Hoe interpreteer je de prestatiegegevens van warmtepompen bij lage buitentemperaturen?

De prestatiegegevens van een warmtepomp zeggen veel meer dan het nominale vermogen dat op het typeplaatje van het product staat vermeld. Een warmtepomp met een nominaal vermogen van 9 kW levert niet per se 9 kW wanneer de buitentemperatuur daalt tot -15 °C.

Daarom zijn de prestatiegegevens van warmtepompen van belang bij het kiezen van een apparaat voor een project in een koud klimaat. Het vermogen dat in een productnaam of basisbrochure wordt vermeld, is doorgaans gebaseerd op specifieke testomstandigheden. Als de buitentemperatuur of de vereiste watertemperatuur verandert, kan het resultaat afwijken.

Voor installateurs, distributeurs en projectinkopers is de relevante vraag simpel: hoeveel warmte kan het apparaat leveren onder de omstandigheden van het project?

Gebruik van prestatiegegevens van warmtepompen bij de keuze van een warmtepomp voor koude klimaten

Controleer bij het bekijken van een prestatietabel eerst de buitentemperatuur.

Een apparaat kan onder milde testomstandigheden een vermogen van 9 kW hebben, maar een gebouw heeft doorgaans meer verwarming nodig wanneer het het koudst is. Bij de keuze van apparatuur is het beschikbare vermogen bij de ontwerptemperatuur buiten van het project daarom een relevanter gegeven.

De JMU90HC van JNOD is een goed voorbeeld. Het is een 9 kW R290 monoblok-warmtepomp met bovenuitblaas, maar het opgegeven vermogen verandert naarmate de buitentemperatuur daalt.

Bij een uitlaatwatertemperatuur van 35 °C bedraagt het opgegeven verwarmingsvermogen:

De modelnaam blijft hetzelfde. Het beschikbare verwarmingsvermogen echter niet.

Dus als een product wordt omschreven als een „9 kW-warmtepomp”, zou de volgende vraag moeten zijn:

9 kW bij welke buitentemperatuur en welke watertemperatuur?

Voor het dimensioneren in koude klimaten adviseert PNNL om gebruik te maken van uitgebreide prestatiegegevens van de fabrikant en de beschikbare capaciteit te vergelijken met de ontwerpverwarmingsbelasting van het gebouw, in plaats van uitsluitend uit te gaan van het nominale vermogen. Zie de richtlijnen van PNNL voor het dimensioneren van warmtepompen in koude klimaten.

Controleer de watertemperatuur

De buitentemperatuur is slechts een deel van het verhaal.

Een warmtepomp die water van 35 °C levert, werkt onder andere omstandigheden dan hetzelfde apparaat dat water van 55 °C levert. Dat verschil is van belang voor systemen met vloerverwarming, radiatoren of gemengde verwarmingselementen.

De gegevens van de JMU90HC laten dit duidelijk zien. Bij een buitentemperatuur van -15 °C verandert het opgegeven verwarmingsvermogen in:

Bij -25 °C bedraagt het opgegeven vermogen 5,61 kW bij een watertemperatuur van 35 °C, 4,45 kW bij 45 °C en 3,91 kW bij 55 °C.

Dit is van belang bij het vergelijken van apparatuur. Voor een project waarvoor water van 55 °C nodig is, kan men niet zomaar het prestatiecijfer van 35 °C hanteren, alleen maar omdat dat hoger is.

De relatie tussen de temperatuur van het uitgaande water en de prestaties van het systeem wordt uitgebreider behandeld in JNOD’s Handleiding inzake de aanvoertemperatuur van warmtepompen voor installateurs.

COP is alleen bruikbaar onder de testomstandigheden

Het brandstofverbruik (COP) is vaak het eerste cijfer dat kopers opvalt, maar het is gemakkelijk om dit verkeerd te vergelijken.

De berekening is eenvoudig:

COP = Verwarmingsvermogen ÷ Elektrisch ingangsvermogen

Het belangrijkste is de voorwaarde die achter het getal schuilgaat.

Voor de JMU90HC is de gepubliceerde COP bij een uitlaatwatertemperatuur van 35 °C:

Bij een uitlaatwatertemperatuur van 55 °C varieert de COP van 3,10 bij 5 °C tot 1,66 bij -15 °C en 1,18 bij -25 °C.

Als twee warmtepompen dus verschillende COP-waarden vertonen, controleer dan eerst de testomstandigheden voordat u ze met elkaar vergelijkt.

