MacMF schreef op dinsdag 13 februari 2024 @ 22:59:
[...]
Ik had ook gezien dat warm houden iets van 2kw gebruikt (buiten temp. net onder vriespunt), warmte pomp doet niet veel meer bij te lage temperaturen dus ik ga ervan uit dat er ook nog een standaard verwarmingselement in zit. Misschien dat de grootste invloed (naast snelheid) de koude accu is.
Deels waar, een warmtepomp doet minder bij lage buitentemperaturen dan in de zomer.
Maar "niet veel" klopt niet.
De efficientie drukken we bij warmtepompen uit in de COP waarde.
Dat staat voor Coefficientie Of Performance en geeft de verhouding aan tussen de energie die de aandrijflijn van de pomp opneemt en de uiteindelijke bruikbare productenergie die onze accu en cabine opwarmt. (of koelt).
Een warmtepomp is een warmtepomp, in een auto niet anders dan in een stookinstallatie, een koelkast, een airco of vriezer... de techniek is identiek en hooguit de afmetingen en vormgeving bepalen wat het uiteindelijk opgenomen vermogen is of de afgegeven vermogens aan warmte of kou. De techniek bestaat al zolang er koelkasten zijn
De efficientie is wel degelijk onderhevig aan omstandigheden van de omgevingstemperatuur, en de warmtepomp die warmte moet produceren zal daardoor in de winter inderdaad minder presteren dan in de zomer, omgekeerd zal in de zomer het koelend vermogen afnemen als de temperatuur te hoog wordt simpel omdat afgevoerde warmte minder goed aan de te warme omgevingslucht kan worden afgegeven.
Die COP waarde geeft dus aan hoeveel joules warmte uit hoeveel joules opgenomen energie wordt geproduceerd, je kunt dit ook omzetten in kWh, maar joules is bij warmte de juiste term. Voor het gemak gaan we nu even uit van kWh, uitgaande van 1 kWh = 3600 kJ.
In de zomer kan een warmtepomp onder gunstige omstandigheden een COP waarde van 6 a 7 bereiken. Dat wil zeggen dat voor elke opgenomen kWh uit de accu ongeveer 7 kWh (25.200 kJ) aan warmte of afkoeling kan worden geproduceerd.
In de winter loopt de COP waarde onder invloed van een lagere delta T op de buitenunit echter terug naar ongeveer COP-3. De pomp doet dan nog altijd 3 kWh (10.800 kJ) bij een verbruik van 1 kWh energie uit de accu.
Hoewel dit een terugval is met 57% (er blijft 43% van de efficientie over) zal de pomp hierop zijn uitgelegd in de ontwerpfase, er is ongeveer 10.800 kJ per opgenomen kWh aan energie nodig om de accu en cabine op te warmen.
De pomp zal dus in warmere omstandigheden overproductie hebben, en dienovereenkomstig afschalen waardoor deze minder gebruikt aan de primaire zijde en dat komt de actieradius ten goede.
Onze warmtepompjes verbruiken vollast ca 3 kW, in de winter bij temperaturen rond 0 graden produceren we dus ca 30.000 kJ warmte, en dat moet genoeg zijn om de cabine op 21 graden te brengen (een standaard uitgangstemperatuur in klimaatland voor berekeningen van installaties). Wil je meer dan 21 graden, dan zal de pomp toch maximaal die 30.000 kJ produceren, en kan het zijn dat je de gevraagde temperatuur niet haalt.
De pomp staat dan 100% aan, gebruikt dan 3 kW waardoor elk uur 3 kWh uit de accu getrokken wordt.
Wanneer je bijv 19 graden instelt, zal de pomp niet 100% hoeven draaien maar bijvoorbeeld 80%, er wordt dan ca 2,4 kW per uur verbruikt (2,4 kWh)
In geval het buiten 12 graden is, zal de pomp een hogere COP waarde bereiken, voor de gevraagde 30.000 kJ is dan geen 3 kW opgenomen vermogen meer, maar nog slechts ca 1,5 kW. Omdat je het ook sneller warm krijgt zal bij 21 graden (er is dan minder afkoeling te compenseren) de hoeveelheid benodigde energie echter geen 30.000 kJ zijn, maar bijv nog 15.000, dat staat weer voor ca 0,8 kW bij de dan bereikte COP waarde, waardoor het verschil voor de gebruiker zeer groot lijkt: 3 kW bij 0 graden tegen 0,8 kW bij 12 graden.
Daardoor ontstaat al snel de indruk dat de pomp bij 0 graden "niet veel" meer doet, maar in werkelijkheid valt dat reuze mee, alleen heb je er minder van nodig bij 12 graden. Er is dan veel onzichtbare overcapaciteit die niet wordt benut terwijl die er in de 0 graden variant amper meer is.
De warmtepompen hebben dus niet persee een extra warmte element, juist dat zou ze bijzonder inefficiënt maken, je gaat dan de capaciteit die eigenlijk normaal toereikend moet zijn maar wel 3 kW energie vergt, met nog eens 1 a 3 kW (afhankelijk welk warmte element wordt gebruikt) verhogen.
Volvo geeft wat dat betreft nit altijd de juiste voorstelling in de folders, sterker zij overdrijven het en zeggen dat de pomp onder 0 graden en boven 30 graden uitstaat. Wees eerlijk, afgelopen zomer is het enkele malen boven 30 graden geweest, deed je airco (is ook de warmtepomp) het toen ineens niet meer?
En in december, toen het een week onder 0 was, had je ineens geen warmte meer in de auto?
Volvo suggureert dat dan andere systemen de koeling overnemen boven 30 graden ( een andere warmtepomp? want alleen zo kun je koelen) en onder 0 (dat zou dan een elektrisch verarmingselement kunnen zijn), maar dat kan theoretisch technisch bezien echt niet kloppen.
De warmtepomp is actief tussen de 0°C en 30°C en het meest efficiënt tussen de 5°C en 15°C
De efficientie klopt wel deels, een warmtepomp in welke omstandigheid dan ook is het meest efficient tussen 5 en 25 graden, die van Volvo niet uitgezonderd, maar vermoedelijk om claims (vooral USA) te voorkomen geven ze hier een wel heel zuinige voorstelling van de werkelijkheid weer, daarmee zitten ze heel veilig, maar het zet ons op het verkeerde been.
To the point: je warmtepomp werkt gewoon tussen -15 en +50 graden, alleen is onder 0 en boven 30 de efficientie onvoldoende om het klimaat in de auto op peil te houden indien je in de winter meer dan 21 graden en in de zomer onder 18 graden probeert te conditioneren. Gewoon omdat dan de binnenkomende warmte (zomer ) of wegvliedende warmte (winter) door de isolatie van de cabine en accu groter wordt dan de pomp kan verwerken. Onder -15 is het inderdaad afhankelijk van de kwaliteit van de pomp en de conditie ervan (elk jaar lekt er wat koelvloeistof weg waardoor capaciteit afneemt) of deze nog zal werken. Daarom is onderhoud aan het systeem best belangrijk waarbij zeker niet mag worden vergeten het netjes bij te vullen indien nodig.