Wat is de taak van een buffervat bij een warmtepomp?

buffervat met vier aansluitingen voor buizen ten behoeve van een warmtepomp

Bij veel warmtepompinstallaties wordt een buffervat gebruikt, in bepaalde situaties schakelbuffer of schakelvat genoemd. Het gebruik van een buffervat is, twee specifieke situaties uitgezonderd, een zéér controversieel onderwerp.

Aan de ene kant staan technisch onderlegde mensen die beredenerend en met bewijzen onderbouwen waarom een buffervat bij een warmtepomp juist géén goed idee is.

Aan de andere kant staat (een groot deel) van de installatie-branche die argumenten gebruikt als "zo doen we het altijd", "dat is beter zo", "daar wordt uw systeem stabieler van", zo "adviseert de fabrikant het" maar niet met harde bewijzen komen dat dit fundamenteel noodzakelijk. We horen zelfs dat klanten die met argumenten de inzet van een buffervat bestrijden en van de installateur te horen krijgen "dan krijgt u geen garantie en nemen we geen verantwoordelijkheid voor het juiste werking" in plaats van met gefundeerde tegenargumenten te komen. We krijgen soms wel eens de indruk dat het verkopen van een buffervat "onder dwang" (want op moment van schrijven moet je "dankbaar" zijn dat een installateur jou een warmtepomp wil verkopen) een extra inkomsten stroom gegarandeerd.

In dit artikel beschrijven we een aantal mogelijke toepassingen (situaties) van het gebruik van het buffervat en belichten wij de voor- en nadelen. Maar ook waarom de fabrikanten en installatiebranche zo krampachtig vasthoudt aan het gebruik van een buffervat.

In het kort

Veelal zetten installateurs bij de installatie van een warmtepomp een buffervat in, maar in 9 van de 10 gevallen is deze strikt genomen niet noodzakelijk. Ze lossen daarmee ogenschijnlijk een probleem op, of beter geschreven: ze maskeren een probleem die zonder het buffervat (prominenter) aan het licht zou komen. Maar die "oplossing" (het buffervat) lost dit probleem ook nog eens beperkt op (als he al mag beschouwen als een oplossing).

Feitelijk moet het probleem niet met een buffervat opgelost worden, dat is symptoombestrijding. Een buffervat neemt plaats in beslag, het kost veel geld, maar het ergste is dat een buffervat het rendement van de cv-warmtepomp verminderd[1] waardoor deze meer elektriciteit zal verbruiken. De klant is betaalt twee keer (aanschaf en rendement), onnodig de rekening.

Een serieel buffervat is wel zeer noodzakelijk als de systeeminhoud te klein is en te weinig cv-water beschikbaar is voor het uitvoeren van een ontdooicyclus. Ook is een serieel buffervat noodzakelijk als het gehele afgiftesysteem voorzien is van een naregeling (een naregeling i.c.m. een cv-warmtepomp vinden we niet verstandig, maar dat is weer een heel ander onderwerp). Maar het buffervat is niet nodig bij gebruik van een naregeling als je de vloerverwarming (alleen) in de woonkamer altijd open laat.

Een buffervat is nooit noodzakelijk als je in de woonkamer een natbouw vloerverwarming hebt (en die altijd open laat) of een andere ruimte met een redelijk vergelijkbare oppervlakte en vloerverwarming. De vloerverwarming met de thermische massa van het beton fungeert namelijk als één groot buffervat.

Een veel gebruikt argument is dat het buffervat zorgt dat het systeem niet gaat pendelen en/of dat het aantal schakelmomenten verlaagd wordt. Maar dat is symptoombestrijding, de werkelijke oorzaak wordt niet weggenomen, en dat is meestal dat het afgiftesysteem niet is aangepast op gebruik van een cv-warmtepomp en onvoldoende warmte kan afgeven. Dus daarin schuilt de simpele oplossing: vervang de bestaande radiatoren voor een grotere versie, dat lost het pendelen niet alleen op, het zorgt tevens voor een flink lager elektriciteitsverbruik die de kosten voor extra radiatoren ruimschoots zullen terugverdienen.

Als dat niet de oplossing is, dan zijn er door de installateur nog grotere fouten gemaakt. Bijvoorbeeld een veel te ruim gedimensioneerde cv-warmtepomp (te groot vermogen). Of dat de bestaande hoofd cv-leidingen (en indien van toepassing, die naar de vloerverwarmingsverdelers) niet aangepast zijn voor gebruik met een cv-warmtepomp. Want de bestaande cv-leidingen werkten waren voor een cv-ketel gedimensioneerd (met de juiste diameter) maar zijn júist niet bruikbaar bij gebruik van een cv-warmtepomp omdat ze een veel te kleine diameter. Die hadden tijdens de installatie van de cv-warmtepomp aangepast moeten worden versies met een veel grotere diameter.

Buffervaten worden op twee manieren toegepast, in serie, dus opgenomen "in" de retourleiding (afgiftesysteem - retourleiding - buffervat - retourleiding - cv-warmtepomp), of parallel aan de warmtepomp (buffervat aangesloten tussen de aanvoer- en retourleiding, net als een radiator).

Verschillende toepassingen

Een buffervat kan voor verschillende toepassingen worden ingezet. Hieronder beschrijven we die verschillende toepassingen en de bijbehorende voor- en nadelen.

