nairolf schreef op donderdag 16 januari 2025 @ 11:28:
[...]
Vermogen van een CV systeem
Je moet bedenken dat voor warmte-energie zoals in een CV systeem geldt:
Vermogen ("energie snelheid", in kW, dus zegmaar "kWh/h", niet kWh) = flow (in L/h of L/min, "debiet" in het nederlands) * deltaT (verschil in graden celcius/kelvin tussen de temperatuur die de WP binnenkomt en de temperatuur die de WP uit gaat) * C (een constante. Als flow in L/h is dan is de constante ongeveer 1.159. Deze constante is niet afhankelijk van de WP, maar is een natuurkundige eigenschap van water).
Warmtebron
Voorbeeld: Quatt houdt aan +-800 L/h flow, dus als de Quatt dan 3.5 graden deltaT "maakt" dan is dat ongeveer 3245 W, oftewel 3.245 kW.
Wat gebeurt er als flow lager of hoger is? Nou, dan gaat het water ook langzamer door de "warmtebron" (WP of ketel), en zal het dus langer hebben om op te warmen. Het effect is dat je WP/ketel meer "deltaT" toevoegt. Het resultaat is dus dat een lagere flow niet direct leidt tot een
evenredig lager vermogen, maar mogelijk wel tot een
iets lager vermogen.
Het resultaat van een lagere flow is ook dat de watertemperatuur hoger wordt (want de bron voegt meer deltaT toe). Voor een WP is dat typisch niet gewenst, want hoe hoger de temperatuur, hoe slechter je COP wordt. Dat is ook waarom een WP typisch een (veel) hogere flow heeft dan de CV ketel heeft/had, want dan kan de deltaT klein blijven, en dan blijft de watertemperatuur ook wat lager. Al kan deze bij slechte afgifte alsnog oplopen naar 45/50/55 graden, wat echt wel vij hoog is.
Warteafgifte
Als je warmtebron het water warm heeft gemaakt, dan moet je afgifte dat ook weer afnemen. De bedoeling is dat je warmtebron en je warmteafgifte een "equilibrium", een evenwicht, bereiken. Er zijn een aantal factoren die hier samenwerken:
- Buitentemperatuur: Hoe lager de buitentemperatuur, hoe sneller je huis afkoelt.
- Warmtebron: hierboven al besproken
- Afgiftesysteem.
De buitentemperatuur bepaalt hoeveel energie je iedere seconde/uur verliest (warmteverlies in kW).
Je afgiftesysteem bepaalt hoe hoog de watertemperatuur moet zijn om dat verlies te compenseren.
Je warmtebron probeert die verhouding goed te houden.
Een goed afgiftesysteem betekent dat er "veel" van de watertemperatuur "gebruikt" wordt door je verwarming. Voorbeeld: Vloerverwarming kan vaak bij een watertemperatuur van 28 graden daar al 4 graden van gebruiken, waardoor er 24 graden water weer uit de vloerverwarming komt. In dit voorbeeld wordt zegmaar 50% van de warmte gebruikt: Ten opzichte van de kamertemperatuur (zeg even 20 graden) is het water met 50% afgenomen, want van die 8 graden verschil is 4 graden (50%) in de vloer/lucht gegaan.
Maar radiatoren hebben meestal meer moeite daarmee: Bij 28 graden water wordt er meestal maar bijv. 1.6 graden, dus maar 20%. Wat moet er dus gebeuren om in die radiator ook 4 graden afgifte te hebben? Dan moet 4 graden 20% zijn, dus dan moet het water 20 + 4 / 20% = 20 + 4 / 0.2 = 40 graden worden.
offtopic:
Dit is niet helemaal hoe het werkt, er zit iets met "tot de macht" in en andere natuurkunde, maar ik probeer een concept uit te leggen.
Daarnaast kan je met waterzijdig inregelen veel effect halen, maar dat is vooral om de verschillende radiatoren/afgiftebronnen in huis onderling in evenwicht te brengen, dus dat ze allemaal ongeveer evenveel warmte afgeven. Maar dat is een heel ander topic.
Verwarmings-equilibrium
Dus hoe ziet zo'n equilibrium er dan uit? Stel we hebben alleen radiatoren, en we houden die 20% aan, en de buitentemperatuur bepaalt dat er 3.7 kW warmteverlies is. We gaan er even vanuit dat de WP/Quatt dit snapt en dus in dit voorbeeld de hele tijd 3.7 kW vermogen gaat maken. Dat is ongeveer 4 graden deltaT bij 800 L/h (Quatt). Even een versimpeld voorbeeld over de tijd:
- minuut 0: WP start: watertemperatuur is 20 graden. Quatt voegt 4 graden toe: Water is 24 graden
- minuut 2: Na een half rondje komt het water met 24 graden aan bij de radiator. Die geeft 20 % af, dus daar komt 23.2 graden water uit.
- minuut 4: Na een heel rondje komt het water met 23.2 graden terug bij de Quatt, die voegt 4 graden toe: Water is 27.2 graden
- minuut 6: 27.2 graden water komt bij radiator aan. Die geeft 20% af, dus daar komt 25.76 graden water uit
- minuut 8: Quatt: 25.76 -> 29.72
- minuut 10: Radiator: 29.72 -> 27.808
- minuut 12: Quatt: 27.808 -> 31.808
- minuut 14: Radiator: 31.772 -> 29.446
- minuut 16: Quatt: 29.446 -> 33.446
- minuut 18: Radiator: 33.446 -> 30.757
- minuut 20: Quatt: -> 34.757
- minuut 22: Radiator: -> 31.806
- minuut 24: Quatt: 35.806
etc...
- Uiteindelijk is het evenwicht gevonden op: Quatt maakt van 36 graden water 40 graden, en de radiator maakt daarvan weer 36 graden, en zo gaat het evenwicht op deze temperatuur verder.
Je afgiftesysteem bepaalt dus hoe warm je water moet zijn om je warmteverlies te compenseren. In principe is het niet belangrijk voor je WP hoe warm het water is om zijn werk te doen, hij voegt gewoon toe wat "nodig" is. Dit hangt natuurlijk af van hoe slim de software van Quatt/CiC of je WP control unit is, wat hij vindt dat er aan kW en dus deltaT aan toegevoegd moet worden.
Waar de watertemperatuur
wel relevant voor is, is je COP. Want een lagere watertemperatuur zorgt voor een hogere COP, dus dan is er minder electricit nodig om diezelfde 4 graden aan het water toe te voegen.
Stel je kan die 20% verhogen tot 30% met ventilatoren, dan ligt het equilibrium (in dit versimpelde voorbeeld) niet rond 40/36 graden maar op 33.333/29.333 graden. Dat scheelt bijna 7 graden en dus al snel een hoop COP!
Op basis van de theorie geldt: COP is ongeveer gelijk aan C / (T_water_uit_WP - T_buiten), met C weer een of andere constante. Dat verschil waar we door delen heeft "T_lift". Stel dit voorbeeld was bij buitentemperatuur 0 graden. Dan gaat de Tlift van 40 graden naar 33.333 graden, dus je COP stijgt met 40/33.333 = 1.2, oftewel is 20% hoger, en je energieverbruik voor diezelfde dag tussen met en zonder ventilatoren daalt met 1/1.2 = 0.8333, oftewel is 16.666% lager
in theorie