Categorie: Energie

Zonnepanelen leveren gratis schone energie en lijken daarmee een fantastische mogelijkheid om de energierekening te verlagen en tegelijk bij te dragen aan een schoner milieu. Echter het grote probleem met zonnepanelen is dat ze het in de winter slecht doen, terwijl we juist dan veel energie nodig hebben voor de verwarming van onze huizen. Onderstaande twee grafieken maken duidelijk dat de opbrengst van zonnepanelen inderdaad precies tegenovergesteld is aan onze energie behoefte.
Dat zou niet zo erg zijn als je de energie die je in de zomer hebt opgewekt makkelijk zou kunnen opslaan voor de winter. Maar dat blijkt lastig te zijn. Een gemiddelde thuis accu kan maar 10kWh energie opslaan, wat slechts voldoende is voor één winterdag. De energie maatschappijen hebben daarom voor de winter periode nog steeds dezelfde hoeveelheid elektriciteit centrales nodig die in de zomer dan weer uitgezet moeten worden. Ook moet het leidingnet verzwaard worden om het overschot zonne-energie af te nemen dat we in de zomer niet zelf opmaken. Schaf daarom zonnepanelen alleen aan voor stroom die je zelf in de zomer kunt gebruiken voor bijvoorbeeld je elektrische auto, warmtepomp en boiler. Zet die apparaten dan ook echt aan als de zonnepanelen stroom produceren.
Meer produceren om er zo wat aan te verdienen lost het energieprobleem niet op maar veroorzaakt slechts problemen bij de leveranciers en jaagt daarmee de samenleving op kosten.
Daarom is het noodzakelijk dat de subsidieregeling (saldering) voor zonnepanelen wordt afgeschaft en dat geld gaat naar oplossingen (bvb windmolens, kernenergie of groene waterstof) die in de winter goed werken! Energie maatschappijen gaan daarom ook steeds meer de extra kosten doorberekenen aan de klanten met zonnepanelen, waar die vroeger werden betaald door alle klanten.

Met een accu zijn de problemen die we gecreëerd hebben door de introductie van zoveel zonnepanelen gedeeltelijk op te lossen. Maar laten we eens kijken wat de terugverdientijd zou zijn van een accu van 10kWh die je 7500€ kost. Stel dat je jaarverbruik 7000kWh is, dan verbruik je dus per dag ongeveer 7000/350=20kWh. In de winter zal dat dan 25kWh zijn en in de zomer 15kWh. Omdat de accu maar 10kWh is, kun je dus niet even je accu in de zomer volgooien voor de winter. Daarvoor is die veel te klein, na een dag is is die alweer leeg. In de winter heb je ook geen goedkope stroom van zonnepanelen. Hij is dus alleen in de zomer nuttig. Omdat dan vaak de stroom overdag veel goedkoper is(zeg 10ct/kWh) als tussen 16:00u en 20:00u(zeg 30ct/kWh) zou je de accu voor 16:00u op kunnen laden met goedkope stroom en ‘s-avonds weer kunnen verbruiken. Je verbruikt dagelijks 15kWh in de zomer, maar je accu is maar 10kWh, dus maximaal kun je dan per dag 10kWh*(0,3-0,1)=2€ terugverdienen. Als de zomer dan ca 175 dagen is kun je dus max 175×2=350€/jaar terugverdienen. Je had 7500€ geïnvesteerd dus die batterij verdien je pas na 7500/350=21 jaar terug.

Bij de bouw van een huis zijn er diverse manieren om het huis te isoleren en verwarmen. In deze blog hebben we de kosten van diverse alternatieven op een rij gezet en blijkt dat de keuze voor een warmtepomp aantrekkelijk wordt naarmate de energie prijzen stijgen. Vaak worden met een warmtepomp ook zonnepanelen geplaatst. In deze blog laten we zien dat het ook zonder kan.

Onder het motto voorkomen is beter dan genezen gaan we in het eerste deel van deze blog bekijken hoe we met lage kosten een huis zo goed mogelijk kunnen isoleren. Bij passief huizen is dat isoleren in extreme mate doorgevoerd en koelt het huis nauwelijks meer af. Je hebt dan het verwarmingssysteem alleen nog maar nodig voor het verwarmen van drinkwater. Voor huizen die minder goed geïsoleerd zijn gaan we in het tweede deel kijken we hoe je die tegen zo laag mogelijke kosten warm kunt houden.

1. Isolatie:

Isoleren tegen zo laag mogelijke kosten betekent dat we gaan isoleren met het materiaal dat per vierkante meter en eenheid van warmteweerstand (Rc) het minste kost. Warmte weerstand geeft aan hoe goed een materiaal weerstand biedt tegen het weglekken van warmte. Hoe slechter de warmteweerstand hoe dikker het materiaal moet zijn, om toch dezelfde weerstand te bieden tegen het weglekken van warmte. Hoe dik het materiaal is om een warmteweerstand van Rc=1 te halen wordt aangegeven door de lambda(λ) waarde van het materiaal. Voor een warmteweerstand van Rc=1 zijn de kosten van:

• Aerogel bluedec (isolatie materiaal in opkomst) circa 35€/m2 ( λ=0,016m)
• Resol hardschuim (Kingspan Kooltherm) circa 6,5€/m² ( λ=0,020m)
• PIR (Unilin/Kingspan Therma 5€/m2 (λ=0,023m)
• Steenwol (Rockwool) kost maar 4€/m² (λ=0,033m)
• Isolatiebeton / schuimbeton 16€/m² (λ=0,1m)
• EPS (Isobouw Slimfort Airpop) (λ=0,035m)
• XPS (λ=0,038m)

