Verwarmen op lage temperatuur dankzij het koelsysteem

Initiële configuratie

In de initiële configuratie vóór de renovatie (zie afbeelding 1) wordt het warme water op hoge temperatuur (bv. 80 °C) geproduceerd door één of meer stookketels, terwijl het koude water (bv. 6 °C) door een koelmachine aangemaakt wordt.

Een vierpijpse eindunit (zie afbeelding 2) is aangesloten op een warmwaterdistributiecircuit en een koudwaterdistributiecircuit. Afhankelijk van de behoeften van de gebruikers wordt elke unit afzonderlijk gevoed door één van de twee circuits, voor verwarming of koeling.

In deze eindunits is de verwarmingsbatterij kleiner dan de koelbatterij, omdat het temperatuurverschil (ΔT) tussen het watercircuit en de omgeving groter is bij verwarming dan bij koeling (zie tabel A).

Om het brandstofverbruik te verminderen, kan de stookketel vervangen worden door een lucht-waterwarmtepomp. Deze werkt het best bij watertemperaturen onder de 45 °C en hogere debieten dan de ketel. De bestaande leidingen en warmteafgiftesystemen moeten dus compatibel zijn met dit nieuwe temperatuurregime en deze nieuwe debieten. Aangezien de verwarmingsbatterijen gedimensioneerd zijn voor een hoge temperatuur, zullen ze niet langer voldoende vermogen leveren als de temperatuur naar 45 °C daalt. Bovendien brengt de toename van het debiet ook meer lawaai in de leidingen en een hoger elektriciteitsverbruik voor de circulator met zich mee.

Oplossingen voor lagetemperatuurverwarming met koelbatterijen

Een eerste oplossing is om de stookketel te behouden en de bestaande koelmachine te vervangen door een vierpijpse warmtepomp die tegelijkertijd kan verwarmen. Aangezien de bestaande koelmachine in eerste instantie niet aangesloten is op het verwarmingsnet, moeten er nieuwe leidingen gelegd worden naar het warmwaterdistributiecircuit. Er moet ook een geschikt regelsysteem geïnstalleerd worden om de warmte- en koudeverdeling door de nieuwe warmtepomp te beheren (bv. omschakelkleppen en sturing).

Het leggen van nieuwe leidingen is niet altijd eenvoudig, vooral niet als de stookketel ver verwijderd is van de koelmachine. Bovendien zal de warmtepomp in verwarmingsmodus op hoge temperaturen moeten werken, wat de efficiëntie vermindert. Bij erg koud weer is het vermogen mogelijk niet voldoende en moet de stookketel overnemen. De warmtepomp zal de ketel dan moeten aansturen.

Een tweede oplossing is om de stookketel te behouden en de koelmachine te vervangen door een omkeerbare tweepijpse warmtepomp (zie afbeelding 3), die alleen aangesloten is op het koudeverdeelnet. Dit net is perfect geschikt voor lagetemperatuurverwarming (42/36 °C), aangezien de koelbatterijen groter zijn. In dat geval zijn de hydraulische aanpassingen minimaal. De omkeerbare warmtepomp is efficiënter dan de stookketel en goedkoper dan het vierpijpse model. Een tweepijpse warmtepomp kan echter niet tegelijkertijd verwarmen op lage temperatuur en koelen. De regeling van de eindunits moet dan:

• bij een verwarmingsvraag de verwarmingsbatterij kunnen activeren (klep openen) wanneer de ketel in werking is
  
• bij een verwarmingsvraag de koelbatterij kunnen activeren wanneer de warmtepomp in verwarmingsmodus staat
• bij een koelingsvraag de koelbatterij activeren wanneer de warmtepomp in koelmodus staat.

De regelaars van de bestaande eindunits laten dit type regeling echter niet toe. Ze zijn bijvoorbeeld niet in staat om de koelbatterij te activeren wanneer er een verwarmingsvraag is. Hiervoor bestaan twee oplossingen:

•  de bestaande regelaars vervangen door programmeerbare regelaars: de nieuwe regelaars zijn geprogrammeerd om de koelbatterij (en niet de verwarmingsbatterij) te activeren wanneer ze (via hun communicatiebus) de informatie ontvangen dat de warmtepomp in verwarmingsmodus staat
  
• de bestaande regelaars aanpassen: hierbij wordt het commando van de bestaande regelaar elektrisch omgeschakeld, zodat de koelbatterij geactiveerd wordt in plaats van de verwarmingsbatterij, wanneer het koudwaternet warm is. Deze omschakeling wordt geregeld door de temperatuur van het koudwaternet te meten (zie afbeeldingen 3 en 4).