Warm tapwater is 50% elektriciteits verbruik
De capaciteit van de warmtepomp wordt gekozen op basis van wat nodig is om een woning of bedrijf te verwarmen. Deze capaciteit is vaak onvoldoende om warm tapwater voor bijvoorbeeld douchen direct te verwarmen, waarbij de warmtepomp als doorstroomapparaat wordt gebruikt. Hiervoor is een voorraad-/boilervat nodig. Het warme water kan dan direct worden gebruikt en de warmtepomp heeft tijd om dit water te verwarmen. De grootte van de tapwaterboiler is afhankelijk van uw behoeften en gezinssamenstelling. Hoeveel personen zijn er, hoeveel badkamers zijn er, is er een ligbad, zijn er stortdouches? Op https://www.duklitech.nl/configurator/ kunt u eenvoudig kiezen welke boiler het meest geschikt is voor u.
Warm tapwater is goed voor 50% van het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp
In een moderne, goed geïsoleerde woning gebruiken we gemiddeld 5 maanden per jaar ruimteverwarming, waarvan 2 piekmaanden. We gebruiken het hele jaar door warm water voor huishoudelijk gebruik. Een ander groot verschil is dat lage watertemperaturen tot 35 °C voldoende zijn voor ruimteverwarming, waardoor de warmtepomp een SCOP boven de 5,5 heeft. Voor sanitair warm water zijn veel hogere temperaturen nodig. Om een boiler tot 55 °C te verwarmen, moet de warmtepomp een temperatuur van minstens 57 °C bereiken. Dit resulteert in een aanzienlijk lagere SCOP die zeker niet boven de 3 uitkomt, wat betekent dat de warmtepomp aanzienlijk meer elektriciteit verbruikt. In een gemiddelde moderne woning en een 3-persoonshuishouden zal het energiegebruik van de warmtepomp 50/50 zijn voor verwarming en tapwater.
Besparingen
De focus ligt nog steeds op het isoleren van de woning met dubbele beglazing, muurisolatie, enz., terwijl er geen aandacht wordt besteed aan warm tapwater, dat 50% van het energieverbruik van de warmtepomp voor zijn rekening neemt. Het kiezen van een goede boiler kan aanzienlijke voordelen opleveren.
In boilers treedt stratificatie op, wat betekent dat wanneer warm water uit de bovenkant van de boiler wordt afgenomen, koud water aan de onderkant van de boiler instroomt. Dit koude en warme water blijft strikt gescheiden door het verschil in soortelijk gewicht en het feit dat warmte altijd wil stijgen en koude wil zakken. Het is erg belangrijk dat deze stratificatie behouden blijft. Er mag geen turbulentie in de boiler zijn, dus koud water moet langzaam via een diffusor instromen en er mag geen warmte worden verplaatst van boven naar onder. Een boiler moet daarom slank en hoog zijn. Warmwateraansluitingen moeten zich aan de zijkant van de warmtepompboiler bevinden en zodanig worden aangesloten dat warmtesifonwerking wordt voorkomen.
Een warmtepomp kan slechts een kleine delta T (water in, water uit) produceren en kan 15 °C water niet omzetten in 55 °C water; het maximum is 21 °C. Een lange spiraalwarmtewisselaar van boven naar beneden in de boiler wordt grotendeels misbruikt om warmte aan de bovenkant van de boiler op te nemen en deze warmte aan de onderkant van de boiler af te geven, waardoor er een klein oppervlak overblijft om daadwerkelijk warmte aan de boiler toe te voegen. De boiler mag daarom alleen worden verwarmd vanaf de onderzijde; het verwarmingsspiraal moet altijd onder de temperatuursensor zijn geplaatst.
Door een dubbelgewonden spiraal onder in de boiler te gebruiken, wordt deze volledig gebruikt om warmte toe te voegen. Bovendien zal de warmte sneller stijgen in de boiler en zal de warmteoverdracht daardoor aanzienlijk worden verhoogd. De warmtepomp zal bij aanzienlijk lagere temperaturen werken, waardoor de COP voor het verwarmen van leidingwater met wel 30% wordt verhoogd.
Uiteraard is ook de isolatie van de mantel zeer belangrijk. Stand-byverlies treedt immers 24 uur per dag, 365 dagen per jaar op. Als de boiler slecht geïsoleerd is, zal de warmtepomp de boiler telkens opnieuw moeten verwarmen. Het is daarom erg belangrijk om een boiler te kiezen met minimaal energielabel A of, beter nog, A+. Het beste is een hard polyurethaanschuim met een hoog soortelijk gewicht.
Boiler met zonnecollector
Als u een zonnecollector heeft, wilt u de warmte onder in de boiler vrijgeven om zoveel mogelijk op te slaan. Omwille van het comfort geldt dit ook voor de warmtepomp, dus zorg ervoor dat zowel de warmtewisselaar voor de zonnecollector als die voor de warmtepomp onder in de boiler zijn geplaatst.