Gebruik hetzelfde: Buitentemperatuur + temperatuur van het uitgaande water + testomstandigheden

voor beide producten. Een COP die is gemeten bij een buitentemperatuur van 7 °C en een watertemperatuur van 35 °C mag niet rechtstreeks worden vergeleken met een COP die is gemeten bij -15 °C en een watertemperatuur van 55 °C.

Zie de JNOD JMU90HC R290 warmtepomp met bovenuitlaat.

Controleer de ontwerptemperatuur voordat u een model kiest

Een gebouw blijft niet de hele winter op de ontwerptemperatuur voor buiten.

De ontwerptemperatuur is de parameter die wordt gebruikt om te bepalen hoeveel verwarming het gebouw nodig heeft bij kouder weer. Deze varieert per locatie en ontwerpmethode.

Dat biedt installateurs een praktische manier om een prestatietabel te gebruiken.

Stel je een project voor met een berekende verwarmingsbehoefte van 6 kW bij -15 °C. Een warmtepomp van 9 kW lijkt op het eerste gezicht misschien groot genoeg. De volgende stap is om de opgegeven capaciteit te controleren op: -15 °C buitentemperatuur en bij de de door het verwarmingssysteem vereiste watertemperatuur.

Voor de JMU90HC bedraagt het opgegeven vermogen bij -15 °C 6,86 kW bij een uitlaatwatertemperatuur van 35 °C, maar 5,41 kW bij een uitlaatwatertemperatuur van 55 °C.

Dat verschil kan van invloed zijn op de keuze van de apparatuur.

PNNL adviseert dit soort vergelijkingen bij de keuze van warmtepompen voor koude klimaten: vergelijk de uitgebreide prestatiegegevens van de fabrikant met de ontwerpverwarmingsbelasting van het gebouw.

Verwar de bedrijfslimiet niet met het verwarmingsvermogen

Deze specificatie kan gemakkelijk verkeerd worden begrepen.

Als bij een warmtepomp wordt aangegeven dat deze werkt tot een temperatuur van -25°C, waarmee de opgegeven bedrijfsgrens wordt aangegeven. Dit betekent niet dat het apparaat bij -25 °C zijn nominale vermogen zal leveren.

De JMU90HC illustreert het verschil. De opgegeven prestaties gelden tot -25 °C, maar het beschikbare verwarmingsvermogen bij die temperatuur is lager dan bij 5 °C.

Dus als je het volgende ziet:

Werkingsbereik: tot -25 °C

kijk ook even naar de capaciteitstabel.

Het werkingsbereik geeft aan of het apparaat onder die omstandigheden kan functioneren. In de prestatietabel staat vermeld welk vermogen beschikbaar is.

JNOD’s warmtepompoplossingen voor koude klimaten zijn bedoeld voor projecten waarbij lage buitentemperaturen een belangrijke rol spelen bij de productkeuze.

Ook de minimumcapaciteit is van belang

Bij selectie voor een koud klimaat gaat het niet alleen om de koudste dag.

Het grootste deel van het stookseizoen verloopt doorgaans bij buitentemperaturen die hoger liggen dan de ontwerptemperatuur. Een inverter-warmtepomp moet daarom zijn vermogen verlagen naarmate de belasting van het gebouw afneemt.

In dit geval komt de minimumcapaciteit goed van pas.

Een installatie die op een zeer koude dag aan de vraag kan voldoen, moet bij milder weer mogelijk toch op een veel lager vermogen draaien. Als het minimumvermogen te hoog is voor de toepassing, kan het aan- en uitschakelen een probleem vormen.

Daarom raadt PNNL ook aan om bij de keuze van warmtepompen met variabel vermogen zowel rekening te houden met het maximale als met het minimale verwarmingsvermogen.

Voor een installateur is het de moeite waard om beide kanten te controleren:

Kan de installatie de piekbelasting aan?

Kan het de verwarming voldoende terugschroeven als het gebouw minder warmte nodig heeft?

Hoe lees je een prestatietabel voor een echt project?

Een eenvoudige manier om met een prestatietabel te werken, is om te beginnen met één concrete ontwerpvoorwaarde.

Bijvoorbeeld:

Ontwerptemperatuur buiten: -15 °C
Vereiste temperatuur van het uitgaande water: 45 °C
Verwarmingsbehoefte van het gebouw: 6 kW

Controleer nu het geselecteerde model onder die omstandigheden.

