JBtL schreef op zaterdag 5 juli 2025 @ 20:23:
[...]
En nog in aanvulling - bij rijwoningen & 2-onder-1 kap hangt het ook af van het stookgedrag van de buren. Als deze de bovenverdieping kouder houden - ook al is het verschil maar klein - dan kan er wel veel warmte door de tussenmuur - als deze niet geisoleerd is (meeste huizen gebouwd tot 1992) ontsnappen. Vaak is die spouw ook nog open aan de bovenkant waardoor dit nog extra speelt.
Ik heb het model ook nog door de AI gehaald om een sCOP te bepalen (berekening is dubbel gechecked, en klopt):
Vergelijking van Twee Verwarmingsscenario's voor een Woning in Nederland
Ik heb een analyse gedaan van de warmteverliezen en de efficiëntie (sCOP) van een warmtepomp in een woning in Nederland. Het doel is om te bepalen welk verwarmingsscenario het meest efficiënt is: het hele huis verwarmen of alleen de begane grond. De berekeningen zijn gebaseerd op specifieke huisafmetingen, isolatiewaarden en de prestaties van ventilatorconvectoren, voor vloerverwarming werkt het model identiek - voor radiatoren moet de radiatorexponent worden meegenomen.
Basisgegevens van de Woning en Installatie
Laten we beginnen met de uitgangspunten:
- Woningtype: Twee verdiepingen
- Afmetingen per verdieping: 15 m x 8 m = 120 m²
- Totale hoogte: 2 x 3 m = 6 m
- Totaal volume: 720 m³
- Netto buitenoppervlakte muren: 220.8 m² (na aftrek 55.2 m² voor ramen/deuren)
Isolatiewaarden (U-waarden):- Dak: 0.1587 W/m²K
- Begane grondvloer: 0.2703 W/m²K (verlies naar ondergrond van 5°C)
- Ramen/Deuren: 1.4286 W/m²K
- Buitenmuren: 0.2128 W/m²K
- Tussenvloer (BG -> 1e verd.): 5 W/m²K (deze hoge waarde geeft aan dat er weinig isolatie is tussen de verdiepingen)
Temperaturen & Ventilatie:- Gewenste binnentemperatuur: 20°C
- Buitenontwerptemperatuur: -10°C
- Temperatuur onder begane grondvloer: 5°C
- Aanname grondverlies: Temperatuurverschil over begane grondvloer is de helft van het verschil tussen binnen en buiten (ΔT_grond = 0.5 * (T_binnen - T_buiten)).
- Luchtverversing: 0.5 ACH (Air Changes per Hour), wat neerkomt op 120 W/K warmteverlies voor het hele huis.
Warmtepomp Efficiëntie & Afgiftesysteem:- De warmtepomp efficiëntie wordt geschat op 40% van de theoretische Carnot-COP.
* TH = Ta aanvoerwater + 2°C (condensatietemperatuur in Kelvin)
* TC = Tbuitenlucht - 5°C (verdampingstemperatuur in Kelvin) - Het afgiftesysteem (ventilatorconvectoren) is cruciaal:
* In Scenario 1 (hele huis verwarmd) zijn de convectoren zo gedimensioneerd dat bij -10°C buiten, een aanvoertemperatuur van 35°C voldoende is om 20°C binnen te bereiken. Dit bepaalt de effectieve K-factor van het systeem (674.66 W/K).
* In Scenario 2 (alleen begane grond verwarmd) wordt slechts de helft van deze convectoren gebruikt, wat resulteert in een K-factor van 337.33 W/K. Dit betekent dat er hogere aanvoertemperaturen nodig zijn om de warmtevraag te dekken. - In beide scenario's wordt een stooklijn (weersafhankelijke regeling) gebruikt om de aanvoertemperatuur dynamisch aan te passen aan de buitentemperatuur en de actuele warmtevraag.
Warmteverliesberekening per Scenario
De warmteverliezen worden berekend per graad Kelvin verschil en vervolgens voor de specifieke temperaturen.
Constante Warmteverliescoëfficiënten per Component (U-waarde x Oppervlakte):- Dak: 19.044 W/K
- Ramen/Deuren (Totaal): 78.857 W/K
- Buitenmuren (Totaal): 46.99 W/K
- Ventilatie (Totaal): 120 W/K
- Tussenvloer (BG -> 1e verd.): 600 W/K
- Begane grondvloer: 32.436 W/K
Scenario 1: Beide Verdiepingen Verwarmd tot 20°C
Hier wordt het hele huis verwarmd. Het warmteverlies is:
code:
1
2
3
| Q_totaal, S1 = (U_totaal_componenten + U_grondA_grond x 0.5) x (20 - T_buiten)
Q_totaal, S1 = (19.044 + 78.857 + 46.99 + 120 + (32.436 x 0.5)) x (20 - T_buiten)
Q_totaal, S1 = 281.109 x (20 - T_buiten) |
* Bij -10°C buiten:
8433.27 W
Scenario 2: Alleen Begane Grond Verwarmd tot 20°C
In dit scenario wordt alleen de begane grond verwarmd. De 1e verdieping koelt af, en het warmteverlies van de begane grond omvat nu ook verlies naar de koudere 1e verdieping.
1.
Temperatuur 1e Verdieping (T_1e_verdieping): Deze wordt dynamisch berekend op basis van de buitentemperatuur, rekening houdend met warmtewinst via het plafond van de begane grond en warmteverlies naar buiten. Bij -10°C buiten, zakt de temperatuur op de 1e verdieping naar ongeveer
14.26°C.
2.
