Het benodigde vermogen voor woningverwarming
Geplaatst door Arie Groenveld in Energiebesparing 15 Reacties»
Bij het gasloos maken van een woning is het belangrijk om te weten hoeveel vermogen je minimaal nodig hebt bij de aanschaf van een warmtepomp. Met een eenvoudige methode is te berekenen hoeveel kW je nodig hebt om je huis te verwarmen. Deze methode heb ik in dit artikel toegepast op het gasverbruik van mijn eigen nageïsoleerde hoekwoning.
Benodigde vermogen
Vanwege de overheidsplannen om woningen gasloos te maken is de vraag of je woning daarvoor geschikt is en welk vermogen je nodig hebt om je woning op de gewenste temperatuur te krijgen. In dit artikel wordt een methode aan de hand gedaan om met behulp van het gasverbruik in een stookseizoen te berekenen hoeveel vermogen een eventueel aan te schaffen warmtepomp minimaal moet hebben om je woning te verwarmen.
In onderstaande tabel heb ik in het stookseizoen 2016/2017 aan het eind van elke maand de gasmeterstand genoteerd en daaruit bepaald hoe groot het gemiddeld gasverbruik per dag was in de stookmaanden oktober t/m april. In de betreffende hoekwoning uit 1974 is door isolatie het jaarlijks gasverbruik teruggebracht van 4000 tot 1000 m3.
Via de KNMI-website heb ik de gemiddelde maandtemperatuur van het naburig meetstation Cabauw opgevraagd en in de tabel opgenomen.
Daaruit heb ik met Excel onderstaande grafiek kunnen maken die het gemiddeld gasverbruik weergeeft als functie van de buitentemperatuur.
Aangezien het warmteverlies in een woning evenredig is met het verschil tussen binnen- en buitentemperatuur kan door de grafiekpunten een lineaire trendlijn getrokken worden die het verband aangeeft tussen buitentemperatuur en het aantal verbruikte kuubs gas per dag. Met behulp van Excel kan hieruit de bijbehorende lijnvergelijking worden bepaald die in de grafiek is weergegeven.
Stand-alone warmtepomp
Als criterium voor de aanschaf van een warmtepomp zonder hulp van een cv-ketel geldt dat het vermogen hiervan in staat moet zijn om bij -10 graden het huis te verwarmen.
Als ik in de vergelijking Y= -0,649 X + 8,8972 voor X een waarde -10 invul, wordt de Y-waarde gelijk aan 15,4 m3 gas.
Aangezien een kubieke meter gas een verbrandingswaarde heeft van 9 kWh zou je op een dag 9 x 15,4 x 0,85 = 118 kWh nodig hebben, waarbij ik ervan uitga dat er door leiding- en HR-ketelverliezen een rendement wordt verkregen van 85%.
Deze 118 kWh is nodig over een heel etmaal. Door deze waarde te delen door 24 krijg je het gemiddeld vermogen dat nodig is om het huis bij -10 graden op temperatuur te houden.
In dit geval is dat 4,92 kW.
Hierbij moet worden opgemerkt dat de warmtepomp ook nog warm tapwater moet kunnen leveren. Uit praktische overwegingen zou ik in dit geval met een warmtepomp van 6 kW kunnen volstaan. Het komt immers niet vaak voor dat er dagen zijn met een gemiddelde buitentemperatuur van -10 graden.
Hybride warmtepomp
Bij een hybride warmtepomp zorgt de warmtepomp voor verwarming van de woning tot een buitentemperatuur van ongeveer 4 graden. Beneden deze temperatuur neemt de cv-ketel de verwarming over.
Bij 4 graden is het gemiddeld gasverbruik per dag: -0,649 x 4 + 8,8972 = 6,3 m3 gas.
Dat komt overeen met 50,4 kWh over een volledig etmaal.
Het benodigde vermogen voor de warmtepomp wordt dan 50,4/24 = 2,1 kW.
In feite is dan een warmtepomp met een vermogen van 3 kW ruim voldoende.
Opmerkingen
- In de grafiek liggen de punten niet exact op één lijn. In de maanden waarbij de punten er boven liggen bleek dat de gemiddelde windsnelheid beduidend hoger was dan die in de andere maanden waardoor het huis sneller werd afgekoeld.
- De zonne-instraling is in de maand april heel sterk waardoor er relatief weinig hoeft te worden verwarmd. Daarom heb ik dat punt in de grafiek niet meegenomen.
