Lucht/water warmtepomp, primaire lucht uit kruipruimte

[Pigion]

Naast de FinOven heb ik nog een 2e warmtebron nodig voor de CV. Dat is nu een 40 kW gasktel, veel te groot nu de isolatie van het huis sterk is verbeterd. Het is de bedoeling dat deze warmtebron vooral in voor-en naseizoen alles voor zijn rekening neemt en gedurende de echt koude periode een zekere basis comfort brengt. Het stookritueel is nu zo dat om 07.30 uur de ochtend de achterkamer en keuken 17 op 18 C worden gebracht door de CV. Daarbij worden ook de badkamers en de overloop en entree meegenomen. De voorkamer is dan nog op 18 a 19 C door het stoken van de FO de vorige dag. Op zich ben tevreden doch wel 1800 m3 gasverbruik. Dat gaat nog wel 25 % omlaag door verbeterde isolatie, maar ik wil eigenlijk geheel van het gas af. Dan komen 2 systemen in beeld:
- Pellet CV of houtsnippers
- Warmtepomp.

Een CV ketel op pellets is wel aardig, doch de pellets zijn over de jaren sterk in prijs gestegen. Bovendien is er in Nederland geen distributiesysteem voor pellets in Bulk. Een hele lading is teveel voor ons, moet dan de garage verdubbelen.
Houtsnippers zijn een stuk goedkoper, zeker indien zo van de snipperaar. Ze zijn dan wel vochtig > 35 % en moeten 1 zomer drogen naar < 30%.Dat geeft extra werk en er moet ook een grote opslag komen. Eigenlijk alleen doenlijk indien je de beschikking hebt over een tractor met voorlader.
Ketels voor houtsnippers zijn duur, reken op € 20.000 en eigenlijk ook te groot voor ons. Dan moeten we zoiets samen opzetten met de buren.

Blijft over de optie van de warmtepomp. Ik heb lang gedacht een grondcollector in de tuin in te graven, kosten € 4000,- Dan komt daar nog een 10kW warmtepomp bij en een warmwatervoorziening. Totaalkosten gaan richting € 12.000 tot € 14.000,- Ook niet kinderachtig en moeders is niet blij met het omgraven van de tuin.

Recent las ik op een Duits forum over een lucht/water warmtepomp, zelf te installeren en zeer betaalbaar. De unit kost E 3.000, gerenommeerd merk, geïmporteerd uit Engeland. Daar bovenop komt nog een voorziening voor sanitair water en besturing. Ik speel met de gedachte de warmtepomp in de kruipkelder te plaatsen. Die heeft verbinding met de bevloerde kruipruimte a 150 M2. Deze ruimte heeft eigenlijk altijd een temperatuur van 13 C, een mooie temperatuur voor de primaire zijde van de warmtepomp. Natuurlijk onttrek je daar dan warmte aan doch dit wordt weer aangevuld door het contact van schuimbetonvloer en muren met de aarde. Hoewel schuimbeton een matige warmtegeleider is, staat dat in direct contact met grondwater en kan er warmte worden geoogst. Met kanalen en een luik naar buiten, is ook daar wat te `oogsten`
Natuurlijk blijf ik de FO stoken, doch ik heb de leeftijd dat je niet iedere winter 5 M3 hout wil handelen.
Pigion

[Ingir]

Die kruipruimte wordt in korte tijd net zo koud of zelfs kouder dan de buitenlucht, afhankelijk van het ventilatiedebiet van de kruipruimte, waardoor het transmissieverlies toeneemt. Ik ga in mijn huis iets vergelijkbaars uithalen maar dan onder een zeer ruim dakoverstek dat ik aan de voorzijde ga bekleden waardoor een grote afgeschermde driehoekige buitenruimte ontstaat die via een open vloer op 3m¹ hoogte geventileerd wordt en verder rondom afgeschermd is. In deze ruimte laat ik de afvoer van het ventilatiesysteem uitblazen zodat de restwarmte beschikbaar komt voor de buiten-unit.