Warmtevraag Begane Grond (Q_totaal, S2): Dit omvat warmteverliezen naar de grond, buitenmuren, ramen, ventilatie (alles voor de helft van het huis) én warmteverlies naar de koudere 1e verdieping.
* Bij -10°C buiten: ongeveer
7618.25 W
Schatting Warmtepomp Elektriciteitsverbruik en sCOP
De sCOP wordt berekend over een vereenvoudigd stookseizoen van 3820 uur, verdeeld over verschillende temperatuurbereiken:
code:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| Buitentemperatuur Bereik (°C) | Aangenomen Uren/Jaar
------------------------------|--------------------
-10°C | 20
-5°C | 100
0°C | 500
5°C | 1200
10°C | 1500
15°C | 500
------------------------------|--------------------
[b]Totaal Verwarmingsuren[/b] | [b]3820[/b] |
A. Scenario 1: Beide Verdiepingen Verwarmd tot 20°C
De aanvoertemperatuur wordt dynamisch bepaald door de stooklijn, startend van 35°C bij -10°C buiten.
code:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| T_buiten | Q_totaal, S1 (W) | T_aanvoer, S1 | COP_S1 | P_elec, S1 (W) | Energie_S1 (kWh/jaar)
---------|------------------|---------------|--------|----------------|-----------------------
-10°C | 8433.27 | 35.00°C | 2.387 | 3532.74 | 70.65
-5°C | 7027.73 | 32.50°C | 3.022 | 2325.86 | 232.59
0°C | 5622.18 | 30.00°C | 3.834 | 1466.30 | 733.15
5°C | 4216.64 | 27.50°C | 4.949 | 851.98 | 1022.38
10°C | 2811.09 | 25.00°C | 7.059 | 398.24 | 597.36
15°C | 1405.55 | 22.50°C | 11.905 | 118.06 | 59.03
---------|------------------|---------------|--------|----------------|-----------------------
[b]Totaal[/b] | [b]13662.21 kWh[/b] | | | | [b]2715.16 kWh/jaar[/b] |
Geschatte sCOP voor Scenario 1: 5.03
B. Scenario 2: Alleen Begane Grond Verwarmd tot 20°C
De aanvoertemperatuur wordt dynamisch bepaald door de stooklijn, maar is hoger vanwege de beperkte afgiftecapaciteit op de begane grond.
code:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| T_buiten | T_1e_verdieping | Q_totaal, S2 (W) | T_aanvoer, S2 | COP_S2 | P_elec, S2 (W) | Energie_S2 (kWh/jaar)
---------|-----------------|------------------|---------------|--------|----------------|-----------------------
-10°C | 14.26 | 7618.25 | 45.08°C | 2.060 | 3700.12 | 74.00
-5°C | 15.22 | 6346.54 | 41.28°C | 2.636 | 2407.48 | 240.75
0°C | 16.17 | 5080.83 | 37.58°C | 3.261 | 1557.70 | 778.85
5°C | 17.14 | 3803.12 | 33.78°C | 4.240 | 897.00 | 1076.40
10°C | 18.10 | 2531.42 | 29.98°C | 6.091 | 415.58 | 623.37
15°C | 19.05 | 1265.71 | 26.18°C | 10.429 | 121.37 | 60.68
---------|-----------------|------------------|---------------|--------|----------------|-----------------------
[b]Totaal[/b] | [b]13321.16 kWh[/b] | | | | | [b]2854.05 kWh/jaar[/b] |
Geschatte sCOP voor Scenario 2: 4.67
Samenvatting en Conclusie
Hier zijn de geschatte jaarlijkse resultaten voor beide scenario's:
- Scenario 1 (Hele huis verwarmd, 35°C aanvoer bij -10°C buiten):
* Geschatte Jaarlijkse Warmtelevering: 13662.21 kWh
* Geschat Jaarlijks Elektriciteitsverbruik: 2715.16 kWh
* Geschatte sCOP: 5.03 - Scenario 2 (Alleen begane grond verwarmd, hogere aanvoertemperaturen):
* Geschatte Jaarlijkse Warmtelevering: 13321.16 kWh
* Geschat Jaarlijks Elektriciteitsverbruik: 2854.05 kWh
* Geschatte sCOP: 4.67
Conclusie:
De analyse toont consistent aan dat
Scenario 1 (het hele huis verwarmen met een goed gedimensioneerd, laag-temperatuur afgiftesysteem) efficiënter is dan Scenario 2 (alleen de begane grond verwarmen met een kleiner afgiftesysteem).
Hoewel in Scenario 2 iets minder warmte geleverd wordt (13321 kWh versus 13662 kWh), is het elektriciteitsverbruik hoger (2854 kWh versus 2715 kWh). Dit komt door de lagere efficiëntie (sCOP) van de warmtepomp in Scenario 2.
Dit bevestigt een belangrijk principe voor warmtepompen: de
hoogste efficiëntie wordt behaald bij de laagst mogelijke aanvoertemperatuur. Wanneer een kleiner deel van het afgiftesysteem wordt gebruikt (zoals alleen de begane grond convectoren in Scenario 2), moet de warmtepomp hogere temperaturen leveren om dezelfde warmtevraag te dekken. Dit verlaagt de COP van de warmtepomp aanzienlijk, wat resulteert in een hoger elektriciteitsverbruik en dus hogere operationele kosten.
Het is dus voordeliger om het
gehele afgiftesysteem optimaal te benutten voor lage-temperatuurverwarming, in plaats van te zoneren op een manier die hogere aanvoertemperaturen vereist.
---
[/code]