Issuu ibwpiw

PDT-instructieboek WPIW

PDT-instructieboek WPIW

Warmtepompen Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen (in combinatie met ISSO-publicatie 72)

Platform Duurzame Technologie www.duurzame-technologie.nl

IBWPIW Omslag.indd 1

21-10-2014 15:03:49

Warmtepompen Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen (in combinatie met ISSO-publicatie 72) (WPIW) Dit is een uitgave van het platform Duurzame Technologie (PDT). Het PDT draagt zorg voor het samenbrengen van de mogelijkheden voor scholing van duurzame technieken voor de technische installatiebranche.

De organisaties achter het PDT zijn OTIB, ISSO, Uneto-VNI, TVVL en NL-Ingenieurs.

Het PDT-instructiemateriaal warmtepompen bestaat uit zes delen: – Warmtepompen: De basis voor monteurs - WPBM – Warmtepompen: De basis voor aspirant ontwerpers - WPAO – Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen - WPIW – Integraal ontwerpen van collectieve installaties met warmtepompen in woningbouw - WPCW – Integraal ontwerpen van warmtepompinstallaties voor utiliteitsgebouwen - WPWU – Ontwerpen en installeren van lucht/lucht warmtepompsystemen voor utiliteitsgebouwen - WPLU De realisatie van deze leergang Warmtepompen is verzorgd door de ISSO-projectgroep 778 die uit de volgende personen is samengesteld: – ing. J.C. Aerts (ISSO) – drs. J. Cromwijk (DWA Installatie- en energieadvies) – ing. W.F.G. Hooijkaas (MarktMonitor BV) – drs. W. Ladiges (OTIB) – ing. L.J.F. van der Linden (Kenteq Uitgeverij BV) – drs.ing. J.M. Verkerk (ISSO) – F.A. Vos (Uneto-VNI) Dit instructieboek is tot stand gekomen door financiering van OTIB.

‘Duurzame Technologie’ hét platform tot scholing voor de technische installatiebranche.

Meer informatie op www.duurzame-technologie.nl

Ontwerp en opmaak: Strapatz Productie en distributie: Strapatz R&P WPIW, tweede druk, mei 2012 ISBN: 978-90-818757-3-8 Aansprakelijkheid De samenstellers van deze publicatie hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij het verzamelen, samenstellen en verwerken van de gegevens in deze uitgave. Nochtans moet de mogelijkheid niet worden uitgesloten dat er toch fouten en onvolledigheden in deze uitgave voorkomen. Ieder gebruik van deze uitgave en gegevens daaruit is geheel voor eigen risico van de gebruiker en het PDT sluit, mede ten behoeve van al degenen die aan deze uitgave hebben meegewerkt, iedere aansprakelijkheid uit voor schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van deze uitgave en de daarin opgenomen gegevens.

Auteursrechten Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar worden gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enig andere manier zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van het platform Duurzame Technologie.

IBWPIW Omslag.indd 2

21-10-2014 15:03:50

PDT-instructieboek WPIW

Warmtepompen Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen (in combinatie met ISSO-publicatie 72)

Dit instructieboek is tot stand gekomen door financiering van OTIB

Inhoudsopgave Symbolenlijst 5 Grafische symbolenlijst

7

Begrippenlijst 9 1 Inleiding 1.1 1.2 1.3

2

3

4

Duurzame warmte Leergang Warmtepompen Voorwaarden voor een succesvolle warmtepompinstallatie

Systeem 1: Warmtepompboiler

11 11 12 12

15

Opdracht 1 Seniorenwoningen 1.1 Randvoorwaarden 1.2 Boiler 1.3 Verwarmen water 1.4 Eenpersoons huishoudens 1.5 Toepassing warmtepompboiler Opdracht 2 Gezinsvervangend tehuis 2.1 Boilerinhoud 2.2 Informatie 2.3 Energiebesparing 2.4 Bezuiniging 2.5 Drukmeting ventilatie

15 15 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17

Systeem 2: Elektrische warmtepomp voor ruimteverwarming met optioneel vrije koeling

19

Opdracht 1 Concept Opdracht 2 Randvoorwaarden Opdracht 3 Monovalent versus bivalent Opdracht 4 Energiekosten Opdracht 5 Offerte Opdracht 6 Energiebelasting Opdracht 7 Energiezuinigheid Opdracht 8 Geluid Opdracht 9 Elektrische bijstook Opdracht 10 Systeeminhoud Opdracht 11 Schematekeningen Opdracht 12 Kinderen Opdracht 13 Informatie verstrekken Opdracht 14 Opleveren Opdracht 15 Lekkages

19 19 19 20 20 20 20 21 21 21 21 21 22 22 22

Systeem 3: Elektrische combiwarmtepomp voor ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding met optioneel vrije koeling

23

Opdracht 1 Boilervolume Opdracht 2 Combiwarmtepomp versus boiler Opdracht 3 Warm water Opdracht 4 Informatie verstrekken Opdracht 5 Energiekosten tapwater Opdracht 6 Kinderen Opdracht 7 Service