Aerogel isoleert het best en is bij een Rc van 1 maar 16 mm dik (λ=0,016m). Maar het is nogal duur dus praktisch is op dit moment alleen Resol hardschuim haalbaar. Ook vanwege de betere brandwerende eigenschappen t.o.v PIR is dit materiaal een goede keuze.
Om de huidige isolatienormen van de overheid te halen (EPC < 0,4) heb je in de praktijk voor de muren een Rc van circa 5 nodig dat betekend dat je met resol hardschuim een laag van d= Rc x λ = 5 x 2 = 10cm nodig hebt en met steenwol een laag van 16,5cm (5 x 3,3). Bij een spouwmuur gevuld met steenwol wordt de muur dus veel dikker. Met schuimbeton zou de muur zelfs 50cm dik worden.

Je zou kunnen zeggen waarom niet nog meer isoleren? Zeker bij nieuwbouw en als je lang in de woning blijft wonen verdien je die investering vanzelf weer terug. Dat heeft te maken met de ramen. Zelfs de nieuwste generatie vacuumglas heeft zulke lage isolatiewaardes (Rc=2) dat het niet veel zin heeft om de muren veel meer als Rc=6 te isoleren. De ramen werken dan voor warmte als een soort deur die open staat. Ook is vacuumglas heel duur terwijl driedubbele ramen weer 2x zo dik en zwaar zijn als dubbele ramen met alle complicaties van dien (kozijnen worden duurder, glas gaat door het zware gewicht makkelijker lek etc.). Daarom kiezen we vaak voor dubbel glas (Rc = 1,5) en voor de muren een Rc van 5. Mocht je toch voor een hogere isolatie waarde gaan (richting passief huis) neem dan zo min mogelijk beglazing op het noorden en als het dan toch echt moet op die kant driedubbele beglazing of vacuumglas.

2. Verwarming installaties:

Als het huis geïsoleerd is maar toch nog energie verliest, moeten we dat energieverlies door de ramen, wanden en het dak compenseren met een verwarmingssysteem. Dit verwarmen willen we natuurlijk tegen zo laag mogelijke kosten doen.
Als eerste stap bepalen we hoe zwaar het verwarmingssysteem moet zijn om het huis ook in de winter bij -10°C, warm te kunnen houden. Dit wordt gedaan middels een warmte verlies (transmissie) berekening. Maar we kunnen het ook met een ezelsbruggetje doen. Het ezelsbruggetje is dat voor EPC=0,4 woningen de maximale energiebehoefte (afgiftevermogen van het apparaat) bij -10°C, ca 40W x het totale vloeroppervlak is (bij huizen met WTW (balansventilatie) mag je zelfs met 32W rekenen). Dus voor onze woning met 250m2 woonoppervlak betekend dat 250×32=8kW. Uit gebruikers statistieken/gemiddelden is voor het Nederlandse klimaat vast gesteld dat een installatie circa 1650 ‘vollast uren’ per jaar nodig heeft om aan de 100% warmte behoefte te kunnen voldoen. Deze woning heeft dus een theoretisch jaarlijkse warmte behoefte van 1650 uur x 8 kW = 13200 kWh energie. Deze 13200 kWh is dus de benodigde jaarlijkse hoeveelheid energie die het verwarmingssysteem af zal geven aan de woning.

De vraag is nu hoe je die hoeveelheid energie het goedkoopst op kunt wekken. Er zijn oneindig veel mogelijkheden en combinaties om deze warmte op te wekken. Het kan met een:

• CV waarbij je huis opwarmt met gas
• Zonnecollectoren waarbij je het huis opwarmt m.b.v de zon
• Warmtepomp waarbij je met warmte uit de grond of de lucht je huis opwarmt
• Kachel of palletkachel, waarbij je huis opwarmt met het verbranden van hout

Warmtepompen zijn zo populair omdat een groot deel van de warmte voor je woning uit de grond/lucht wordt gehaald en er maar een klein deel uit het stopcontact komt. De stookkosten v.e. warmtepomp zijn dus laag maar door de hoge aanschafkosten verdien je pas na een aantal jaren je investering terug.

Voor een verwarming systeem met een warmtepomp bestaan er grofweg drie mogelijkheden:

• Monovalent. Dit is een verwarmingssysteem met alleen een warmtepomp zonder verdere verwarmings apparaten. Het is dus puur alleen de compressor die de woning verwarmt en tapwater bereid
• Mono energetisch. Dit is een warmtepomp met elektrisch element (gloeidraad) die de pomp helpt tijdens de koude dagen. De mate waarin de de warmtepomp voorziet in de totale energiebehoefte wordt de betafactor genoemd. Een monovalent systeem komt overeen met een betafactor van 1 mono energetisch systeem. Als de betafactor 0,9 is voorziet de pomp in 90% van de totale energiebehoefte. De compressor verbruikt net als het elektrisch element alleen stroom dus vandaar de term mono energetisch.
• Bivalent/hybride. Een warmtepomp met daarnaast een conventioneel systeem zoals een gas CV ketel. Dit systeem wordt wel eens toegepast bij renovatie als het huis nog niet zo goed geïsoleerd is. De gas CV warmt het huis op als het huis veel warmte verliest (buiten echt koud is)

Hieronder zullen we vier opties op totale kosten (totale kosten is investeringskosten plus stookkosten) per jaar met elkaar vergelijken. Allereerst de optie met een traditionele CV, als tweede de optie met een brine water warmtepomp als derde de optie met brine water warmtepomp ondersteund met een elektrisch element en als laatste de optie met een monovalent luchtwarmtepomp.

