Grote kans dat de belangrijkste energieverbruiker in uw woning - het verwarmingssysteem - bestaat uit een HR-combiketel gecombineerd met standaard plaatstalen radiatoren in iedere ruimte en een kamerthermostaat in de woonkamer. De van oorsprong Nederlandse uitvinding - de condenserende HR-ketel - is al enige jaren de minimum eis in alle Europese lidstaten wanneer een nieuwe warmte-opwekker moet worden aangeschaft (Commission Regulation (EU) No 813/2014). Aan warmteafgifte systemen (de radiatoren) worden geen eisen gesteld, anders dan dat de gewenste ontwerptemperatuur ermee bereikt moet kunnen worden. Bij nieuwbouw kiest men vaak voor vloerverwarming maar in de bestaande bouw zijn het de standaard paneelradiatoren.
Deze grootste energieverbruiker ligt nu onder een vergrootglas. De energietransitie noopt ons nog zuiniger te worden en alle adviseurs hameren terecht op het verder isoleren en kierdicht maken van onze gebouwen om zo de warmtebehoefte te reduceren. Maar een aanpassing van het verwarmingssysteem – een stap die in de regel pas wordt overwogen nadat de woning goed is geïsoleerd – kan vaak al eerder worden toegepast. Sterker nog, in veel gevallen zijn de hiervoor benodigde investeringen geringer en het financiële rendement aantrekkelijker.
Als woning-/gebouweigenaar zult u vroeg of laat aan de slag moeten. Gezien de klimaatproblematiek doet u dit bij voorkeur vroeg. Wanneer uw woning al over enige isolatie beschikt en van dubbelglas is voorzien, is het aan te raden eerst het verwarmingssysteem eens kritisch onder de loep te nemen. Met een beperkt aantal wijzigingen zijn al besparingen van 65 tot 75% haalbaar op het energieverbruik voor ruimteverwarming. Aan de slag dus!
Blog #2 - Verwarming en ventilatie sleutelrol energietransitie
Voordeel van hybride warmteopwekker
Het grote voordeel van een hybride opwekker is het feit dat u uw huidige HR-combiketel gewoon kunt laten staan als die nog prima voldoet. Uw warmwatervoorziening blijft intact en er is geen stroom van vervroegd afgedankte producten en geen verspilling van bijbehorend materiaal en energieverbruik. De benodigde aanpassing betreft het bijplaatsen van een kleine lucht/water-warmtepomp van bijvoorbeeld ca. 4 – 6 kilowatt. Deze kleine warmtepomp wordt in serie geplaatst met de HR-ketel en zal als primaire warmteopwekker fungeren. Dit betekent dat bij warmtevraag eerst de warmtepomp zal worden ingeschakeld en pas als de warmtepomp niet voldoende warmte kan aanleveren, zal de HR-ketel worden ingeschakeld om de resterende warmte te leveren. De warmtepomp levert bij voorkeur cv-water van lage temperatuur omdat dan het opwekrendement - ofwel COP (Coëfficiënt Of Performance) - het hoogst is. Hoe lager de aanvoertemperatuur naar het afgiftesysteem, hoe hoger het opwekrendement van de warmtepomp. Bij een aanvoertemperatuur van bijvoorbeeld 30°C en een milde buitentemperatuur kan de COP van ‘de betere warmtepomp’ tot boven de 6 stijgen (zie figuur 1). Ofwel 1 deel elektriciteit levert 6 delen warmte. Bij een ‘Primary Energy Factor (PEF)’ waarde van 1,4 zoals de NTA 8800 hanteert, betekent dit een opwekrendement van 428%. Daar kan geen HR-ketel tegenop! Het is daarom zaak om het afgiftesysteem zodanig aan te passen dat de warmtepomp inderdaad zo lang mogelijk met zo laag mogelijke temperaturen kan werken. Het afgiftesysteem speelt daarmee een uiterst belangrijke rol in het maximaliseren van de besparingen bij toepassing van een warmtepomp. Helaas wordt deze rol nog onvoldoende onderkend.
Figuur 1. Voorbeeld van de afhankelijkheid van de COP van een lucht/water warmtepomp van de aanvoertemperatuur en buitenluchttemperatuur (bron: ScienceDirect Procedina Engineering)
LT-afgifte units in referentieruimte
Standaard paneelradiatoren geven bij lagere systeemtemperaturen beduidend minder warmte af. Een tweeplaats radiator (type 22) met een lengte van 2 meter en een hoogte van 0,5 meter (typerend voor veel woonkamers) levert bij een systeemtemperatuur van 70°C ongeveer 2700 Watt, maar bij een systeemtemperatuur van 40°C nog maar ca. 750 Watt (minder dan 28%). Te weinig voor de meeste bestaande woningen gedurende de koudere periodes. In zo’n situatie zal de kamerthermostaat in combinatie met de HR-ketel/warmtepomp toch voor zorgen dat het warm genoeg wordt door de systeemtemperatuur zodanig te verhogen dat de ingestelde binnentemperatuur wordt bereikt. Afhankelijk van de warmtevraag en radiatorcapaciteit kan de systeemtemperatuur dan toch weer oplopen tot 55, 60 of zelfs 65°C, met als gevolg dat de warmtepomp niet of bij lage COP opereert en de HR-ketel moet bijspringen.