[Pigion]

Hoe koud het zal worden in de kruipruimte.... niet aan gerekend. Natuurlijk zal de temperatuur in de kruipruimte dalen. Zo lang die boven de buitenluchttemperatuur blijft, is elke graad vette ik winst. Vergeet niet het 150 m2 en de vloer inde koude maanden in het grondwater. Soms moet ik een pompje starten om het grondwaterniveau min 5 cm onder bovenkant schuimbeton te houden. Ik kan dat zelfs regelen door het slootje naast ons huis op te stuwen. Probleem zou het geluidsniveau kunnen zijn. De unit komt vrijwel onder de eethoek. Een andere optie is de unit buiten opstellen in een half/diepe put met klep naar de kruipkelder. Wij hebben het WTW systeem nog niet in werking. Het is een bestaand huis, 1976, dus moeten kanalen in koven worden aangelegd. Bovendien komt de uitmonding op het dak, weinig winst te halen.
Mooi dat ij wel de uitgestoten ventilatielucht kan benutten.
Heb je al een warmtepomp op het oog.

Pigion

[Ingir]

Hoe koud het zal worden in de kruipruimte.... niet aan gerekend.

Dat is niet zo moeilijk. Stel je hebt een kruipruimte van 150m²x0,60m¹= 90 m³ luchtinhoud. Een buiten-unit van een L/W-warmtepomp produceert met gemak een luchtverplaatsing van 1.000 m³/h. Die 90 m³ is dan in 0,09 uur (= 5,4 minuten) volledig vervangen zijn door koudere lucht. Er zal ongetwijfeld warmte uit omringende constructies getrokken worden maar dat gaat niet zo snel als de afkoeling van de lucht door de warmtepomp (groot verschil dT).

Hoe koud het zal worden hangt af van de opvoertemperatuur van het water. Bijvoorbeeld een buffervat 300 liter verwarmen van 20° naar 40°C geeft een warmteverbruik van 7 kWh. Met een COP van 2,5 wordt er 2,8 kWh stroom verbruik en 4,2 kWh warmte aan de lucht onttrokken en dat geeft een dT van 13°C. Als de luchttemperatuur in de kruipruimte bij aanvang 10°C is zal de temperatuur uitkomen op -3°C. Deze koude zal langzaam warmte onttrekken aan omliggende constructies en de bodem.

Geluid kan een probleem worden als resonantie optreedt, bij inverters is de kans groter op een match.

[Pigion]

Kan je mij vertellen waarom een inverter gestuurde warmtepompen sneller een resonantie match zouden krijgen? Ik ken het verschijnsel dat een uitlopende roterende massa (electromotor en stoomturbines) op zeker moment door hun kritisch toerental gaan en dan even brommen/trillen. Meestal ligt dit toerental ruim van het bedrijfstoerental. Met een inverter varieer volgens mijn informatie tussen ca.38 Hz en 55 Hz.

Omdat de luchtverplaatsing groot is, zal de temp. verhoging gering zijn. Aangezien er 10 compartimenten zijn, kan het traject door die compartimenten op 50 meter worden gebracht.

Pigion

[Ingir]

De tijdelijke brom van een startende of stoppende compressor is niet erg storend als de warmtepomp goed gedimensioneerd is en langere tijd achter elkaar kan blijven draaien. Een inverter kan langere tijd op precies dat toerental draaien dat resonantie geeft en dat is dan wel storend.

[Ingir]

Op Ebay.de zie ik L/W-warmtepompen van Michl, nooit van gehoord maar met die lage prijzen neem ik wel wat minder draaiuren voor lief.