23 23 23 23 23 23 24

Warmtepompen: Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen

3

Bijlage A

Antwoorden systeem 1: Warmtepompboiler 25

Opdracht 1 Seniorenwoningen 1.1 Randvoorwaarden 1.2 Boiler 1.3 Verwarmen water 1.4 Eenpersoons huishoudens 1.5 Toepassing warmtepompboiler Opdracht 2 Gezinsvervangend tehuis 2.1 Boilerinhoud 2.2 Informatie 2.3 Energiebesparing 2.4 Bezuiniging 2.5 Drukmeting ventilatie

Bijlage B

Antwoorden systeem 2: Elektrische warmtepomp voor ruimteverwarming met optioneel vrije koeling 33 Opdracht 1 Concept Opdracht 2 Randvoorwaarden Opdracht 3 Monovalent versus bivalent Opdracht 4 Energiekosten Opdracht 5 Offerte Opdracht 6 Energiebelasting Opdracht 7 Energiezuinigheid Opdracht 8 Geluid Opdracht 9 Elektrische bijstook Opdracht 10 Systeeminhoud Opdracht 11 Schematekeningen Opdracht 12 Kinderen Opdracht 13 Informatie verstrekken Opdracht 14 Opleveren Opdracht 15 Lekkages

Bijlage C

4

33 33 33 35 36 36 36 37 37 37 37 37 38 38 38

Antwoorden systeem 3: Elektrische combiwarmtepomp voor ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding met optioneel vrije koeling 39 Opdracht 1 Boilervolume Opdracht 2 Combiwarmtepomp versus boiler Opdracht 3 Warm water Opdracht 4 Informatie verstrekken Opdracht 5 Energiekosten tapwater Opdracht 6 Kinderen Opdracht 7 Service

Bijlage D

25 25 25 27 27 27 28 28 29 29 30 31

39 39 39 40 40 40 41

Lesbladen 43

PDT-instructieboek WPIW

Symbolenlijst cp

Soortelijke warmte van water

[kJ/kg·K]

COP

Prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp bij warmtelevering

[-]

Fwp

Bijdrage aan de warmtelevering door de warmtepomp

[-]

LI,A

Toegestaan geluidsniveau ten gevolge van de installatie

[dB(A)]

Δp

Drukverlies van de kanalen en appendages

[Pa]

qv Volumestroom

[m3/h]

V

Volume van de boiler of buffervat

[l]

Vnuttig

Nuttig volume van het boilervat

[l]

β

Bèta-factor is een maat voor de bijdrage van de warmtepomp(en) aan de totale warmtelevering

[-]

Φ Vermogen

[kW]

θa Aanvoertemperatuur

[°C]

θr

Retourtemperatuur

[°C]

Δθ

Temperatuurverschil

[K]

Warmtepompen: Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen

5

6

PDT-instructieboek WPIW

Grafische Symbolenlijst Warmtegebruiker (warmtewisselaar) of groep warmtegebruikers (meerdere warmte wisselaars).

2-wegregelafsluiter met servomotor of motorafsluiter (open/dicht).

3-wegregelafsluiter met servomotor.

3-wegwisselklep met servomotor.

Circulatiepomp.

Toerengeregelde pomp.

Inregelafsluiter met meetnippels voor het meten van het drukverschil.

Regelaar.

Buffer of boiler.

Warmtepomp/koelmachine waarbij de + de warmteafgiftezijde (condensor) is en de de zijde waaraan warmte wordt onttrokken (verdamper).

Additioneel verwarmingstoestel (bijstook) gas of elektrisch.

Warmtewisselaar waarbij de stroom die afkoelt door de - zijde stroomt en de stroom die opwarmt door de + zijde stroomt.

In een buffer of boiler geplaatst elektrisch verwarmingstoestel.

Ventilator.

In een buffer of boiler geplaatste warmtewisselaar.

Buffer of boiler omgeven door een met vloeistof doorstroomde mantel.

Warmtepompen: Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen

7

8

PDT-instructieboek WPIW

Begrippenlijst Integraal ontwerp Bij integraal ontwerpen en installeren wordt uitgegaan van een allesomvattende aanpak.

Hierbij wordt onder andere rekening gehouden met: •

• • •

De onderlinge invloed van de diverse installatiecomponenten zoals bron, warmtepomp en afgiftesysteem; Invloed van overige installaties, zoals bijvoorbeeld ventilatie; Invloed van bouwkundige zaken als de oriëntatie van de woning, isolatie en kierdichting; Invloed van gebruik van de installatie.

Bovenstaande factoren hebben allemaal invloed op de goede werking van de warmtepompinstallatie. Daarom is het belangrijk op bij elke stap en elke wijziging in de installaties, bouwkundige uitgangspunten en gebruik de consequenties te beoordelen.

Combiketel Gasgestookte ketel ten behoeve van ruimteverwarming en warm tapwater.

HR107 ketel Verwarmingsketel, voorzien van een Gaskeur HR-107 kwaliteitsaanduiding.