Optie A: HR++ CV ketel:

Allereerst heb je de investering in de ketel van 1500€ zelf die we eens in de 10 jaar moeten vervangen. De ketel kost dus per jaar 150€
Verder moet je vastrecht betalen voor de gasaansluiting dit is ongeveer 100€ per jaar
Voor warm tapwater heb je met een 5 persoonsgezin indicatief circa 4200kWh nodig. Samen met de 13200kWh voor het verwarmen van het huis hebben we (13200+4200)/9,7/0,9=1993m3 gas nodig. Gas kost circa 0,65€ per kuub dus dat wordt voor dit gezin per jaar 1295€.
De totale kosten van een CV ketel komt daarmee uit op 1545€ per jaar.

Optie B: Monovalent brinewater warmtepomp:

Een warmtepomp haalt m.b.v. een compressor warmte uit de grond en pompt die warmte het huis in. De COP van een warmtepomp bepaald hoe goed die pomp dat kan. Een pomp met een COP van 5 kan met 1kW stroom die de compressor verbruikt, 4kW uit de grond halen. (COP = opbrengst/kosten = (4+1)/1=5) Echter de COP van een pomp is temperatuur afhankelijk en haalt deze hoge COP alleen bij een brontemperatuur van 10 en 35 graden voor de vloerverwarming. In de winter als de vloerverwarming naar de 40 graden gaat en de bron naar de 5 graden wordt de COP van de pomp slechter. Voor het verhitten van een boiler (55 graden) zal de COP nog veel slechter worden. Daarom wordt er voor een warmtepomp ook wel eens gemiddelde waarde gegeven de seasonal COP of ook wel SCOP, die zo ronde 4,5 zal zijn voor de gemiddelde warmtepomp. Voor het verhitten van de boiler valt de COP terug naar circa 3.

In ons geval voor de 13200kWh en de 4200kWh warm tapwater wordt het geschat stroomverbruik jaarlijks op (13200/4,5 + 4200/3) = 4333kWh wat neerkomt op 4333*0,2=866€/jr

De investeringen voor een warmtepomp zijn aanzienlijk. Om de 13200kWh te kunnen leveren hebben we een warmtepomp van 13200/1650 vollast uren is 8kW nodig. Zo’n pomp kost circa 8500€ de boiler 3000€ en de bron 7000€. totaal dus 18500€. Als je dat in 10 jaar afschrijft kost dat je 1850€/jaar. Echter de bron gaat niet na 10 jaar kapot; je hoeft niet een nieuwe bron te slaan. Dus laten we die in 20 jaar afschrijven. Ook krijg je nog 2500€ subsidie (ISDE) Dat geeft dan 11500/10 + 7000/20 – 2500/10= 1250€. de totale kosten worden daarmee 2116/jaar.

In het algemeen wordt in een warmtepompsysteem ook nog een buffervat opgenomen om het pendelen van het systeem te voorkomen maar als je een groot deel van de woning niet naregeld (vloerverwarming als buffer gebruiken) kun je zonder buffervat.

Optie C: Mono energetisch brinewater warmtepomp Betafactor 0,7

Een warmtepomp met een beta factor van 0,7 heeft 70% vermogen (70% van 8kW= 5,6kW) van een monovalent warmtepomp. Uit de Béta factor tabel (ISSO Publicatie 72) blijkt dat bij een warmtepomp inzet van 70% vermogen (beta factor 0,7), 95% van de jaar energie behoefte (13200kWh) wordt gedekt door de warmtepomp.

Dit heeft ermee te maken dat op de meeste dagen het buiten niet -10 is en de 8kW uit de grond gehaald moet worden. Op die dagen zal vanwege het lagere vermogen van de pomp dus gewoon wat langer draaien. Als het buiten toch heel koud is springt het elektrisch element bij.

Dus 5% van de jaar energie behoefte (5% van 13200 = 660kWh) wordt verwarmd met het elektrisch element. De efficiency van een elektrisch element is 1 dus de totale stookkosten worden hiermee:

(0,95*13200/4,5 + 0,05 *13200 + 4200/3)=4846kWh wat neerkomt op 4846*0,2=970€/jr

Naast de lagere kosten (8000€ i.p.v. 8500€) voor een kleinere pomp zal zo’n kleinere pomp ook minder snel pendelen. In de zomer als het buiten bijna 20 graden is zal een grote pomp maar heel even aan hoeven te slaan om het huis weer warm te krijgen en dan snel weer uit gaan. Voor de levensduur van een compressor is dit erg nadelig. Als we een lichtere warmtepomp toepassen zal de compressor minder snel weer uit gaan en daarmee gaan we dit zogenoemde pendel gedrag tegen. Dit gedrag kan ook voorkomen worden met een buffer tank maar dit is een elegante manier om zonder buffervat toe te kunnen. Nog een voordeel is dat we minder (70% van het totaal in de monovalent situatie) meters hoeven te boren. De totale investeringskosten worden:
Dat geeft dan (8000+3000)/10 + 0,7*7000/20 – 2500/10= 1095€/jr. de totale kosten worden daarmee 2065€/jaar.

