Vloerverwarming (en een warmtepomp) komt het best tot haar recht in goed geïsoleerde kierdichte (wat betreft de schil) woningen. Vergeleken met radiatoren is vloerverwarming een traag systeem, in een warmtepomp installatie met vloerverwarming wordt normaliter dan ook geen nachtverlaging toegepast. Omdat er geen kritische opwarm- of afkoelfase is, wordt in de praktijk energie bespaard. Door een kamerthermostaat wordt het verschil tussen de temperatuur van het verwarmend oppervlak en die van de betreffende ruimte klein gehouden. Hoe kleiner dit temperatuurverschil, hoe beter het zelfregelend effect tot zijn recht komt. Dit betekent dat het zelfregelend het beste tot zijn recht komt met een regeling (thermostaat) per individuele ruimte.
Grundlagen: vollast versus deellast en hun invloed op warmteoverdracht
Vloerverwarming wordt, in een goed geïsoleerde moderne woning, gezien als het betere laagtemperatuur afgifte systeem. Het is comfortabel en kan nagenoeg onzichtbaar worden gemonteerd. De leidingen van de vloerverwarming kunnen in de zomer ook dienst doen om uw woning te koelen. Door in plaats van laagtemperatuur verwarmingswater (35 graden bijvoorbeeld) water van 18°C door u vloer te laten circuleren kan de ruimte ook worden gekoeld (tot ongeveer een afnamen van de kamertemperatuur van 4 °C). De 18 °C zijn gekozen om condens op uw vloer te voorkomen. Als uw vloer t.o.v. Bij een ‘bodem warmtepomp’ zijn de koelkosten laag omdat gebruik kan worden gemaakt van het koele grondwater, bij een lucht/water warmtepomp zijn de kosten om te koelen hoger, immers als u wilt gaan koelen is de bron (buitenlucht) warm.
Bij een vloerverwarming met meerdere groepen kan het uitbalanceren van de juiste temperatuur per groep nog wel eens problemen opleveren. Daardoor kan het voorkomen dat de ene groep warmer wordt dan de andere. Met een buffer erbij kan de warmtepomp langer op vollast draaien, waardoor het rendement weer beter wordt. Dat kan echter niet in de VABI-module worden berekend. Het elektriciteitsverbruik van een warmtepomp zou in principe ook met de SCOP - als gemiddeld rendement over een heel jaar - kunnen worden bepaald. Toch gaat die vlieger volgens Plokker niet helemaal op. “De SCOP wordt bepaald op basis van een vast warmtevraagprofiel dat hoort bij een woning die matig is geïsoleerd en daardoor al een warmtevraag heeft bij relatief hoge buitentemperaturen. In nieuwbouw, dus in goed geïsoleerde woningen, zal de gemiddelde COP lager liggen dan de SCOP.”
Vloerverwarming kan aanzienlijk bijdragen aan het comfort van een woning, met name wanneer deze wordt gecombineerd met vloerkoeling. Bij verwarming via vloerverwarming is het mogelijk om tot 80 Watt per vierkante meter aan vermogen over te dragen voor het verwarmen van een ruimte. Echter, bij warmtepompinstallaties wordt doorgaans uitgegaan van ongeveer 40 Watt per vierkante meter vloerverwarming. Dit lagere vermogen is essentieel om de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk te houden, wat resulteert in een hoger rendement (COP) van de warmtepomp.
vollast en deellast in de praktijk
De meeste tijd van het jaar draait een warmtepomp in deellast. Dat kan volgens Wim Plokker van Vabi grote impact hebben op het rendement van installaties. “Het zal betekenen dat een installatie op een gegeven moment niet verder terug kan moduleren en uit zal gaan. Het opstarten kost een paar minuten, waardoor stroom wordt gebruikt zonder dat er warmte wordt geproduceerd.”
