloerverwarmingsafgiftesysteem) door de warmtepomp boven de condensatiegrens gehouden, daar kan dus gewoon stalen leiding worden gebruikt.

 

TIP: Als je messing knelkoppelingen wil gebruiken, tape deze dan na montage eerst strak af met teflontape en lijm pas daarover de dampdichte isolatie * Lees ook hieronder het stukje isoleren van leidingen. De kans op schade door spanning corrosie wordt hiermee verkleint.

 

Isoleren van de leidingen

Leidingen met bijbehorende fittingen en appendages dienen geïsoleerd te worden met materialen welke geen schade aan de installatie kunnen veroorzaken. Voor de toepassing van isolatiemateriaal bij messing knelfittingen in koel en warmtepompinstallaties moet rekening worden gehouden met de mogelijkheid van spanningscorrosie. ISSO publicatie 50, specificatieblad 4.3-2 “Corrosiewering”, adviseert messing knelkoppelingen niet te isoleren. Bij koude installaties is het echter noodzakelijk alles tegen condens te isoleren.

 

In dit geval dient met onderstaande rekening te worden gehouden.

 

SPANNINGSCORROSIE VAN MESSING;

Spanningscorrosie (SCC = Stress Corrosion Cracking) is een vorm van corrosie die leidt tot scheurvorming in het metaal als gevolg van interactie tussen metaal, het milieu en een mechanische belasting (trekspanning bij montage). Messing is gevoelig voor spanningscorrosie bij contact met ammonium. In combinatie met vocht wordt ammoniak of ammonia uit de omgeving opgelost tot ammonium. Spanningscorrosie in messing treedt op als onderstaande punten bij elkaar komen, probeer die situatie dus te vermijden.

Trekspanningen

Trekspanningen in het materiaal Bij fabricage van messing fittingen kan gebruik worden gemaakt van geëxtrudeerd stafmateriaal. Hierbij treedt koude deformatie op wat leidt tot residuele spanningen in het materiaal. Als gevolg van deze spanningen kunnen aan het metaaloppervlak trekspanningen ontstaan die zodanig hoog zijn dat deze kunnen leiden tot spanningscorrosie.

Vocht

Bij een combinatie van voldoende luchtvochtigheid en een temperatuurverschil tussen metaaloppervlak en de omgeving treedt condensvorming op (vochtfilm op het oppervlak). Bij warmtepompinstallaties kan deze situatie aan de koud water zijde ontstaan wat leidt tot condensvorming op koperen leidingen en messing fittingen. Een zeer dunne vochtfilm op atomair niveau is al voldoende voor het optreden van het corrosieproces aan het metaaloppervlak.

Aanwezigheid van ammoniak of ammonia

Ammoniak in het milieu van een warmtepompinstallatie kan een gevolg zijn van contact met schoonmaakmiddelen, of emissie vanuit ammoniak houdend kunststof isolatiemateriaal. Een lage emissie kan bij een dunne vochtfilm leiden tot een voldoende hoge concentratie ammonium aan het metaaloppervlak voor optreden van spanningscorrosie.


Koelen met een warmtepomp

Het voordeel van een water/water warmtepomp is dat u in de zomer relatief goedkoop een woning passief kan koelen. Dit doet u door water van ca 18 graden Celsius door de vloerverwarming te sturen. Een woning kan hier ca 4 tot 8 graden (t.o.v. de buitentemperatuur) mee worden gekoeld. Maar ook de lucht/water warmtepompen kunt u op deze manier koelen, alleen dan is het een stuk ‘duurder’ m.b.t. energiekosten , met lucht/water koel je nl. actief.

 

badkamer niet koelen met een warmtepompAlle ruimten kunt u op deze manier koelen, alleen de badkamer dient u niet passief te koelen. Immers als er gedoucht wordt is de vochtigheidsgraad in de badkamer hoog, door de lage temperatuur van het koelwater ontstaat dan condens, als gevolg hiervan zal uw badkamer vloer nat blijven. U kunt eenvoudig een klepje tussen de leiding plaatsen dat tijdens passief (of actief) koelen dicht gaat. (De warmtepomp heeft meestal een contact wat voor aansturing hiervan kan worden gebruikt)

 

Naregelen en koelen: Als vloerverwarmingsgroepen worden na-geregeld door zgn. zoneregelaars worden d.m.v. klepjes de slangen afgesloten als de kamer op temperatuur is. Tijdens koelen dient deze regeling net andersom te werken om het koudere water door te slangen te kunnen sturen. Hiervoor is het bovengenoemde signaaltje uit de warmtepomp nodig om uw ‘zoneregelaar’ te melden dat nu koel water wordt aangeleverd en de regelaar dus andersom kan gaan werken of eenvoudig alleen de klepjes open stuurt om te kunnen koelen.