PS: Als groepen dicht kunnen zitten als gevolg van een naregeling en de warmtepomp zijn afgeleverde hoeveelheid warmte niet kan terug regelen (niet modulerend) zal de pomp gaan pendelen (even aan en dan meteen weer uit). Om dat te voorkomen wordt wel een buffertank toegepast. Maar omdat erin een betonvloer veel meer buffervermogen zit en een naregeling met LTV niet functioneert (het duurt heel lang voordat een temperatuurwijziging merkbaar wordt) is de beste oplossing een modulerende warmtepomp en het huis op een vaste temperatuur houden waardoor de buffertank plus bijbehorende extra CV waterpomp en naregeling achterwege kan blijven.
PS2: Ik heb voor een 12kW warmtepomp gekozen omdat ik bang was dat de pomp het wellicht niet aan zou kunnen omdat deze berekeningen misschien wel niet zouden kloppen of er toch minder goed geïsoleerd zou zijn als gedacht. Maar achteraf had ik ook wel voor een 6kW pomp kunnen gaan is mijn indruk nu. Het elektrisch element heeft nog nooit bij hoeven springen!

Optie D Monovalent lucht warmtepomp.

Een luchtwarmtepomp doet het in de winter slecht. De lucht is dan zo koud dat je er slecht nog warmte (lage COP) uit kunt halen. Vaak worden luchtwarmtepompen gecombineerd met zonnepanelen, maar die doen het in de winter ook slecht en is vanuit technisch oogpunt deze combinatie slecht te begrijpen. Subsidies (salderingsregeling) zijn waarschijnlijk de reden voor de populariteit van deze combinatie.

Echter je kunt een luchtwarmtepomp ook prima gebruiken zonder zonnepanelen. Je moet dan een wat zwaardere warmtepomp kopen om ook bij min 10 graden buitentemperatuur de boel nog warm te kunnen houden. Om 8kW te kunnen leveren bij -10 (NIBE specificeert voor de F1120-16 bij -7 en 45 aanvoertemperatuur een max afgegeven vermogen van 12kW) heb je een 16kW warmtepomp nodig.
Voor de woning is nog steeds 13200 kWh energie aan verwarming nodig. De lucht/water warmtepomp doet dit met een jaar COP van bvb 3,5 (NIBE specificeert voor de F1120-16 een SCOP van 5). Voor het verhitten van de boiler zal de COP hetzelfde kunnen zijn als van een bronwarmtepomp (3 dus). De stookkosten worden voor de lucht warmtepomp daarmee:
(13200/3,5 + 4200/3) =5171kWh wat neerkomt op 5171*0,2=1034€/jr
De investeringskosten voor een NIBE 16kW warmtepomp F2120-16=8250€. De binnen unit (VVM500) kost nog eens 5250€. De totaalkosten bij een afschrijving in 10 jaar:
1034 + (8250 + 5250 – 2500)/10=2134€/jr
Er zijn twee nadelen t.o.v. een bron warmtepomp. Als eerste de buitenunit die ruimte in beslag neemt en bromt. Verder kun je met een luchtwarmtepomp ook koelen maar is dat veel duurder als met een bron warmtepomp. De aarde is in de zomer circa 12 graden en dus kun je met dat bronwater prima je huis koelen. De lucht is echter in de zomer 25 tot 30 graden dus wil een lucht warmtepomp dan koelen moet hij dat actief doen (met compressor) wat relatief veel stroom kost.

De VVM binnen units van NIBE hebben een elektrisch element in zich om een mono energetische setup te maken. Een F2120-12 zou dan ook kunnen. Het vermogen van de F2120-12 is 8kW bij -10 en van de F2120-16 is het 11,5kW volgens NIBE zelf. De VVM320 heeft een echte 180l boiler, deVVM310 en VVM500 hebben een tapspiraal die door een CV buffervat worden gehaald. Daardoor heb je meteen een buffer bij deze binnen units.

Conclusie

Als we de kosten in tabelvorm zetten zien we dat t.o.v. CV ketels, warmtepompen lagere stookkosten hebben maar de investering en de totale kosten veel hoger zijn.

Totale verwarming kosten voor een woning van 250m2 die jaarlijks 17400kWh energie verbruikt (13200kWh verwarming + 4200kWh tapwater)

Optie	Investering kosten/jaar	Stookkosten/jaar	Totale kosten/jaar
HR++ CV ketel	250€	1993m3=1295€	1545€
Monovalent brine water warmtepomp	1250€	4333kWh=866€	2116€
Mono energetisch 0,7 brine water warmtepomp	1095€	4846kWh=970€	2065€
Monovalent lucht warmtepomp	1150€	5171kWh=1034€	2134€

Een warmtepomp verdien je dus op deze manier niet zomaar terug. Echter de resultaten zijn sterk afhankelijk van de energieprijzen! Zo is deze tabel gebaseerd op 0,65€/m3 voor gas en 0,20€/kWh voor stroom. Maar met de energieprijzen van april 2023 (1,95€/m3 voor gas en 0,55€/kWh voor stroom) worden de stookkosten van een HR Ketel 3986€/jr en van een monovalent brine water warmtepomp 2383€/jr. Met deze prijzen is de warmtepomp voordeliger!