Laag temperatuur verwarming Verwarmingssysteem met een gemiddelde temperatuur ≤ 50°C, bijvoorbeeld door middel van vloerverwarming.

Piekketel Verwarmingsketel die de pieken in de warmtevraag opvangt, wanneer het basissysteem met de warmtepomp te weinig vermogen heeft.

Warmtepomp Warmteopwekker, die de warmte van een (onbruikbaar) laag temperatuurniveau op een (bruikbaar) hoger temperatuurniveau brengt.

Warmtepomptoestel Het toestel dat te koop is, waarin in ieder geval de warmtepomp is opgenomen. Daarnaast kan het ook de geïntegreerde elektrische bijstook en/of het boilervat bevatten.

Combi-warmtepomp Een opwektoestel waarin de functies ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding zijn gecombineerd en waarbij beide functies met behulp van dezelfde koudemiddelcyclus worden uitgevoerd.

Dit hoeft niet gelijktijdig plaats te vinden.

EPN, EPC Energie Prestatie Normering, Energie Prestatie Coëfficiënt is een getal voor de energetische kwaliteit van een woning. Hoe lager de EPC des te beter de energetische kwaliteit.

Monovalent warmtepompsysteem Systeem met slechts alleen warmtepomp(en) als warmteopwekker(s).

Warmtepompen: Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen

9

Bivalent warmtepompsysteem Systeem met naast de warmtepomp(en) één of meer andersoortige warmteopwekkers, zoals elektrische bijstook. De andersoortige warmteopwekker kan in het warmtepomptoestel zijn geïntegreerd.

Bedrijfswijze • •

Alternatief bedrijf: De warmtepomp(en) en andere warmteopwekker(s) (bijv. ketel) zijn niet gelijktijdig in bedrijf; Parallel bedrijf: De warmtepomp en andere warmteopwekker(s) (bijv. ketel) zijn gelijktijdig in bedrijf.

Brijn Warmte overdragende vloeistof in een bodemwarmtewisselaarsysteem, waarbij het vriespunt van de vloeistof lager ligt dan de minimale temperatuur die kan optreden in de verdamper tijdens gebruik.

Vrije koeling Bij deze vorm van koelen, ook wel passief koelen genoemd, wordt geen gebruik gemaakt van de koudemiddel-cyclus van de warmtepomp, maar wordt de koeling direct door de bron geleverd.

10

PDT-instructieboek WPIW

1 Inleiding Dit PDT-instructieboek richt zich op ontwerpers, projectleiders en adviseurs die zich willen focussen op het toepassen van kleine individuele warmtepompen in woningen en kleine utiliteitsgebouwen.

Het instructieboek geeft je voldoende kennis en vaardigheden om conform ISSO-publicatie 72 warmtepompsystemen voor woningen en kleine utiliteit te ontwerpen, selecteren en te integreren. De kennis die je in dit instructieboek verwerft is tot stand gekomen op basis van ervaringen uit gerealiseerde warmtepompprojecten, beschikbare normen en ISSO-publicaties.

Voor een integrale behandeling van het installeren van warmtepompinstallaties, sluit de structuur van dit instructieboek aan op de beoordelingsrichtlijnen (BRL’s) en het Model Kwaliteitsbeheersing Klimaatinstallaties (MKK) voor de installatiesector.

Het instructieboek is opgedeeld in de vijf projectfasen uit de MKK: I Programmafase; II Ontwerpfase; III Uitwerkingsfase; IV Realisatiefase; V Beheerfase.

Deze projectfasen zijn universeel.

1.1 Duurzame Warmte Een warmtepomp brengt laagwaardige warmte (warmte met een lage temperatuur) uit de lucht of de bodem naar een hogere, bruikbare temperatuur. Zo ontstaat warmte met een hoog rendement: de warmte uit lucht of bodem is immers gratis. Warmte geproduceerd door een warmtepomp wordt dan ook beschouwd als duurzame warmte en warmtepompen zullen in de toekomst een grote bijdrage leveren aan de verduurzaming van de energievoorziening.

De warmtepomptechniek heeft nog meer voordelen: 1.

Het vermindert het verbruik van fossiele brandstof zoals gas; 2.

De energiekosten zijn lager dan bij conventionele verwarming met verwarmingsketels; 3.

Het verlaagt de Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC) ten opzichte van conventionele verwarming (bijvoorbeeld installaties met gasketels); 4.

De combinatie van warmtepompen met energieopslag in de bodem leent zich ook uitstekend voor duurzaam koelen; 5.

De meerkosten worden meestal binnen de levensduur van de installatie terugverdiend door de lagere energiekosten.

Warmtepompen worden al sinds de vorige eeuw toegepast in onder meer Scandinavië, Oostenrijk, Zwitserland en Japan. Nederland blijft tot op heden een beetje achter, mede door de lage gasprijs en het uitstekende aardgasnet in ons land.

Warmtepompen: Ontwerpen van individuele en kleine warmtepompsystemen voor woningen

11