7.2 Warm wateroplossingen

Het maken van warm tapwater kan op verschillende manieren. Elke wijze heeft voor- en nadelen. Om een goede afweging te kunnen maken, zullen we een aantal van de belangrijkste manieren toelichten:

• elektrische doorstromer
• elektrische boiler
• warmtepompboiler
• indirect gestookte boiler met warmtepomp gas cv-ketel (in geval van hybride)

Hieronder kunt u zien welke warm wateroplossingen het meest voor de hand liggend zijn.

7.2.1 Elektrische doorstromer

Het principe van een elektrische doorstromer is fantastisch. Hij verwarmt water pas wanneer men het nodig heeft. Er zijn dus geen stilstandsverliezen of een voorraad die hij onnodig moet opwarmen. Hierdoor hebben onze Focus doorstromers, ondanks dat ze net als een elektrische boiler een COP van 1 hebben, toch een energielabel A.
Er zitten wel randvoorwaarden aan het gebruiken van een doorstromer. Het vermogen hiervan is daarbij een van de belangrijksten. Aangezien er geen voorverwarmde voorraad water aanwezig is, dient het apparaat bij tapwatervraag het water van koud (circa 10 °C) direct naar 55 of 60 °C te verwarmen. Daar is een redelijk groot vermogen voor benodigd. De Focus doorstromers zijn daarom ook allemaal krachtstroomapparaten en werken op 3 × 400 Volt (driehoekschakeling). Voor het apparaat is dit geen probleem, Masterwatt heeft in deze artikelgroep de drie verschillende modellen beschikbaar.

Keuze genoeg dus, echter zit de grootste bottleneck in het aansluitvermogen. Wanneer men een (redelijk standaard) huisaansluiting heeft van 3 × 25 A, kan men in de gehele woning maximaal 17,3 kW aan elektrisch vermogen afnemen. Een andere voorwaarde is dat de groepsafzekering altijd lager moet zijn dan de hoofdzekering. Normaal gesproken komt men in deze situatie dan uit bij een krachtgroepautomaat van 3 × 16 A. Daarop kan men van bovenstaande doorstromers dan alleen de eerste (9-15 kW) gebruiken en instellen op maximaal 11 kW.
Bij die instelling kan deze doorstromer per minuut 3,1 liter van 60 °C maken, wat terug gemengd circa 5,6 liter per minuut van 38 °C is. Dit komt overeen met een waterbesparende tot normale handdouche. Voor sommige mensen is dit genoeg, maar anderen zullen er geen genoegen mee nemen. Indien men dan toch een hoger vermogen doorstromer wil toepassen, moet de netbeheerder de hoofdaansluiting in de meterkast vergroten. Echter, dan zal ook een hoger vastrecht van toepassing zijn, wat eigenlijk niet wenselijk is. Ter indicatie: het vastrecht voor een aansluiting van 3 × 35 A in plaats van 3 × 25 A kost circa € 750,00 per jaar meer. Vaak kan men in dat geval beter voor een boiler of andere oplossing kiezen, aangezien de besparing van een doorstromer ten opzichte van een boiler nooit zo groot is dat deze de extra vastrechtkosten dekt.

De voordelen van een elektrische doorstromers zijn:

• klein formaat apparaat;
• energielabel A;
• te combineren met zelf opgewekte energie van bijvoorbeeld pv-panelen;
• geen stilstandsverliezen;
• continu warm water beschikbaar (kan niet opraken).

De nadelen van een elektrische doorstromer zijn:

• hoog aansluitvermogen;
• grotere modellen niet snel toepasbaar in woningen;
• gelijktijdig gebruik van meerdere tappunten bij kleinere modellen niet tot nauwelijks mogelijk.

Achterin onze brochure en op onze website hebben we een handige selectietabel voor doorstromers opgenomen, waarin alle informatie per doorstromer en instelling vermeld staat.