Vanwege zijn efficiency (COP) heeft een warmtepomp maar 4333kWh energie nodig om de totaal benodigde 17400kWh op te wekken. De rest van de energie komt uit de grond/buitenlucht. Dit is veel beter als een CV, die alle energie met gas moet opwekken (1993m3 gas =17400kWh). Vanwege deze gratis energie, de “gratis” koeling en daarmee de lage maandelijkse stookkosten hebben we uiteindelijk voor een brine water warmtepomp gekozen (Een luchtwarmtepomp maakt herrie en kan ook niet gratis koelen. Koelen is actief en dus kostbaar). Ook de wens tot CO2 reductie en de sluiting van het Groningen gasveld helpen mee bij dit besluit.

NB: Het geschatte stroomverbruik van onze monovalent warmtepomp 4333kWh blijkt nu we aantal in ons huis wonen perfect overeen te komen met ons werkelijk stroomverbruik van circa 8000kWh/jr. Inderdaad verbruikt een gezin van 5 volgens het Nibud circa 4000kWh aan overige zaken(koken, wasmachine etc.)

NB: Let op dat als een warmtepomp is geïnstalleerd die niet pendelt (het is slecht voor de levensduur van de compressor als die telkens aan en weer uit gaat). Dat zal vooral in de zomer een probleem zijn. Hij gaat dan aan maar doordat de woning dan zo weinig warmte nodig heeft ook meteen weer uit gaan. Oplossing is een flink buffervat in het LTV circuit op te nemen of wat ook kan de warmtepomp onderdimensioneren, dus een warmtepomp van 0,8×11,5kW=9,2kW te kopen. In de wintermaanden verwarm je dan meer bij met stroom.
Voor de lengte van de gesloten bron geldt dat je elke meter ca 40W opleverd dus heb je 9200/40=230meter pijp nodig. Elke meter kost 30€/m dus dat wordt ca 7000€ (let erop ouderwetse 40mm pijpen nemen)
Volgens EPG berekening heeft ons huis na correctie voor lengte 44573MJx18/17/3,6=13109kWh voor verwarming en 14421MJ/3,6=4005kWh voor tapwater nodig. We plaatsen dus een Warmtepomp van 13109/1650 vollasturen=8kW. De electriciteit rekening wordt dan (13109/4,5 (COP) + 4005/4,5) *0,2 = (2913+890)*0,2=760€/jr

Introductie

Omdat een warmtepomp een groot deel van de benodigde energie uit de bodem of de lucht onttrekt zijn de stookkosten in vergelijking tot traditionele CV’s laag. Echter bij de installatie en afstelling van de warmtepomp zijn fouten snel gemaakt waardoor de stookkosten alsnog heel hoog kunnen worden. Via diverse websites en forums heb ik de kennis opgedaan om zelf een Nibe F1155 warmtepomp te installeren.

Een goed geïnstalleerde en afgestelde warmtepomp heeft een hoog rendement (COP). Zoals zichtbaar in onderstaand figuur komt bij een hoog rendement een groot deel (4/6) van de warmte uit de omgeving (buitenlucht/bron) en maar een klein deel (2/6) uit het stopcontact.

Maar bij onjuiste installatie van de pomp wordt het rendement (COP) laag en daarmee de stookkosten hoog. De COP wordt laag als bijvoorbeeld de bron/buiten unit te klein gekozen is waardoor het niet lukt die 4kW uit de bron/buiten unit te onttrekken. Om dan toch de woning voldoende te verwarmen en 6kW warmte de woning in te krijgen moet er een groter deel uit het stopcontact worden gehaald. Dit zal ook gebeuren als de woning slecht geïsoleerd of de warmtepomp te licht gekozen is. De warmtepomp moet dan te vaak en teveel warmte aan de omgeving onttrekken waardoor, in het geval van een lucht warmtepomp, de buiten unit regelmatig zal bevriezen.

Voor een efficiënte warmtepomp moet de temperatuur van de vloerverwarming (LTV= Lage temperatuur verwarming) zo laag mogelijk zijn. Het grootste deel van de benodigde warmte kan dan uit de bodem/buitenlucht komen en de compressor hoeft nauwelijks stroom te verbruiken om de vloer verwarming op deze (relatief lage) temperatuur te brengen.
Maar om met zo’n lage temperatuur je woning warm te kunnen krijgen heb je wel heel veel (meters) vloer verwarming nodig en moeten ook de toevoer leidingen daarvan voldoende dik zijn. Bij CV installaties is het vrij normaal om ruimtes (vloerverwarming groepen) met losse thermostaten na te regelen op basis van de kamertemperatuur. Maar met zulke lage temperaturen kun je niet snel even de temperatuur van een kamer veranderen en hebben dergelijke thermostaten/naregelingen dus geen zin. Bijkomend voordeel van het weglaten van de na regeling is dat de vloerverwarming nooit meer door de thermostaten dicht geregeld kan worden en dus als buffer kan dienen waardoor ook het buffervat overbodig wordt. Een buffervat voorkomt het herhaaldelijk aan en uit gaan (pendelen) van de warmtepomp in situaties waar er wel warmtevraag is maar toch veel vloerverwarming buizen dicht geregeld zijn. Dit probleem speelt vooral bij oudere aan/uit type warmtepompen die alleen 100% vermogen kunnen afgeven. Bij moderne warmtepompen die traploos hun vermogen kunnen regelen (moduleren) wordt de noodzaak van een buffervat ook al minder.
In het schema hierboven van mijn installatie , zie je dat we er dus voor hebben gekozen geen buffervat en bijbehorende CV waterpomp te installeren. Het weglaten van die pomp scheelt je ook weer stroom en onderhoudt. Als een installatie ook een koel module bevat kunnen heel makkelijk fouten in het leiding werk funeste gevolgen hebben als bvb koud retourwater naar de koelmodule zich mengt met warm retour water van de boiler/buffervat.