In deellast draait het systeem efficiënter dan in vollast. De modulerend werkende scroll compressor past zich aan naar de vraag. Het koeltechnisch proces wordt geoptimaliseerd door een elektronisch expansieventiel. Zowel de bron als de afgifte pomp worden PWM modulerend aangestuurd zodat het systeem altijd in een optimale balans opereert. In deellast draait het systeem efficiënter als in vollast.
Regeltechniek en inregeling: van statisch naar dynamisch
Waterzijdig inregelen (WZI) is lang niet meer zo ingewikkeld en tijdrovend als het ooit was. Ten eerste omdat gemeenten bij klachten over niet goed werkende verwarmingssystemen kunnen handhaven; daarnaast omdat een waterzijdig ingestelde installatie het comfort ten goede komt en een besparing op de stookkosten oplevert van 10 tot 30 procent. Het comfort is gebaat bij het vooraf instellen van de volumestroom.
Bij dynamisch inregelen wordt de volumestroom ook in deellast constant gehouden. De slakkenhuisvorm verdient sterk de voorkeur. Immers de verdeling over warmer (aanvoer) en wat kouder (retour) water over de vloer is bij een slakkenhuis beter verdeeld zodat de vloer een gelijkmatige temperatuur krijgt. Inregelen doe je wanneer alle groepen van alle verdelers vragend staan, want dan kun je ze middels ventielen afstellen op de flow. Een tweede controle na verstelling van ventielen is ook nodig; immers een verstelling hier kan elders invloed op de flow hebben.
De Ally Pro van Danfoss is een elektronische radiatorthermostaat die verwarmingssystemen automatisch inregelt. Het concept bestaat uit een radiatorkraan en een slimme thermostaatknop. Het pennetje in de radiatorkraan begrenst de optimale maximale opening van de radiatorafsluiters automatisch. De instelling volgt eenvoudig uit de berekening in een app. Met de klokprogramma’s op de digitale thermostaatknop wordt de kamertemperatuur vanzelf verhoogd of verlaagd op gezette tijden. Via de gratis Ally Cloudservice hebben gebruikers de mogelijkheid om de thermostaatknoppen te programmeren via hun smartphone of het dashboard op de pc.
De Kombi-Auto is een automatische verschildruk-regelafsluiter die zowel in verwarmings- als koelmodus voor het juiste hydraulische evenwicht zorgt. De dynamische regelaar wordt gemonteerd in de retourleiding van systemen die opgedeeld zijn in zones en waarvan de volumestroom varieert. Door instelling van het gewenste drukverschil blijft de statische waterzijdige inregeling van de groepen in balans, zelfs bij deellast of veranderende pompdruksituaties.
Met de combinatie Evohome zoneregulatie kun je nog meer comfort en besparing realiseren. De zonemotoren sturen kleppen op basis van aanvoer- en retourtemperatuur zodat de gewenste temperatuur per groep behouden blijft zonder hele installatie op te toeren. De zonemotoren zorgen voor een nauwkeurige regionale afstemming en vereenvoudigen renovaties waar nauwelijks installatiegegevens bekend zijn.
Praktische ontwerp- en installatieoverwegingen
Hoe dik is de afwerklaag van de vloer? De hart-op-hart afstand van de leidingen in de vloer is bepalend voor de warmteafgifte. In woonkamers en keukens wordt vaak 10 cm aangehouden bij warmtepompen, terwijl op slaapkamers 15 cm of 20 cm volstaat. De maximale buislengtes in verwarmingskringen hangen af van de slangdiameter en het benodigde vermogen.
In woonkamer/keuken/badkamer de slang hart op hart 10 cm leggen bij een warmtepomp installatie, en op slaapkamers om de 15 cm of indien daar nauwelijks warmte vraag is om de 20 cm. Voor de bevestiging zijn er trackerplaten, noppenplaten, isolatieplaten met voorgevormde gleuven; ook vastbinden aan betonijzer wordt nog steeds toegepast. De meeste aanbieders kunnen na het sturen van plattegronden middels software een kant-en-klaar legplan maken zodat zo weinig mogelijk koude plekken in uw vloer ontstaan.