Voor de JMU90HC bedraagt het opgegeven verwarmingsvermogen bij een uitlaatwatertemperatuur van -15 °C en 45 °C 5,73 kW, met een COP van 1.95.

Daaruit blijkt meteen dat het model bij -15 °C niet dezelfde output levert als bij de nominale bedrijfsomstandigheden.

Vanaf daar kan de installateur de rest van het systeem bekijken:

• Kan de vereiste watertemperatuur worden verlaagd?
• Zijn de verwarmingselementen de juiste afmetingen?
• Is er een ander model dat geschikter is?
• Is een extra verwarming nodig?
• Heeft de geselecteerde eenheid voldoende modulatiebereik?

De prestatietabel bevat de cijfers die nodig zijn voor die beoordeling.

Wat gebeurt er tijdens het ontdooien?

Bij koud en vochtig weer kan er vorst ontstaan op de buitenwarmtewisselaar.

De warmtepomp moet vervolgens een ontdooicyclus doorlopen om de ijslaag te verwijderen. Tijdens het ontdooien werkt het apparaat niet op dezelfde manier als tijdens normaal verwarmen, waardoor de warmteafgifte en het stroomverbruik op korte termijn kunnen veranderen.

Dit is een van de redenen waarom je moet vermijden om één meetwaarde bij lage temperatuur als een constante waarde voor de hele winter te beschouwen.

Bij een project in een koud klimaat is het de moeite waard om bij de fabrikant te informeren naar de ontdooiregeling, evenals naar de opgegeven capaciteit en COP.

Ook het ontwerp van het totale systeem is van belang. De aanvoertemperatuur, de verwarmingselementen, de regelapparatuur en de stroomvoorziening moeten allemaal goed samenwerken met de gekozen warmtepomp.

Voor projecten waarbij de installatieruimte voor de buitenunit beperkt is, biedt JNOD ook warmtepompoplossingen voor kleine ruimtes met behulp van luchtuitlaat aan de bovenzijde.

Wat moet je aan de fabrikant vragen?

Vraag bij het vergelijken van warmtepompen voor een project in een koud klimaat om prestatiegegevens die aansluiten bij de specifieke toepassing.

Vraag in ieder geval het volgende:

Voor kopers in Noord-Amerika vormen de huidige ENERGY STAR-criteria voor koude klimaten een ander nuttig referentiepunt. Apparatuur die hiervoor in aanmerking komt, moet voldoen aan specifieke prestatie-eisen bij lage temperaturen, waaronder eisen ten aanzien van de COP en het verwarmingsvermogen bij 5 °F (-15 °C). Dit zijn ENERGY STAR-certificeringscriteria, geen algemene eisen die voor elke warmtepomp gelden. Bekijk de huidige ENERGY STAR-criteria voor warmtepompen.

Hoe JNOD prestatiegegevens gebruikt

JNOD publiceert uitgebreide prestatiegegevens voor een selectie van R290-luchtwarmtepompen.

De prestatietabel voor de JMU90HC geldt voor buitentemperaturen van -25 °C tot 25 °C en geeft het verwarmingsvermogen, het opgenomen vermogen en de COP bij verschillende uitlaatwatertemperaturen weer.

Dat biedt installateurs en projectinkopers een betere vergelijkingsbasis dan alleen het nominale vermogen.

Voor een uitgebreider overzicht van het productassortiment van JNOD, zie de assortiment luchtwarmtepompen.

Hetzelfde principe geldt voor elke fabrikant: gebruik de prestatietabel onder omstandigheden die zo dicht mogelijk bij die van het project liggen, in plaats van alleen op de modelnaam af te gaan.

Veelgestelde vragen

Samenvatting

Het nominale vermogen van een warmtepomp is slechts één aspect van een veel breder prestatiebeeld.

Bij een project in een koud klimaat zijn de cijfers die ertoe doen, de cijfers die overeenkomen met het daadwerkelijke ontwerp:

Buitentemperatuur + temperatuur van het uitgaande water + verwarmingsvermogen + COP + gebouwbelasting.

Een model van 9 kW kan onder milde testomstandigheden bijna het nominale vermogen leveren, maar aanzienlijk minder bij -15 °C of -25 °C. De prestatietabel geeft deze verandering weer.

Voor installateurs, distributeurs en projectinkopers is het verstandig om na te gaan wat de installatie daadwerkelijk kan leveren onder de omstandigheden die het project vereist.