[Pigion]

Ik denk voor Panasonic te gaan, te verwerven via direct import uit Engeland. Panasonic heeft een goede naam op het gebied van airconditioners e lucht-warmtepompen. De traditionele merk van A.C.'s, Carrier, GE zie je weinig meer in de landen waar ik heb gewoond, wel nog een Koreaan Sanyo. Carrier heeft wel een luchtwarmtepomp, niet onder eigen naam, Zubadan, een tweetraps unit.
Pigion

[Ingir]

Die Panasonic Aquarea heb ik ook op de korrel maar voorlopig vind ik de prijs te hoog. Een Michl-warmtepomp kost ongeveer de helft...

[GTV6]

Of je wat rendement krijgt hangt af van de gewenste cv temperatuur, als dit boven de 35 graden is gaat het rendement drastisch omlaag. Wil je een boiler voor warm water naar 65 graden brengen dan mag je blij zijn met een COP van circa 2 bij lage buitentemperaturen. Een COP van 2 is beter als elektrisch verwarmen maar haalt het niet bij gasverwarming.
De opstelling in de kruipruimte gaat niet werken, je transmissie van je vloer wordt groter en daarbij is er onvoldoende warmte beschikbaar uit je bodemafsluiting. De kW's moeten ergens vandaan komen, dan kun je beter slangen in je sloot leggen.

[Pigion]

Ik weet van de lage COP bij verwarming van sanitair water, zeker als het buiten ook nog koud is. Ik wil dat oplossen door in de zomer het water op te warmen met zonnepanelen en in de winter gaat het register in de FinOven dat doen via een spiraal in een multifunctioneel buffervat. Bij het buffervat heb ik nog de keuze tussen de bekende rvs boiler in het vat of te gaan voor een FriWa. Bij een FriWa heb je geen voorraad warm water en dus geen legionella probleem.
Voor warm CV-water opslag heb je prachtige oplossingen met diverse spiralen voor input van warmte uit hout-stook, warmtepomp en zonne-panelen.
Daarbij kan ook nog gekozen worden voor directe warmteafgifte van het warmte-medium (R....) van de warmtepomp aan het water in het vat middels een koperen spiraal. Kijk maar eens bij jenni.ch . Helaas zijn die vaten duur en recent nog weer duurder geworden door de stijging van de Zwitserse Frank. Op het adres waar ik wel logeer op de wintersport in Zwitserland, hebben zij zo'n installatie met een warmtepomp die zijn energie haalt uit de bergbeek. Niet echt een warme energie-bron, doch ook geen -5 zoals bij krappe boringen aan het einde van het verwarmingsseizoen. Ik wil zelf nu een bestaand vat verbouwen tot buffervat met de nodige rvs spiralen en een koperen spiraal voor de warmtepomp. Dat wordt nog een uitdaging. Gelukkig kan ik voor het laswerk een ervaren lasser charteren en spiralen kan ik laten maken in Veendam voor een vriendendelijke prijs. Benodigde staal, buizen etc. ook voor een vriendelijke prijs bij een constructiebedrijf op 2 km afstand..
De warmtepomp gaat alleen de onderhelft van het buffervat op ca. 40 C. brengen. Ik heb ruimte om een buffervat van 4 M hoogte te plaatsen binnen de geisoleerde schil van het huis n.l. in het "trapgat". Dat is 2 x 3 M.
Voor de verwarming heb ik ook genoeg aan CV water van 35 C. We hebben vloer en wandverwarming, samen 900 M slang en er komt boven nog 300 m bij.
Met elkaar weer een groot project.
Voor koude-warmte berekeningen kan ik op eigen benen staan en kan ook nog laten controleren door een bedrijf in koude-techniek.
Pigion

[Ingir]

Bij een lucht/water-warmtepomp zou ik zoveel mogelijk buffercapaciteit willen hebben zodat de warmtepomp bij voorkeur overdag kan draaien als de buitenluchttemperatuur het hoogst is (dagtemperatuur is in de winter gemiddeld 5° hoger dan de nachttemperatuur) . De vloerverwarming (of nog beter betonkernactivering) geeft sowieso buffercapaciteit, van zo'n 0,1 kWh/m² tot wel 0,5 kWh/m² bij BKA. Daarnaast een buffervat (cv-water) met zonnecollector en friswaterstation (voorverwarming SWW) en naverwarming in een elektrische doorstromer. Met de warmtepomp worden de buffers opgeladen tot zo'n 30°C, voldoende voor vloerverwarming en een gunstige COP, de temperatuurverhoging van 30 naar 40°C via de doorstromer als de zonnecollector niet in staat is om het buffervat boven de 40°C te krijgen.

