Het Airco Hybride concept voor verduurzaming van woninginstallaties

Dirk Kurstjens, René Oudman, Jack de Mooij

Onderzoeksoutput: ReportProfessional

288 Downloads (Pure)

Samenvatting

Het project “In twee stappen naar een aardgasvrije en comfortabele Nederlandse woonomgeving” ontwikkelt een manier om de overstap naar aardgasvrije woningverwarming eenvoudiger, minder spannend, betrouwbaarder en beter te maken. Dat doen we door een “hybride” tussenstap, die een behoorlijke aardgasreductie en financiële besparing geeft, eenvoudig en relatief goedkoop te realiseren is, zonder onzekerheid over comfort.

Eerst stond het ontwikkelen en testen van een lucht-water warmtepomp met volledige binnenopstelling centraal. Als deze ook efficiënt is bij hogere watertemperatuur, kan dezelfde warmtepomp eerst hybride worden ingezet en later volledig de warmtevraag en tapwatervraag overnemen. Bij tests bleek het vermogen echter te beperkt voor doorsnee rijtjeswoningen. Daarom zouden er voor een gasvrije woning 2 warmtepompen nodig zijn. Door eerst een airco (lucht-lucht warmtepomp) te installeren in de hoofdruimte en later de ketel te vervangen door een goed gedimensioneerde lucht-water warmtepomp met buffer, kan de overstap naar gasvrij worden gemaakt op een manier die ons in dit project voor ogen stond.

Dit rapport beschrijft dit “airco hybride” concept en vergelijkt dit met een hybride lucht-water warmtepomp en met in één keer de overstap maken met één warmtepomp. De airco is veel goedkoper in aanschaf en installatie, is snel te leveren en installeren, kan koelen, en verwarmt relatief snel. Doordat de al aanwezige radiatoren minder warmte hoeven te leveren, kunnen die werken bij een lagere temperatuur. Dat maakt de lucht-water warmtepomp efficiënter, terwijl aanpassingen in het afgiftesysteem minder noodzakelijk zijn. Omdat de overstap naar een lucht-water warmtepomp pas later komt, kan men de tussentijdse ontwikkelingen benutten.

Een integrale regeling is een essentieel onderdeel van het concept. In stap één (airco toevoegen) worden temperaturen en vermogens gemonitord, waardoor in stap twee (vervangen ketel door gasvrije warmtebron) de juiste configuratie kan worden gekozen, de noodzakelijke aanpassingen aan isolatie en afgiftesysteem in beeld worden gebracht, en de energiekosten en netbelasting kunnen worden berekend. Tijdens beide stappen stuurt de regeling de airco en ketel (en later de lucht-water warmtepomp) zodanig aan dat beide efficiënt draaien.

Van een 3,5 kW airco is de COP gemeten bij 1,5 – 4,0 kW warmtevraag en buitentemperaturen van -10 tot +12°C. Als de airco niet hoeft te ontdooien is de COP maximaal bij 2 à 2,5 kW warmtevraag. De prestaties zijn dan vergelijkbaar met een monoblock lucht-water warmtepomp die water van 35°C levert voor vloerverwarming. Bij buitentemperatuur onder 3°C daalt de COP en wordt maximaal 2,5 kW vermogen geleverd.

Bij 3,5 à 4 kW is de COP 1 à 1,3 lager dan bij 2 kW warmtevraag. De laagste COP werd gemeten bij 1,0 kW warmtevraag. Ontwikkeling van vermogenssturing in combinatie met het cv-systeem is dus de moeite waard. De lagere COP bij hoge vermogens hangt samen met de hoge temperatuur van koudemiddel en uitblaaslucht in de binnenunit. Dit hing samen met de relatief lage luchtstroom en de warmteoverdracht in meestroom. Als airco’s vooral worden ingezet voor verwarming is het de moeite waard om de mogelijke COP verhoging door grotere binnenunits met tegenstroom te onderzoeken.

Het regelgedrag is onderzocht bij constante warmtevraag, zowel van een airco alleen als in combinatie met een aan-uit geschakelde ketel die dezelfde ruimte verwarmt via radiatoren. Ook is het regelgedrag van een airco en ketel onderzocht bij een variabele warmtevraag, waarbij de ketel afzonderlijk werd geregeld door een ruimtethermostaat. De trage reactie van de cv-afgifte leidde tot een variabele ruimtetemperatuur, en maakt dat het airco- vermogen niet goed kan worden gestuurd door de ketel aan/uit te schakelen. In hoofdstuk 5 wordt voorgesteld hoe dit beter zou kunnen, en wat de mogelijke vervolgstappen in het ontwikkelingstraject zouden kunnen zijn.
Originele taal-2Dutch
Plaats van productieGroningen
UitgeverijHanzehogeschool Groningen
Aantal pagina's38
StatusPublished - 30 mrt. 2023

Keywords

  • warmtepompen
  • airco
  • verwarmingssystemen
  • regelsystemen
  • verduurzaming

Citeer dit