Hoe mooi zou het zijn als er nu een afgifte unit wordt geïnstalleerd die bij dezelfde afmetingen op een koudere dag wel het gevraagde vermogen kan leveren bij een systeemtemperatuur van 40°C of minder. De warmtepomp kan dan veel meer bedrijfsuren maken en dan ook nog eens bij hogere COPs. De energiebesparingen zullen stijgen en de terugverdientijd wordt verkort. Zie hier het grote voordeel van de specifieke lage temperatuur afgifte units (LT-afgifte units), die bij lage systeemtemperaturen met behulp van fluisterstille ventilatoren de warmteafgifte aanzienlijk kunnen verhogen. Voorwaarde is wel dat de cv-systeemstroom wordt aangepast, omdat er bij toepassing van een warmtepomp bij voorkeur lagere delta T’s worden aangehouden (maximaal 10°C verschil tussen aanvoer en retour) en er ook vanwege de fan ventilatoren hogere debieten nodig zijn. Eerste praktijkmetingen tonen al aan dat de besparingen van hybride systemen met LT-afgifte units meer dan significant hoger zijn.
Wanneer er in de woonkamer gebruik wordt gemaakt van een kamerthermostaat, is het vervangen van slechts een of twee radiatoren in de woonkamer door LT-afgifte units al voldoende. De LT-afgifte units zullen er samen met de kamerthermostaat automatisch voor zorgen dat de systeemtemperaturen laag blijven en de warmtepomp zo lang mogelijk bij hoge COP’s functioneert. Ook in geval van een weersafhankelijke regeling kan worden volstaan met het vervangen van de paneelradiatoren in de woonkamer. In dat geval moet dan wel zorgvuldig de stooklijn zover mogelijk worden verlaagd zonder dat er koudeklachten vanuit de woonkamer optreden.
In de slaapkamers staan de radiatoren vaak dicht of erg laag, omdat de meeste mensen graag in koelere ruimtes slapen. De nieuwe verlaagde systeemtemperatuur – die natuurlijk voor de hele woning geldt – zal daarom niet direct tot comfortproblemen lijden. Maar in geval van bijvoorbeeld een studeer- of werkkamer wordt aangeraden ook in dit vertrek een LT-afgifte unit te plaatsen.
Investering te overzien en bovendien toekomstbestendig
In vergelijking met bijvoorbeeld het vervangen van ramen en kozijnen door HR++ dan wel triple beglazing, of met het aanbrengen van dak- en gevelisolatie met Rc=5, vallen de kosten mee. Een hybride warmtepomp kost geïnstalleerd en al - inclusief BTW - ca. 5000 a 7000 euro. De subsidie op de hybride warmtepomp bedraagt ergens tussen de 2000 en 3000 euro. De prijs van LT-afgifte units verschilt per leverancier en varieert van ca. 1000 tot 2000 euro voor een unit van ca. 1,5 m lang en ca. 0,5 m hoog en over de volle lengte voorzien van booster ventilatoren. In het beste geval kunt u dus al voor 5000 á 6000 euro een verwarmingssysteem maximaal renoveren en zijn besparingen haalbaar van 65 – 75% op het oorspronkelijke energieverbruik voor ruimteverwarming. Voor een doorsnee rijtjeswoning kan dit bij de huidige energieprijzen al snel oplopen tot meer dan 1000 euro per jaar! Als kers op de taart krijgt u daarbij nog de mogelijkheid voor topkoeling.
Met een reversibele hybride warmtepomp kan het cv-water immers ook gekoeld worden. De ventilatoren in de LT-afgifte units zorgen er vervolgens voor dat de lucht in de woonkamer afgekoeld kan worden aan dit koudere cv-water.
Maar het allerbelangrijkste is natuurlijk dat deze ingreep de verwarmingsinstallatie toekomstbestendig heeft gemaakt. De systeemrendementen kunnen alleen maar oplopen als in de toekomst gevelisolatie, ramen en kozijnen nog verder worden verbeterd. En mocht er ruimte komen voor een groot boilervat voor tapwater dan kan ook de combiketel nog vervangen worden.
Let op!
De productgroep ‘LT-afgifte units’ is een vrij nieuwe productgroep, voor welke de productdefinities en testmethoden nog niet zijn uitontwikkeld. Er is wel een test standaard voor ‘fan assisted radiators and convectors’ (de EN16430) maar die is grotendeels gebaseerd op de EN442 en meet bij hogere temperaturen. De afgifte bij lagere temperaturen wordt vervolgens bepaald door extrapolatie. In dit stadium is het dus belangrijk om de warmteafgifte van de verschillende LT-afgifte units onderling te vergelijken op basis van de echte testresultaten bij lage systeemtemperaturen en diverse standen van de boosterventilatoren; geen extrapolaties dus of andersoortige berekeningen.
Meerderheid woningen al geschikt
Door na-isolatie, dubbel glas en verbeterde ventilatie is het energieverbruik voor verwarming in bijna alle bestaande woningen in de loop der jaren gedaald. Het gemiddelde gasverbruik voor ruimteverwarming bedraagt anno 2020 zo’n 800 tot 900 m3 per jaar (CBS 2021). Voor tapwater bedraagt het gasverbruik gemiddeld zo’n 400 m3 per jaar. Dit impliceert dat de meeste bestaande woningen nog niet optimaal geschikt zijn voor een volledig elektrische warmtepomp, maar wel voor een hybride warmtepomp oplossing.
Bent u na het lezen van deze Blog#3 geïnteresseerd geraakt in de mogelijkheden die LT-afgifte units bieden in combinatie met hybride warmtepomp systemen, neem dan contact op met ClimaRad BV om de mogelijkheden voor uw woningbestand door te nemen. Met de nieuwe ClimaRad Vita H1C-S levert ClimaRad de ultieme combinatie van een LT-afgifte unit met vraaggestuurde decentrale ventilatie.
Meer over het toepassen van het juiste ventilatiesysteem in Blog#4.
E.T.
Ralph Liedenbaum
Commercieel Directeur