De warmtebuffers (betonvloer en buffervat) zijn zodanig gedimensioneerd dat een etmaal aan warmtebehoefte gebufferd kan worden. Voor SWW is dat zo'n 1 kWh per persoon per etmaal en voor ruimteverwarming ongeveer 0,30 kWh per m² per etmaal voor een woning met een warmteverlies van 30 kWh/m²a (redelijk geïsoleerde woning).

Stel je hebt een goed geïsoleerde woning (20 kWh/m²a) van 150m², bewoond door 4 personen, met vloerverwarming alleen BG, dan is je vloerbuffer 75x0,1 = 7,5 kWh. Voor SWW heb je een buffer nodig van 4 kWh en voor ruimteverwarming 150x0,20 = 30 kWh. Totaal benodigde buffer 34,0 kWh waarvan 34,0-7,5= 26,5 kWh geleverd moet worden door het buffervat. Bij een dT van 30-25°C geeft dat een buffer van 4.560 liter. Dezelfde woning maar nu met BKA geeft dat een vloerbuffer van 75x0,4= 30,0 kWh zodat het buffervat 4,0 kWh moet leveren ofwel een buffervat van 690 liter.

De naverwarming met elektrische doorstromer verbruikt dan 4px30literx180dgx(40-30°C)x4186J/kg°K/3,6e6= 250 kWh stroom (1 zonnepaneel extra).

[Pigion]

Er zit wel een addertje onder het gras bij het bedrijven van een warmtepomp in combinatie met een buffer. De COP gaat drastisch terug als de diverse warmte-stromen niet goed in de buffer leidt. Het kan daarom geen gewoon buffervat zijn, maar veel aandacht moet worden geschonken aan gelaagde warmteopbouw in het vat en geen heftige verticale stromingen.Volgens mij heeft www.jenni.ch het prima voor elkaar en heeft ook een goed verhaal bij zijn hoogwaardige buffers. Daar hangt ook een fors prijskaartje aan. Daarom wil ik de buffertank zelf bouwen, ook omdat het een hele hoge slanke tank wordt. Ik denk als uitgangspunt een dunwandige 28" pijp te gebruiken. hoogte 4 m. Naast een 10 cm isolatie wordt de tank nog ommetseld met gasbeton. Tussen beide een geventileerde spouw van 3 cm. 's-Zomers gaat de warmte uit de spouw naar een ontluchting op het dak. 's-Winters wordt de warmte top-down in de warme schil van het huis geblazen. Het is zeer de moeite waard eens op de site van jenni rond te neuzen.

Hij heeft ook een aardig idee om de temperatuur van sanitair water op te krikken. Wij proberen natuurlijk ook de buffercapaciteit in het huis te gebruiken door naast vloerverwarming ook muurverwarming toe te passen.
Pigion

[Ingir]

Met alleen cv-water/dood water in de buffer is gelaagdheid niet zo'n issue, onderin een spiraal voor de eventuele zonnecollector, in het midden/onderin een spiraal voor de warmtepomp en bovenin een spiraal voor doorstroom SWW. Het SWW wordt naverwarmd in de elektrische doorstromer zodat elke temperatuur boven de 25°C geschikt is.

[MaartenB]

@Ingir: hoe kom je aan die 0.1-0.4 kWh/m^2, gaat dat uit van een bepaalde deltaT en betondikte, of zijn dat praktijkwaarden? Ik kan me ook voorstellen dat het wat afhangt van de plaatsing van de vloerverwarmingsbuizen (bovenin zal sneller resulteren in verwarming van de ruimte).