- In de gemeten waarden zit ook het gasverbruik voor koken en tapwater. Uit metingen in de zomermaanden blijkt dat hiervoor circa 0,5 kuub gas per dag nodig is.
- De woning is voorzien van vloerverwarming en daardoor geschikt voor toepassing van een warmtepompsysteem.
- Ik heb nog geen warmtepomp aangeschaft. Mijn voorkeur gaat uit naar een PVT-systeem. Deze systemen zijn nog relatief nieuw.
15 reacties op “Het benodigde vermogen voor woningverwarming”
Heb je de Solarfreezer eens bekeken? Dit is een mooie integratie van PVT en warmtepomp. Volgens mij is het ook een 6 KW warmtepomp.
@ Helfenstein,
Bedankt voor de hint. Ik ga er zeker naar informeren.
Je kan je gasverbruik ook spectaculair terugschroeven door “leefruimtes” in woningen te verminderen, zoals arme mensen dat nu al op grote schaal doen. Je verwarmt dan alleen b.v. de woonkamer, de keuken en ’s morgens de badkamer. Isolatiemaatregelen voor het dak en dubbel glas op slaapkamers kunnen dan ook achterwege gelaten worden. Dure investering van een warmtepomp idem dito. Voor mezelf hanteer ik een nog strenger regime en woon bij koud weer (< 5 graden) alleen in de keuken (met raam op het zuiden !)en kom dan per jaar op zo'n 5 a 600 m3 gas. Goede oplossingen zijn vaak eenvoudige oplossingen.
@ Michiel,
Voor de maatregelen die je nu beschrijft hoef je niet eens arm te zijn. Slaapkamers worden door de meesten niet verwarmd. Toch kan het verstandig zijn om je dak te isoleren niet alleen vanwege het energielabel en de meerwaarde van je woning, maar ook door de indirecte energiebesparing.
Ik heb de zolder nooit verwarmd, maar sinds mijn dakisolatie is het daar een paar graden warmer en is ook het gasverbruik gedaald. Wellicht is dat mede een gevolg van de vervanging van enkel glas in de slaapkamers en dakkapel door HR++ glas.
En op termijn zul je er niet aan ontkomen om toch voor een gasloze oplossing te kiezen. Investeringen in isolatie (die kunnen gefaseerd) verdienen zich altijd terug, vaak binnen een periode van 5 jaar.
En dat heeft ook invloed op de kosten van de noodzakelijk toekomstige maatregelen.
Interessant artikel weer, maar ik heb er toch wat kanttekeningen bij. Ik houd zelf mijn gasverbruik bij sinds 2015 (via mindergas.nl) en heb gemerkt dat het gasvebruik per dag niet alleen afhangt van isolatie en het weer. In 2013 gebruikte ik nog 1617 m3 per jaar, nu nog maar 963m3 voor hetzelfde huis met dezelfde ketel. Een andere afstelling van de cv-ketel en waterzijdig inregelen van de cv hebben veel besparing opgeleverd. Maar ook nieuwe (hoger stokende) buren bleken van invloed.
Ik zou daarom voor de veiligheid naast bovenstaande methode dan ook nog een capaciteitsberekening maken op basis van het aantal kubieke meters huis dat je hebt. Dus eigenlijk de rekenmethode zoals die voor cv-installaties gangbaar is. Als je met beide berekeningen op dezelfde waarde uitkomt weet je zeker dat je goed zit.
Your blog is informative thank you for sharing this if you guys are looking for used car however you sound like you understand what you’re speaking about! Thanks
@Pien,
Op zich is je constatering van het gasverbruik in 2013 niet zo vreemd.
In de eerste 4 maanden van 2013 waren de gemiddelde maandtemperaturen resp. 1,73; 1,66; 2,5 en 7,96 graden en in november en december 6,7 en 5,64 graden. Ik verstookte in het stookseizoen van oktober 2012 t/m september 2013 1416 m3 gas, terwijl ik de laatste jaren uitkom op circa 1000 m3. 2012/2013 was een heel koude winter.
De stookgrafiek die ik toen op dezelfde manier heb gemaakt wijkt nauwelijks af van de grafiek in het artikel.
Natuurlijk zijn er ook andere factoren die een bijrol spelen, zoals het stookgedrag van de buren, de afstelling van je CV-ketel en het aantal kamers dat je verwarmt. Ik heb dit artikel gepubliceerd, omdat het lastig is om de isolatiewaarde van een woning te berekenen. Op deze manier krijg je onafhankelijk van de aard van de winter een redelijk beeld van het warmteverlies van je woning bij een bepaalde buitentemperatuur.