Feit
Als u een boiler van 200 liter hebt met een temperatuur van 55 °C, is het niet zo dat de boiler na het douchen 46 °C is. De boiler heeft dan 40 liter water met een temperatuur van 12 °C en 160 liter met nog steeds een temperatuur van 55 °C voorradig. Met een goed ontworpen boiler kan tot 90% van de inhoud worden afgetapt bij dezelfde temperatuur. Bij een boiler van 200 liter met een temperatuur van 55 °C is dat 180 liter van 55 °C. Gemengd met koud water van 12 °C levert dit 297 liter water van 38 °C op om te douchen. Bij een gemiddeld doucheverbruik van 9 liter/min kunt u 33 minuten lang douchen bij een volledig gevulde boiler.
Legionella-veiligheid
Warmwateropslag brengt ook een veiligheidsrisico met zich mee, omdat er een kans bestaat dat legionellabacteriën zich ontwikkelen. Het is daarom belangrijk dat de hele boiler wekelijks tot minimaal 65 °C wordt verwarmd. Dit is vaak niet mogelijk met een warmtepomp, dus wordt er een elektrisch element meegeleverd. Omdat warmte altijd stijgt, is het erg belangrijk dat het elektrische element zich onder in de boiler bevindt. Anders wordt alleen het bovenste deel van de boiler, waar het al warm was, gedesinfecteerd, terwijl legionella vooral in het koudere onderste deel aanwezig is. Bovendien is een elektrisch element geschikt als noodvoorziening, mocht de warmtepomp onverhoopt geen warm tapwater kunnen maken.
Bonus – Voorkom teruglevering met zonnepanelen met een warmwaterbatterij
Als het elektrische element onder in de boiler wordt geplaatst, kan de hele boiler goed functioneren als warmtebatterij. Het elektrische element heeft vaak een eigen temperatuurinstelling en een veiligheidsthermostaat. Er zijn slimme regelsystemen beschikbaar die, afhankelijk van de opbrengst van de zonnepanelen en het elektriciteitsverbruik in het gebouw, de stroomtoevoer naar het elektrische element moduleren om teruglevering aan het net te voorkomen.
Een groot voordeel van de warmwateropslagtank is dat we deze elke dag gebruiken en deels ‘leegmaken’, en dus elke dag opnieuw kunnen opladen. De boiler is vaak al aanwezig; alleen het regelsysteem moet nog worden geïnstalleerd. Het is raadzaam om de warmtepomp in te stellen op een lagere temperatuur voor warm water, bijvoorbeeld 48 °C. Als het elektrische element dan 75 °C kan bereiken, is de capaciteit van de warmwateropslagtank gelijk aan de capaciteit van de boiler vermenigvuldigd met het temperatuurverschil tussen verwarmen met het elektrische element en de instelling van de warmtepomp, maal de soortelijke warmte van water.
Om comfort te garanderen en een grotere warmteaccu te hebben, is het vaak raadzaam om een boiler te kiezen die één maat groter is dan nodig. Rekenvoorbeeld:
200 liter × 4,186 × (75 °C − 48 °C) = 6,3 kWh opslagcapaciteit.
Bij een boiler van 300 liter is dit 9,4 kWh.
Levensduur en onderhoud
Het materiaal waarvan de warmtapwaterboiler is gemaakt, is ook belangrijk. Goedkopere boilers zijn vaak gemaakt van geëmailleerd staal. Er zijn ook roestvaststalen boilers, maar niet alle roestvaststaal is hetzelfde. 304 B of 316 L zijn de mindere kwaliteiten. Deze boilers en stalen boilers hebben een opofferingsanode nodig om corrosie te voorkomen. Deze anode zal uiteindelijk gaan lekken en moet regelmatig worden vervangen, waarbij de boiler vaak van zijn plaats moet worden gehaald.
Boilers van hoogwaardig roestvaststaal zoals ANSI 444 (F18) of duplex 2205 hebben geen anode nodig. Boilers van deze kwaliteit hebben een lange levensduur. Duplex 2205-boilers worden vaak geleverd met 10 jaar garantie, maar gaan in werkelijkheid een leven lang mee en hoeven nooit te worden vervangen.
Een afvoer aan de onderkant van de boiler is ook zeker aan te bevelen, omdat er zich na verloop van tijd sediment ophoopt op de bodem van de boiler. Het is raadzaam om minstens één keer per jaar 20 liter water uit de bodem van de boiler af te tappen om sediment en daarmee corrosie en legionella-ophoping te voorkomen.
Tot slot wilt u graag een harde mantel om de boiler, van staal of beter nog glasfiber. Dit deukt niet, is corrosie- en UV-bestendig en blijft kleurvast en deukvrij voor vele jaren.
Conclusie:
Een boiler is niet zomaar een warmwatertank; er zijn veel aspecten waarmee u rekening moet houden. Bekijk de boiler die u kiest daarom kritisch.