Voor een hoog rendement (lage stroomrekening) is ook een juiste afstelling van de warmtepomp en de vloerverwarming van belang. Deze afstelling bespreken we in de rest van deze handleiding.

Hydraulisch balanceren (waterzijdig inregelen) van de vloerverwarming

Voordat we de warmtepomp goed kunnen instellen moeten eerst de verdelers van de vloerverwarming goed ingesteld worden. Om de warmtepomp zo efficiënt mogelijk te laten werken blijkt uit de thermodynamica dat je de temperatuur van vloerverwarming zo laag mogelijk moet proberen te houden.

Maar doordat het vloerverwarming water dan zo weinig warm is heb je veel van dat water nodig om je huis warm te krijgen en moet dus de flow door de vloerverwarming zo hoog mogelijk zijn. De eerste stap voor een efficiënt systeem is dus alle kranen/groepen op de verdeler(s) zo ver mogelijk open te zetten! De tweede stap is te controleren dat er geen thermische kortsluitingen in het systeem zitten. Een thermische kortsluiting is een groep waarvan de vloerverwarming buis kort is t.o.v. de andere groepen. Door deze korte groepen komt relatief heet water retour waardoor de warmtepomp denkt dat het huis al warm genoeg is en daardoor gaat pendelen(herhaald uit en aan gaan van de compressor). Deze problematische groepen kun je opsporen met een IR temperatuur meting van de retour leiding. Smoor (sluit) deze groep(en) met het stelwiel onder de flow meter totdat de retour temperatuur gelijk is aan die van de andere groepen.
Met het wijd openzetten van de groepen is de flow nu maximaal en zal je huis langzaam warmer worden. Als na een dag wachten het binnen te warm is geworden ga je op de warmtepomp de stooklijn (aanvoertemperatuur van de vloerverwarming) omlaag brengen (zie ook volgende paragraaf). Elke dag breng je die stooklijn een stukje verder omlaag (temperatuur van de ruimtes zullen telkens wat dalen) totdat één van de ruimtes (waarschijnlijk de badkamer) te koud wordt. De laagst mogelijke aanvoer temperatuur van de vloerverwarming is nu gevonden met de groepen zo ver als mogelijk geopend. Het energie verbruik van de warmtepomp is hiermee geminimaliseerd.

Temperatuur regeling met een stooklijn

De vloerverwarming wordt met warmte aanwezig in de grond/lucht door de warmtepomp (compressor) op een bepaalde temperatuur gebracht. Om te voorkomen dat de binnentemperatuur zakt moet de vloerverwarming het energie/warmte verlies als gevolgen van het temperatuur verschil met buiten aanvullen. Als het buiten 21°C is zal de woning geen warmte verliezen en kan de vloerverwarming uit blijven. Hoe meer de buitentemperatuur daalt hoe hoger de temperatuur van de vloerverwarming zal moeten worden. Het bepalen van de aanvoer temperatuur van de vloerverwarming doet de warmtepomp met de stooklijn. In het plaatje hieronder zie je zo’n stooklijn (menu 1.9.1.1) en zie je ook dat bij afnemende buitentemperatuur we een hogere aanvoer temperatuur kiezen. (Bij een buitentemperatuur van 10°C zie je bvb dat de aanvoer temperatuur 25°C wordt)

Door de stooklijn juist in te stellen kan het huis bij elke buiten temperatuur op een vaste temperatuur gehouden worden. Zo kun je het huis bij koud weer warmer maken, als je de stooklijn steiler maak. In het plaatje is de steilheid 3, maak die bvb 4. Is de kamertemperatuur ook bij warm weer te laag dan verhoog je de aanvoer temperatuur over heel het buiten temperatuur bereik. De 0 in dit voorbeeld maak je dan bvb 1.
Normaal wordt de aanvoer temperatuur van de vloerverwarming alleen gebaseerd op de stooklijn (buitentemperatuur).

Maar als in menu 1.9.4 ook de kamerthermostaat is geactiveerd, wordt de aanvoer temperatuur nog eens extra verhoogd met het temperatuurverschil van de kamer en de thermostaat maal de verwarmings-factor uit dat zelfde menu. Als volgens de stooklijn de aanvoer temperatuur 25°C moet zijn en de thermostaat op 23°C staat terwijl de kamer 21°C is met verwarmings-factor 2 dan wordt de berekende aanvoer temperatuur dus verhoogd met 2*(23-21)=4 tot 25+4=29°C.
Ook als Smart Price Adoption (SPA) is geactiveerd, wordt de berekende aanvoer temperatuur verhoogd bij lage energie prijzen. In menu 4.16 kun je met een getal tussen 0 en 10 aangeven in welke mate energie prijzen invloed moeten hebben. Al bij geringe waardes zie je dat de compressor veel harder gaat draaien en daarom heb ik deze dus maar heel laag (2) gezet.