7.2.2 Elektrische boiler

Vroeger hadden veel mensen een elektrische boiler in de keuken hangen, maar door de opkomst van de gas cv-ketels leek men deze steeds minder toe te passen. Toch ziet men op dit moment, nu men steeds minder fossiele brandstoffen wil gebruiken en daardoor van het gas af wil, de elektrische boiler weer meer terrein winnen. Bijkomend voordeel is natuurlijk dat men met een elektrische boiler ook de zelf opgewekte stroom van pv-panelen zo veel mogelijk kan gebruiken. Daardoor levert men per saldo minder energie terug aan het elektriciteitsnet.
Dit handboek is geschreven met het oog op het werken met warmtepompen en men kan de warmtepomp ook inzetten voor het verwarmen van tapwater, hierover meer in paragraaf 7.2.4. Toch kan het ook voordelen geven om de warmwatervoorziening en de warmtevoorziening van het huis van elkaar te scheiden, zodat beiden onafhankelijk van elkaar ten alle tijden hun taak kunnen uitvoeren. Immers, wanneer men de warmtepomp voor zowel de verwarming alsook voor tapwater gebruikt, is het óf het één, óf het ander. Deze functies kan men namelijk (meestal) niet of slechts heel beperkt (in combinatie met een cv-buffer) gelijktijdig uitvoeren.

Aangezien een elektrische boiler, onafhankelijk van de warmtepomp, tussendoor onbeperkt kan opwarmen, kan men een iets kleinere boiler selecteren dan wanneer men een indirect gestookte boiler met een warmtepomp combineert.
Masterwatt heeft een breed assortiment elektrische boilers van 50 liter tot 10.000 liter, verdeeld over wand-hangende en staande modellen.

De voordelen van een elektrische boiler zijn:

• kan onafhankelijk van de warmtepomp zorgen voor warm water;
• te combineren met zelf opgewekte energie van bijvoorbeeld pv-panelen;
• breed assortiment aan RVS 316 liter boilers in verschillende formaten en uitvoeringen;
• laag aansluitvermogen (2-3 kW).

De nadelen van een elektrische boiler zijn:

• afhankelijk van het model grotere afmetingen; stilstandsverliezen.

7.2.3 Warmtepompboiler

Een andere mogelijkheid, die we als Masterwatt op dit moment niet in het assortiment hebben, is een warmtepompboiler. De naam zegt het eigenlijk al: een boiler met een ingebouwde warmtepomp. Er zijn bij dit type warmtepomp (afhankelijk van het model) diverse mogelijkheden om als warmtebron te gebruiken:

• buitenlucht
• ventilatielucht
• combinatie van bovenstaande
• omgevingslucht (uit de opstellingsruimte)

Uiteraard geeft het gebruiken van ventilatielucht uit de woning het meeste rendement, aangezien hier ook de meeste warmte in zit. Echter, vaak is de ventilatieluchtstroom niet voldoende om de warmtepomp op te laten werken. Daardoor wijkt men vaak uit naar een combinatie van ventilatielucht en buitenlucht. Zodoende kan men de minimale luchtflow over de verdamper toch behalen. Door een aparte warmtepompboiler voor tapwater te gebruiken, naast de warmtepomp voor verwarming, kan men er voor zorgen dat de warmtepomp voor verwarming niet wordt onderbroken voor verwarmingsbedrijf. Hierdoor kan men ook bij de selectie van de warmtepomp puur op het warmteverlies van de woning concentreren en heeft men geen extra vermogen voor tapwater nodig.
Een belangrijk aandachtspunt bij het gebruiken van een ventilatiewarmtepompboiler, is dat men deze niet kan gebruiken indien er ook een ventilatiesysteem D met warmte-terugwin-systeem in de woning van toepassing is. Het warmte-terugwin-systeem zal namelijk de warmte uit de afgevoerde ventilatielucht afvoeren en aan de toevoerlucht afgeven. De af te voeren lucht is dan al zo koud dat een ventilatiewarmtepomp hier niets meer mee kan.

De voordelen van een warmtepompboiler zijn:

• heeft een COP groter dan 1;
• heeft een energielabel A of beter;
• kan onafhankelijk van de (cv-)warmtepomp zorgen voor warm water;
• te combineren met zelf opgewekte energie van bijvoorbeeld pv-panelen.