Dien ik in bovenstaand voorbeeldberekening, rekening te houden met 6kw warmtepomp of het vermogen van de warmtepomp bij -10?
Scheer,
Uit de berekening blijkt dat er bij 10 graden vorst gedurende een etmaal 4,92 KW nodig is om de woonkamer op 20 graden te houden. Dus ik zou met een 5 kW warmtepomp kunnen volstaan. Om wat extra marge te hebben voor o.a. tapwater ben ik ervan uitgegaan dat 6 KW ruim voldoende is. Bovendien komt 10 graden vorst niet zo vaak meer voor.
Ik denk dat je moet zorgen dat bij 0 gasgebruik het snijpunt met de X-as de kamer temperatuur is. Ik heb dat bij mij gedaan door bij de kamer temperatuur een fictieve waarde in te voeren zodat de trendlijn door dit punt gaat. De tendlijn komt er dan een stuk anders uit te zien.
Beste Ad,
“Ik denk dat je moet zorgen dat bij 0 gasgebruik het snijpunt met de X-as de kamer temperatuur is”
Dat zou het eigenlijk al moeten zijn als de temperatuur in de hele woning gelijk is aan die van de kamer. Maar als je de andere vertrekken niet verwarmt, is de gemiddelde woningtemperatuur in het stookseizoen lager dan de kamertemperatuur. Bovendien begin ik eigenlijk pas te verwarmen als de buitentemperatuur lager is dan een graad of 15, waarbij ook nog de stralingswarmte van de zon zeker in het voorjaar een belangrijke rol speelt.
Bij 15 graden gemiddeld is het overdag vaak nog 17 of 18 met een gering warmteverlies in de daguren.
Ik denk dat je gewoon moet uitgaan van het huidige gasverbruik. De vergelijking moet eerlijk zijn. Ik hen nergens wat gelezen over de max.temp welke de warmtepomp levert. Die ligt toch op ca 35grC. Wil je daarmee je kamer verwarmen dan moet je een groot verwarmingsoppervlakte hebben. De cv op gas gaat uit van water temp 90/70.
Beste Miel,
Het is een puur theoretische benadering, maar onafhankelijk van de strengheid van een winter. Hoe je dat vermogen bij een lage buitentemperatuur moet kwijtraken is een kwestie van voldoende warmteafgifte mogelijkheden zoals o.a. vloerverwarming, radiatoroppervlak en de watertemperatuur.
En een buitentemperatuur van -10 graden komt heel sporadisch voor. Vermoedelijk kan ik in mijn woning volstaan met een iets lager vermogen.
Overigens kan men de meeste woningen wel warm krijgen met een watertemperatuur van 70 graden of lager.
Beste Arie,
Erg bedankt, heel nuttig. Heb je nu toevallig de warmtepomp in gebruik, en is het mogelijk om het werkelijk gebruik (gemiddeld kWh) van warmtepomp te vergelijken met eerdere gasgebruik? Dus eigenlijk de figuur maar dan met gemiddeld kWh op de y-as?
Zo begrijp ik (sorry geen expert) dat de COP waarde ook lager wordt bij lagere temperatuur, en zal de relatie tussen buitentemperatuur en kWh waarschijnlijk niet linear zijn.
Vriendelijke groet, Geert
Beste Geert,
Ik heb nog geen warmtepomp. Misschien ga ik wel voor een PVT-warmtepomp.
De metingen zijn onafhankelijk van de COP van een warmtepomp, maar geven het gasverbruik weer bij verschillende buitentemperaturen. Ik mag aannemen dat die redelijk lineair zijn. Er zijn soms punten die niet precies op de trendlijn liggen, maar dat komt voor bij maanden waarin de gemiddelde windsnelheid hoog is. Dan gebruik je wat meer gas. En in de maanden waarin er veel zonneschijn is gebruik je wat minder gas.
De berekening geeft alleen weer hoeveel vermogen er nodig is om mijn huis te verwarmen bij een bepaalde buitentemperatuur.
Ik kan me voorstellen dat bij een buitentemperatuur van -10 graden de COP van een lucht/water warmtepomp behoorlijk laag is.
Als je het artikel
https://www.klimaatexpert.com/warmtepomp/technisch/cop-scop-en-rendement
leest zie je in de grafiek dat bij levering van water van 45 graden de COP van een warmtepomp circa 2 is. Maar dat kan natuurlijk per merk verschillen.
Met andere woorden: de COP van een warmtepomp is afhankelijk van de buitentemperatuur en van de temperatuur van het water dat hij moet leveren.