Bij een goed geïsoleerd huis hoeft de vloerverwarming niet meteen aan; het duurt heel lang voordat de kamertemperatuur ook echt zakt. Om ook het aantal stops en starts van de warmtepomp tot een minimum te beperken wordt met graadminuten bijgehouden hoeveel we achterlopen met het verwarmen van de woning. Het temperatuurverschil van de berekende aanvoer temperatuur met de werkelijke aanvoer temperatuur (BT25) wordt elke minuut afgetrokken van de huidige graadminuten waarde. In voorgaand voorbeeld; stel dat de aanvoer temperatuur 20°C is, dan wordt deze minuut 29-20=9 van de huidige graadminuten afgetrokken. Zodra de graadminuten de start compressor waarde (menu 4.9.3) bereikt heeft, slaat de warmtepomp compressor pas aan. Pas dan kan de aanvoer temperatuur van de vloerverwarming / kamer echt stijgen en daarmee ook de graadminuten. Als de graad minuten toch nog verder zakt gaat de compressor al harder draaien. Als de waarde 0 bereikt wordt slaat de compressor weer af. De graadminuten gaan ook naar 0 als de kamerthermostaat geactiveerd is en de op de kamerthermostaat ingestelde temperatuur bereikt is. Met beide regelingen actief kan je dus zien dat vanwege de lage buiten temperatuur de warmtepomp wordt geactiveerd en een minuut later weer uitgaat omdat de kamer warm genoeg is. Daarom adviseer ik de regeling met de kamerthermostaat te deactiveren (menu 1.9.4). In deze mode is het nog steeds mogelijk de temperatuur te regelen maar dat zal de thermostaat dan doen door de stooklijn te verschuiven.

Voor een zuinig systeem is het van belang dat de stooklijn zo laag en vlak mogelijk staat ingesteld en de thermostaat verwarmingsfactor niet te hoog staat. Verder is van belang dat compressor zo min mogelijk aan en uit gaat (zet de graad minuten in menu 4.9.3 dus zo laag mogelijk). Het mooist is een systeem waar de compressor in de herfst ingeschakeld, ononderbroken maar rustig door draait in de winter om vervolgens in de lente pas weer uit te gaan. Als je huis goed geïsoleerd is, makkelijk zonne-energie opneemt en de vloerverwarming veel massa heeft kun je ervoor kiezen dit gedrag te forceren door het instellen van zogenaamde verwarmingsdagen. Stel daartoe in menu 4.9.2 de filtertijd in op 24u en de stookgrens/verwarming stop op 16°C. Alleen als de gemiddelde buitentemperatuur gedurende 24u beneden de stookgrens komt kan de warmtepomp aan slaan. Zo voorkom je dat de warmtepomp onnodig aan slaat op koude maar zonnige dagen of in een koude zomer nacht terwijl er overdag gekoeld wordt. Ook de negatieve gevolgen van een verkeerd opgehangen buitentemperatuur sensor (sensor direct in de ochtendzon) worden zo beperkt. Is je huis minder goed geïsoleerd of maak je zorgen over het comfort stel je de filtertijd lager en de stookgrens hoger in.

Regelen op kamer of buiten temperatuur

Omdat het energieverlies van een woning evenredig is met de buitentemperatuur heb je in principe genoeg aan een buiten temperatuur sensor om een juiste stooklijn te bepalen en zo de woning in alle condities op de juiste temperatuur te houden. Een extra regeling waarbij je een kamer thermostaat gebruikt om ook te regelen op kamertemperatuur is dubbelop en kan zoals we al eerder zagen, makkelijk aanleiding geven tot situaties waarin beide regelingen elkaar tegenwerken. Maar als het huis overmatig afkoeld door bvb langdurig geopende deuren en ramen kan dat alleen opgemerkt worden door een kamerthermostaat en dat zou dus een reden kunnen zijn om er één te plaatsen. Echter in een huis waar in de vloerverwarming veel massa heeft en er dus veel warmte wordt opgeslagen in het beton, blijkt dat in de praktijk niet nodig te zijn.

Een kleiner huis kan prima geregeld worden op binnentemperatuur maar een wat groter huis is beter te regelen op buiten temperatuur. Kamers die op het noorden zitten en te koud blijven kun je dan met behulp van de groepen meer flow geven t.o.v. de warmere kamers op het zuiden. Het zelf regelend effect zal er ook nog eens extra voor zorgen dat in de kamers op het zuiden, die warm zijn geworden door de zon, geen warmte meer door de vloerverwarming zal worden afgegeven. Dit effect treed alleen op (zie plaatje) bij Laag Temperatuur Vloerverwarming (LTV) en daarom is het ook vanuit dit oogpunt van belang het huis te verwarmen met een zo laag mogelijke aanvoer temperatuur.

Bij hogere temperaturen (bvb 35°C i.p.v 24 °C) van de vloerverwarming (Boden), zie je dat het zelfregelend effect minder wordt. De kamer die al 24°C is, wordt dan nog steeds verwarmd.