 

Glycol in een gesloten bron voor de warmtepomp

Bij een gesloten bodem bron dient normaliter aan het water glycol te worden toegevoegd (brinewater) tot een beveiligingswaarde van -15 °C (ca 30% toevoeging). Bij langdurig gebruik kan de temperatuur van de bron namelijk onder de 0°C komen, om te voorkomen dat ijsvorming ontstaat in de verdamper van de warmtepomp dient u glycol toe te voegen.

De BRL staat een terugleveringstemperatuur tot -3°C toe. Kouder mag niet.

Bij een open bron wordt een (extra) warmtewisselaar tussen de open bron en de verdamper van de warmtepomp sterk aangeraden, vaak zelfs door de fabrikant in de garantievoorwaarden verplicht gesteld. Ook hier wordt een glycolvulling aanbevolen.

 

Nadeel glycol toevoeging:  De warmteoverdracht van bron naar koudemiddel wordt iets minder gunstig en de weerstand die de circulatiepomp moet overbruggen wordt iets groter. Echter de verliezen zijn zeer gering en wegen lang niet op tegen het eventueel stuk vriezen van de verdamper. Gewoon doen dus.

 

Het type glycol wat voor warmtepomp bronnen meestal wordt toegepast is*
“MEG” ; Mono Ethylene Glycol of “MPG”; Mono-Propyleen Glycol
( van bijvoorbeeld AKZO NOBEL, DOW of SABIC).
In het algemeen verzorgt de bronleverancier de levering en toevoeging van het glycol en eventuele additieven aan het water.

*Noot: Sommige warmtepomp fabrikanten schrijven een bepaald type Glycol voor.
In het algemeen gaat de voorkeur uit naar MEG.

 

glycolvulsetVulset glycol voor in warmtepomp bronDoor in het bronsysteem 3 stuks afsluiter te monteren maak je het eenvoudig om later glycol bij te mengen. Door afsluiter B dicht te zetten en A + C met slangen en een pompje te verbinden met een vat glycol kun je glycol eenvoudig bij gaan mengen  (rond pompen).

Afsluiter A + B + C wordt in de handel ook gecombineerd verkocht als ‘vulset’,
maar met 3 eenvoudige tweeweg afsluiters lukt het dus ook.

Ook m.b.t. het vat en pompje zijn er zgn. vulsystemen in de handel. Vaak onder de naam ‘SOLAR Vulsysteem’   (Ook in thermische zonpanelen wordt een antivries toevoeging gebruikt).


glycol meterMet een refractometer kunt u controleren tot welke temperatuur het water (medium) is beveiligd en of u eventueel glycol moet toevoegen. Een refractometer werkt heel eenvoudig: Druppel met de pipet 1 a 2 druppeltjes op het prisma, sluit het deksel en druk deze licht aan, verdraai het oculair tot de grenslijn duidelijk zichtbaar is
 en lees dan de temperatuur af.


Hoog en laag temperatuur combineren, ketel en warmtepomp.

Warmtepomp hoog en laag temperatuur gecombineerd

 

Je kunt hoog en laag temperatuur systemen zomaar niet aan elkaar knopen.  Vaak gaat dat in de praktijk helaas nog fout.  Als je namelijk een warmtepomp-systeem met vloerverwarming van 35 °C aanvoer en 28°C retour gaat knopen aan een ketel die radiatoren verwarmt met een aanvoer van 70°C en een retour van 50 °C heeft.  Dan wordt de gezamenlijke retour bijvoorbeeld 40 °C, daar kan de warmtepomp natuur geen 35 °C van maken, die zal dan uitgaan.

 

In bovenstaand voorbeeld zie je hoe dit in de praktijk opgelost kan worden. De ketel doet de radiatoren groepen die een aanvoer van 70 °C nodig hebben.  De warmtepomp doet de vloerverwarming met Laag Temperatuur.  Als in de winter de warmtepomp onvoldoende capaciteit heeft kan de ketel helpen met energielevering aan het laag temperatuursysteem. Middels een regeling laat de driewegklep dan een klein beetje van het 28 °C water over de warme open verdeler van het ketelcircuit lopen. Vanuit de ketel komt dan natuurlijk automatisch (de flow van een pomp brengt net zoveel weg als deze binnen haalt) dat zelfde beetje water met een hoge temperatuur in het laag temperatuur net.  Veel water van 28 °C met een kleiner beetje water (gestuurd door de regeling en klep) van 69 °C geeft samen weer 35 °C richting de vloerverwarming.
Op deze manier kun je dus goed een ketel en een warmtepomp, of wel laag en hoog temperatuur combineren.  

 

Als je beide rechtstreeks aan elkaar wil koppelen moet je de ketel met lage temperatuur voor CV verwarming instellen. De radiatoren krijgen dan bijvoorbeeld maar 45 graden aanvoer.

 

Ontwerp open verdeler warmtepomp/ketel

Een openverdeler is min of meer een  hydraulische ontkoppeling in het zelfde water systeem. Zonder dat pompdrukken elkaar verstoren kunnen kring circuits bij elkaar worden gebracht. In België spreekt met ook wel over een 'evenwichtfles'. 