De nadelen van een warmtepompboiler zijn:

• relatief grote apparaten;
• stilstandsverliezen;
• één of twee dakdoorvoeren met grote diameter en grote onderlinge afstand benodigd;
• niet mogelijk in combinatie met ventilatiesysteem D met warmte-terugwin-systeem.

7.2.4 Indirect gestookte boiler

Een indirect gestookte boiler is een boiler die het tapwater verwarmt door middel van een spiraal in de boiler waar warm cv-water door loopt. De warmtepomp meet met behulp van een sensor de temperatuur in de boiler en bepaalt aan de hand van het ingestelde programma of en wanneer hij de boiler moet bijverwarmen. Er zijn verschillende soorten indirect gestookte boilers. Let er op dat de indirect gestookte boiler geschikt moet zijn om te gebruiken in combinatie met een warmtepomp. Een model dat uitstekend geschikt is om te verwarmen met een cv-ketel hoeft namelijk niet geschikt te zijn om met een warmtepomp te werken.
Het verschil zit in het warmtewisselende oppervlak van de spiraal in de boiler. Bij een cv-ketel met een vermogen van 30 kW, die ook nog eens een hoge temperatuur kan maken, is een warmte wisselend opper-vlak van 0,5-0,6 m² mogelijk al meer dan voldoende. Wanneer men een combinatie maakt met een warmtepomp is dit anders. Een warmtepomp moet goed zijn warmte af kunnen geven om er voor te zorgen dat hij niet gaat pendelen. Zeker wanneer de boiler bijna op temperatuur is, moet de warmtepomp goed zijn best doen; de temperatuur is hoog en het verschil tussen de aanvoer en retour (∆T) wordt steeds kleiner. Om dit zo veel mogelijk te voorkomen, selecteert men bij voorkeur een boiler met een groot warmtewisselend oppervlak.
Masterwatt heeft de indirect gestookte boilers voor warmtepompen in tabel 8 in het assortiment. In paragraaf 7.3 leggen we uit hoe men de juiste benodigde inhoud van de boiler kan bepalen.

De voordelen van een indirect gestookte boiler zijn:

• heeft een COP groter dan 1;
• lage stilstandsverliezen door goede isolatie;
• te combineren met zelf opgewekte energie van bijvoorbeeld pv-panelen;
• groot warmtewisselend oppervlak zorgt voor goede samen werking met en hogere efficiëntie van de warmtepomp.

De nadelen van een indirect gestookte boiler zijn:

• relatief grote apparaten;
• stilstandsverliezen;
• kan niet onafhankelijk van de (cv-)warmtepomp zorgen voor warm water;
• mogelijk lange opwarmtijd door het grote volume van de boiler.

7.2.5 Gas cv-ketel (hybride)

Wanneer men kiest voor een hybride opstelling van een warmtepomp in combinatie met een gas cv-ketel, is het raadzaam om te overwegen of men het tapwater niet beter met de cv-ketel kan verwarmen. Zeker gezien het feit dat bij een gasketel over het algemeen ruim voldoende vermogen beschikbaar is en deze ketel geen moeite heeft met hogere temperaturen. Doordat de warmtepomp dit dan niet hoeft te doen, wordt de gemiddelde efficiëntie hoger.

De voordelen van een gasketel zijn:

• Hogere gemiddelde COP voor de warmtepomp
• gemakkelijk om ook grotere tapwatervraag te voldoen;
• hoge bedrijfszekerheid (backup aanwezig);
• door het bijspringen van de ketel kan men een warmte pomp ook in iets minder goed geïsoleerde woningen toepassen.

Nadelen van een gasketel zijn:

• extra opstellingsruimte nodig voor de cv-ketel;
• mogelijk hogere initiële aanschafkosten;
• mogelijk lange opwarmtijd door groot volume boiler;
• doordat u toch nog gas gebruikt, kan men nog niet van het gas af, dus moet u ook nog vastrecht voor de gasmeter betalen.