Bij een cv-ketel is de verdeler voor de vloerverwarming een open verdeler met menginrichting en circulatiepomp; bij een warmtepomp is de verdeler een gesloten verdeler (zonder circulatiepomp). De maximale lengte van aansluiting op de verdeler moet worden meegeteld. De inregeling is essentieel om een optimale waterstroom door alle groepen te garanderen. De slakkenhuisleging verdient de voorkeur voor een gelijkmatige temperatuurverdeling.
Vloerverwarming met een warmtepomp kan ook dienen als koelsysteem. De koeling werkt met 18°C aanvoertemperatuur en kan de kamertemperatuur tot ongeveer 4°C verlagen. Delta T bij koelen: doorgaans 3°C; een koude woning koelen naar 24°C vereist tijdige aanvang en effectieve buitenzonwering.
COP, SCOP en vergelijk tussen systemen
Om het energiegebruik van een warmtepomp te voorspellen, wordt vaak de SCOP gebruikt. Met een recente uitbreiding van het dynamische gebouwsimulatieprogramma van Vabi kan het echter nauwkeuriger worden bepaald. De module berekent per uur de warmtevraag en de aanvoer- en retourtemperaturen van een gebouw en kan ook nachtverlaging simuleren. Voor warmtepompen is dat de EN 15316-4-2 en de SCOP waarborgt realistische vergelijking. Een warmtepomp is meestal in deellast; vollast komt zelden voor in moderne systemen.
Vloerverwarming in combinatie met een warmtepomp biedt een efficiënt laagtemperatuur afgiftesysteem dat comfortabel en vrijwel onzichtbaar kan worden gemonteerd. De 10 cm hart-op-hart afstand en 16- of 20-mm slangdiameter maken het mogelijk om de aanvoertemperatuur laag te houden, wat de COP verhoogt. Het verschil tussen vollast en deellast bepaalt hoe vaak een pomp moduleren zal en hoe de warmtebalans over de vertrekken verloopt.
Infographics en visuals
Praktische voorbeelden en specificaties
Bij 60 W/m² en een temperatuurverschil Δ θ = 5 K, zijn de maximale buislengtes in de verwarmingskringen: 12 x 1,3 mm = 80 m; 15 x 1,5 mm = 100 m; 17 x 2,0 mm = 120 m; 20 x 2,0 mm = 150 m en 25 x 1,5 mm = 200 m. De lengte van aansluiting op de verdeler moet ook meegeteld worden. Bij een cv-ketel is de verdeler voor de vloerverwarming een open verdeler met menginrichting en circulatiepomp. Bij een warmtepomp is de verdeler een gesloten verdeler zonder pomp. De combinatie van vloerverwarming met een hart-op-hart kijk op 10 cm maakt een comfortabele warmtevraag mogelijk.
De hart-op-hart afstand van leidingen in woonkamer en keuken op 10 cm, en op slaapkamers 15-20 cm, is gebruikelijk voor optimale warmteafgifte. De koppelvlakken tussen verdeler en slang bepalen de flow; dynamische regelingen zorgen voor constante volumestroom bij wisselende druk, wat cruciaal is voor comfort en efficiëntie. Een goede waterzijdige inregeling levert 10-30% besparing en verhoogt comfort aanzienlijk.
Conclusiestructuur (kernpunten)
Vloerverwarming in combinatie met een warmtepomp biedt een efficiënt laagtemperatuur afgiftesysteem, dat primair draait op deellast en profiteert van een gelijkmatige warmteverdeling. Nachtverlaging is doorgaans minder relevant vanwege de traagheid van het systeem, maar kan in sommige situaties beperkt worden toegepast. De sleutel tot maximale efficiency ligt in nauwkeurige inregeling per vertrek, passende hart-op-hart-afstand en goed geïsoleerde bouwschil.
tags: #vollast #of #deellast #vloerverwarming