In de praktijk komen we helaas nog vaak 'storingen' tegen welke veroorzaakt worden doordat verschillende pompen, of bijvoorbeeld meerdere toestellen, met leidingen aan elkaar worden geknoopt in plaats van gebruik te maken van een open verdeler.  Als je alleen met leidingen werkt wordt je afhankelijk van de flow die de pomp maakt en de weerstand in de leidingen. Je kunt dan zomaar hebben dat de pomp met de grootste opvoerhoogte op dat moment, de pomp met de kleinere opvoerhoogte blokt / de pas af snijd. Daardoor valt de flow van de kleinere opvoerhoogte op dat moment gewoon stil, wat storing kan veroorzaken (hoge druk in cv systeem, lage druk in bron systeem).  Door, op de punten waar verschillende flows bij elkaar komen, te werken met verruiming van de leidingen, middels bijvoorbeeld open verdelers, voorkom je dit. Elke flow kan in elk afzonderlijk systeem dan gewoon gehandhaafd blijven en goed bij elkaar komen.  Zeker zo prettig. 

 

Je kunt een openverdeler in de handel kopen, maar eventueel ook zelf bouwen.

 

Liggende open-verdeler

 

liggende open verdeler warmtepomp ketel

 

Op deze pagina zagen we eerder ook leidingdiameters voorbij komen,  als 2m³/u verpompt wordt zagen we een advies leidingdiameter van 32 mm inwendig.  -d- in dit plaatje is dus 32 mm.  De lengte van de getekende liggende open verdeler zal dus 10 x 32mm = 32 cm worden.  De dikte van de buis is 3 x d = plusminus 10 cm.

Staande open-verdeler

Staande evenwichtfles warmtepomp ketelEn nog een voorbeeld van een staande open verdeler:

-d-  staat voor de gewenste leidingdiameter, als we ook hier als voorbeeld nemen dat er 2m³/u  door de verdeler moet, dan zagen we in de leidingdiametertabel dat 32 mm inwendig wordt geadviseerd.

De aansluitingen -d- zijn dan dus voor 32 mm.

De dikte van de staande buis is 3 x d = 10 cm.

De hoogte van de buis is (2+3+3+3+2) = 13 x d = 416 mm.  (42 cm)


KIS warmtepomp installatie

Een algemene tip voor het maken van een installatie is ‘Keep It Simple’,  probeer erg ingewikkelde hydraulische koppelingen te voorkomen.  De betere warmtepompfabrikanten hebben meestal hydraulische schema’s beschikbaar welke u zo na kunt bouwen. U kunt de leidingvolgorde dan precies overnemen uit zo’n schema. Indien het bodemenergie betreft moet er zo ie zo een hydraulisch schema voorhanden zijn, u dient dan immers aan de BRL voorschriften te voldoen.  Een schema van de fabrikant van het toestel is ook dan vaak een goed uitgangspunt.


Vloerverwarming warmtepomp met na-regeling en bypass

Foto: Vloerverwarmingsverdeler  voor een warmtepomp  (zonder circulatiepomp) met na-regeling (Wwatts), de klepjes worden gestuurd door een regeling, op basis van ruimte vraag, daarnaast ziet u ook een bypass zitten (rechts).

 

Tichelmann

Tichelmann principe

 

Deze methode wordt soms ook wel ‘tegenovergestelde terugvoer’ genoemd en is vernoemd naar Albert Tichelmann, een toenmalig ingenieur in tapwaterverwarming. Het Tichelmann systeem wordt gebruikt in allerlei opstellingen waarbij de flow van vloeistof of gassen gelijkmatig moet worden verdeeld. We treffen dit aan bij ketel opstellingen, radiator opstellingen, zoncollector opstellingen, bronbodemlussen, enz. Het principe berust op een gelijke weerstand van alle geschakelde elementen in een flow circuit. De lengte en diameter van leidingen speelt hierin een grote rol. Het voordeel van een Tichelmann systeem is dat je zonder tussenkomst van al te veel regelapparatuur en componenten een goed verdeel systeem kunt maken. Als nadeel kan worden opgevoerd dat in sommige situaties veel meer leidingwerk nodig is. Een alternatief is om te werken met terugslagkleppen (one way valve) en inregelafsluiters (flow begrenzers). Maar vandaag de dag komt het Tichelmann principe nog veelvuldig voor.
Bijvoorbeeld bij aardbodemlussen.

 

Go to top

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

Pagina: - Het maken van een warmtepomp installatie
Tags:installatie, tips, warmtepomp, componenten, vuilfilter, richting, pomp, verdelers, ontluchters
Beschrijving: Overzicht van componenten in een warmtepomp installatie, kijk of hiervoor voldoende ruimte te vinden is. Denk daarbij ook aan het feit dat aan toestellen service en onderhoud moet kunnen plaatsvinden