Overzicht instellingen Nibe F1155 warmtepomp en PCM42 koelmodule

• 1.3.1 nachtverlaging inactief
• 1.9.1.1 Stooklijn verwarming 3 (offset 0), koeling handmatig 0 (offset 0)
• 1.9.3.1 Min. aanvoer temperatuur verwarmen: 21 °C koelen: 17°C. Bij koelen wordt dit gerealiseerd met een mengklep. Als die open staat wordt de vloerverwarming 17°C en als die helemaal dicht gaat wordt de vloerverwarming de maximale (kamer) temperatuur.
• 1.9.4 deactiveer de regeling op kamertemperatuur (thermostaat/ruimtesensor)
• 1.9.5 koelverw. sensor: geen. Alarm: inactive. tijd tussen omschakelen koelen/verwarmen:2u, Mengklep versterking: 3 i.p.v. 1 (mengklep gaat dan verder open zodat vloerverwarming BT25 echt gelijk wordt aan berekende temp)
• 1.9.7.2 Eigen stooklijn voor koelen: 40°C→17°C; 30°C→18°C; 20°C→21°C; 10°C→22°C. 0°C→ 23°C.
• 2.3 blokkeer tapwaterbereiding: actief als de stroom duur is bvb van ma t/m/ vr ‘s-ochtends 6:00u tot ‘s-nachts 03:00u, inactief (bij SPA). Kan ook voorkomen dat je stoppen overdag door slaan.
• 2.9.1 periodieke toename: uit. Legionella is een probleem als warm water langere tijd stil staat.
• 4.2 Bedrijfsmode: auto
• 4.9.1 Prioriteitschakeling: Water 40 min, Verwarmen 30 min. Alsnje water veel langer doet kunnen de graadminuten heel erg ver weg zakken en moet de compressor hard gaan draaien.
• 4.9.2 Instelling automatische modus: start koeling 21°C(start/stop koelen als gemiddelde buiten temperatuur boven/beneden 21°C), Stop verwarming 16°C (start verwarmen alleen als gemiddelde buiten temperatuur beneden de 16 °C) Stop bijverwarming -5°C(gaat nooit aan), Filtertijd 24u (tijd waarover gemiddelde wordt genomen. Stel dit in op 3u als je SPA aan hebt staan)
• 4.9.3 GM-instellingen: Compressor start bij een GM van -700, Startverschil bijverwarming 400, Verschil tussen stappen bijverwarming 100. De compressor start rustig bij -700 en gaat Bij -700-400/4=-800 harder draaien.
• 4.16 Smart Price Adoption(SPA) zet je alleen aan als je een dynamisch energiecontract hebt. Kamertemp:2, tapwater: 2
• 5.1.1 start eco 37, stop eco 43, start norm 41, stop norm 45, start luxe 46, stop luxe 53
• 5.1.2 Max. aanvoertemp.: 35°C
• 5.1.3 Max. verschil compressor 10°C, Max. verschil bijverwarming 3°C, BT12 offset 0°C
• 5.1.7 alarm temperatuur bron 0°C. Het schijnt dat de compressor vanaf een 2 graden hogere temperatuur al minder hard gaat draaien.
• 5.1.8 Bedrijfsmodus bronpomp: intermitterend
• 5.1.9 Snelheid bronpomp GP2 auto, snelheid bij passief koelen: 5% geeft al voldoende koelvermogen (controleer of BT25 gelijk blijft aan berekende temp!)
• 5.1.10 Bedrijfsmode circulatiepomp: auto
• 5.1.11 Max toegest. snelheid circulatiepomp 90%, Verwarmen auto actief, Min. Toegestane snelheid 10%, snelheid in wachtmode 20%, warmwatervoorziening automatisch actief
• 5.1.12 Interne elektrische bijverwarming: max. ingestelde stroomsterkte 7 kW, zekering 16 A, conversieverhouding 300
• 5.1.14 Debietinstelling airconditioning: vooringesteld actief, vloerverwarming, -11 NAT °C
• 5.1.24 Blockfreq actief van 80 to 94Hz
• 5.1.26 vermogen bij DOT handmatig: inactief

NB

• Met menu 1.9.5 kun je aangeven dat het koelen verwarmen wordt geregeld op binnentemperatuur. Dit lijkt niet te werken in combinatie met de PCM40/42. De koeling gaat niet uit als de kamertemperatuur de ingestelde onder temperatuur heeft bereikt. Ook op een forum zag ik mensen die dat constateerden:
  https://www.energiesparhaus.at/forum-einstellung-passive-kuehlung-nibe-knv/42267_4
• De afgifte pomp GP13 in de PCM42 wordt niet weergegeven in het info menu van de warmtepomp (afgifte pomp GP1 van warmtepomp staat op 0% in het info menu). GP13 heb ik handmatig (met knopje op GP13) op speed 1(25-50%) gezet. Hogere speed gaf geen hogere delta T
• Na een lange winter niet gebruikt te zijn kan de CV afgifte pomp GP13 van PCM42 wel eens vastzitten. De snelheid van deze pomp is niet zichtbaar in Nibe Uplink en ook niet in het info menu van de warmtepomp maar je kunt het merken aan de koeling die het dan natuurlijk niet doet. (externe aanvoer temperatuur van de vloerverwarming gaat niet omlaag). Ook zal er op de GP13 pomp een rood lampje gaan branden. De storing kun je verhelpen door met een schroevendraaier de rotor van GP13 een zet te geven. Door de inbussen eruit te halen, kun je ook de hele pomp uit elkaar halen.
• Design Outdoor Temperature (DOT) is the lowest normally expected temperature in the area where the heat pump is to be installed. The DOT will vary from region to region, being lower in the North of Scotland and gradually increasing moving south
• Als richtlijn moet het aantal starts maar ook het aantal bedrijfsuren per jaar lager zijn dan 2500.
• Een huis wat echt van de zon leeft (Een huis dat ook op een koude maar zonnige dag geen verwarming nodig heeft) moet een BT2 hebben die de ochtendzon vangt. Anders zal de pomp het huis toch gaan opwarmen terwijl dat niet nodig was. (immers een -5 graden bewolkte dag met sneeuw is dan voor de pomp hetzelfde als een -5 graden maar zonnige dag)
• In bedrijf stelling sept 2017. Display CPU vervangen op 15 juni 2024:
  Compressor starts = 5145
  bedrijfstijd compressor = 29957h
  bedrijfstijd compressor warm water = 4001h