Zomer / Winterbedrijf
Warmtepompbedrijf zomer / winter
Afhankelijk van de zomer- of wintersituatie kennen warmtepompen een ander type bedrijf. In de winter wordt de aan de bron ontrokken warmte door een warmtepomp op het gewenste temperatuurniveau gebracht en aan het afgiftesysteem afgegeven. Afhankelijk van het type bron wordt het gekoelde medium teruggevoerd naar de koudebron. Hiermee wordt deze ‘geladen’ voor het koelbedrijf in de zomersituatie. (Geldt enkel voor bodem gebonden warmtepomp systemen)
In de zomersituatie kunnen reversibele (omkeerbare) warmtepompsystemen worden gebruikt om te koelen. Wanneer in de wintersituatie bij een bodem gebonden warmtepomp ‘koude’ is geladen met de warmtepompinstallatie kan in eerste instantie worden gekoeld met het ‘vrije-koelingsprincipe’. Hierbij wordt koude uit de bron gebruikt om warmte te onttrekken aan het afgiftesysteem. Hiervoor wordt alleen water rondgepompt. Wanneer het koelvermogen onvoldoende blijkt wordt de warmtepompinstallatie ingeschakeld om mechanisch te kunnen koelen. Als er geen koude is geladen (of er geen koude meer beschikbaar is), dan kan met een reversibele warmtepompinstallatie mechanisch worden gekoeld.
De elektrische compressiewarmtepomp en de warmtepompboiler zijn de meest gangbare types warmtepompen. De systemen kunnen worden uitgevoerd met elektrische naverwarming of een extra conventionele warmteopwekker voor de pieklast. Bij warm tapwaterbereiding speelt de legionellaproblematiek een belangrijke rol. Elektrische naverwarming is hierbij belangrijk omdat warmtepompen veelal niet de gewenste minimale aanvoertemperatuur kunnen realiseren, hoewel dit ongunstig is voor het jaarrendement van het systeem. Momenteel wordt door warmtepompleveranciers hard aan de technieken gewerkt om de aanvoertemperatuur te verhogen en daarmee naverwarming met elektrische elementen overbodig te maken.
Een nieuwe ontwikkeling is de HR-ketel met geïntegreerde warmtepomp die gebruik maakt van lucht (Ventilatie- of omgevingslucht) als bron. Dit toestel kan één op één worden uitgewisseld met een bestaande VR- of HR-ketel. De enige vereiste aanpassing is de toe- en afvoer van lucht die fungeert als bronmedium voor de warmtepomp.
Vaker toegepast in utiliteitprojecten zijn de gasmotor warmtepomp en de gasgestookte absorptiewarmtepomp al dan niet aangevuld met een HR cvketel, warmtekracht of stadsverwarming. Gaswarmtepompen bieden uitstekende rendementen op basis van de combinatie van gas als energiedrager met hernieuwbare energie uit de omgeving.
Deze types warmtepomp zijn dusdanig afgestemd op de utiliteitsbouw dat ze voor toepassing in de individuele woningbouw minder geschikt zijn. Daarentegen zijn gaswarmtepompen voor de collectieve systemen in de woningbouw wel een uitstekende oplossing.
Warmteafgifte zomer / winter
In de woningbouw zijn met name de afgiftesystemen in de winter van belang voor verwarmingsdoeleinden. Koelwensen zijn momenteel nog niet echt ingeburgerd, hoewel bij sommige nieuwbouwwoningen koeling wenselijk is vanwege de doorwarming ten gevolge van de hoge isolatiegraad. Belangrijk bij warmtepomp installaties is het gegeven dat de afgiftesystemen bij voorkeur worden gedimensioneerd op lage temperaturen, de zogenaamde Lage Temperatuur Verwarmingssystemen (LTV). Dit is noodzakelijk om het rendement van warmtepompen gunstig te beïnvloeden. Hoe lager de aanvoertemperatuur van een warmtepompsysteem, hoe hoger het rendement van het totale systeem. Het verdient daarom de voorkeur het Verwarmd Oppervlak (VO) zo groot mogelijk te maken. Vanwege het lagere niveau van de aanvoertemperatuur die inherent is aan warmtepompsystemen is het wenselijk om van radiatoren over te schakelen op vloer- en wandverwarming en/of convectoren.
Een beproefd warmteafgifteconcept bij warmtepompsystemen is vloerverwarming, eventueel aangevuld met radiatoren. Andere opties zijn radiatoren, convectoren, wandverwarming of luchtverwarming. Wanneer het systeem wordt uitgevoerd met radiatoren of convectoren moet er rekening mee worden gehouden dat de afmetingen van de verwarmingslichamen voldoende groot worden gekozen. Hierbij is de dimensionering des te belangrijker omdat bij het verlagen van de aanvoertemperatuur naar LTV niveau de warmteafgifte aanzienlijk afneemt en de afmetingen van het verwarmingslichaam toeneemt.
Wanneer een 90°C – 70°C aanvoertemperatuurregime wordt verlaagd naar een 60°C – 40°C regime kan dit een factor 2 à 3 betekenen in het op te stellen VO.
Bij opslagsystemen wordt het water heen en weer gepompt van de koude naar de warme bron en vice versa. In de zomer is de koude bron onttrekkingsbron en de warme bron infiltratiebron. In de winter is de situatie omgekeerd. Beide bronnen worden derhalve uitgevoerd als onttrekkingsbron en infiltratiebron.
De onttrekkingstemperatuur aan de koude bron is meestal lager dan de natuurlijke temperatuur en de onttrekkingstemperatuur aan de warme bron is meestal hoger dan de natuurlijke grondwatertemperatuur.