Toepassing 1: wanneer de systeeminhoud te klein is

Type buffervat: serie (parallel kan ook maar is zéér ongebruikelijk en sterk af te raden)

  • Goede oplossing voor het probleem, niets op aan te merken.
  • Ontdooicyclus kan zonder hulpelement uitgevoerd worden. Dus het bespaart energie.
  • Neemt ruimte in beslag, maar het vat is meestal niet heel groot.
  • Extra kosten voor het buffervat.
  • Kent stilstandverliezen, kost dus gedurende het hele stookseizoen iedere dag, een beetje, geld.

Bij gebruik van lucht/water warmtepompen, dit is dus niet van toepassing bij water/water warmtepompen, zal vooral in het late najaar, bij een hoge relatieve luchtvochtigheid en temperaturen even boven het vriespunt, het buitendeel van de cv-warmtepomp last krijgen van rijpvorming "dichtvriezen van de buitenunit" (een heel normaal verschijnsel). Die rijpvorming wordt bestreden met een ontdooicyclus. Die heeft daarvoor warmte nodig en die onttrekt deze uit het warme cv-water in het afgiftesysteem. Hoeveel water hiervoor nodig is specificeert de fabrikant met de zogenaamde minimale systeeminhoud (in liters).

Een te kleine systeeminhoud komt vooral voor bij gebruik van convectors en dat geldt ook voor radiatoren die van binnen feitelijk convectors zijn zoals die van Jaga. Bij het gebruik van radiatoren komt dit zelden voor. En al helemaal niet bij gebruik van een vloerverwarming.

Wanneer de systeeminhoud te gering is, zal te weinig warm water beschikbaar zijn om alle rijp te laten smelten. Het gebruik van een elektrisch verwarmingselement kán daarbij de oplossing zijn. Maar dat vergt veel elektrische energie en dient vanwege financiële en milieutechnische redenen vermeden te worden.

De inzet van in serie geplaatst buffervat is dan dé oplossing om de systeeminhoud te vergroten. Het vat is niets anders dan een simpel (geïsoleerd) vat in de retourleiding waar het cv-water doorheen stroomt.

Wanneer geen elektrisch verwarmingselement beschikbaar is, en geen serieel buffervat is toegepast, zal de rijp op de buitenunit niet volledig ontdooid worden waardoor de warmtepomp niet meer goed werkt (te weinig lucht stroomt er door het buitendeel waardoor niet voldoende warmte uit de lucht onttrokken kan worden). Eventueel handmatig ontdooien met een water uit een tuinslang (geen hoge druk spuit) kan dan nog helpen, alleen zullen de ontdooicycli waarschijnlijk ieder uur plaatsvinden en dat is handmatig ontdooien geen oplossing.

Een buffervat bevat het warme cv-water, daarom is het buffervat ook geïsoleerd. Maar ondanks dat zal het toch energie verliezen dat stilstandverlies wordt genoemd. Omdat het buffervat in deze toepassing meestal relatief klein is, zal het stilstandverlies beperkt zijn. Daarnaast, beter dit stilstandverlies dan gebruik dan het elektrische hulpelement omdat dit véél meer elektrische energie vergt. Daarnaast wordt dit verlies als warmte aan de woning afgegeven, en zolang het buffervat binnen de bouwschil staat komt dat ten goede aan de woning (en is het stilstand verlies nauwelijks een nadeel).

Technisch maakt het in dit geval niet uit of het buffervat in de aan- of afvoerleiding is opgenomen, maar de temperatuur van het cv-water in de retourleiding is lager waardoor het stilstandverlies lager is en daarom de voorkeur heeft.

Een betere oplossing dan een serieel buffervat is te zorgen dat de systeeminhoud voldoende is. Daarbij moet het gebruik van convectors of radiators van binnen convectors zijn (zoals die van Jaga), vermeden worden en deze vervangen worden door normale radiatoren, bij voorkeur van het type 33.

Toepassing 2: bij gebruik van een naregeling

Type buffervat: serie of parallel

  • Pluspunt voor de installateur die wist dat er een probleem op te lossen was, een minpunt voor de "symptoombestrijdingskeuze" die gemaakt is door inzet buffervat.
  • Levensduur van cv-warmtepomp wordt verlengd door minder schakelmomenten.
  • Gebruik buffervat is symptoombestrijding, de oorzaak wordt niet opgelost, daarom geen echt goede oplossing.
  • Gebruik een serieel buffervat voor de symptoombestrijding.
  • Serieel buffervat kent stilstandverliezen, kost dus gedurende het hele stookseizoen iedere dag, een beetje, geld.
  • Parallel buffervat is slechtste oplossing, daardoor gaat de cv-watertemperatuur omhoog, en dáárom daalt het rendement van de cv-warmtepomp; de klant betaalt dit met een hogere energierekening.
  • Neemt ruimte in beslag.
  • Extra kosten voor het buffervat.

Een naregeling is precies wat het is, hij regelt iets "na". Ondanks dat de cv-warmtepomp al een (primaire) temperatuurregeling heeft (voor het hele systeem), de weersafhankelijke regeling, gaat de naregeling ook nog eens de temperatuur regelen, maar dan per ruimte/kamer.

De meeste naregelingen, ook bekend onder de naam zoneregeling, maar ook bij gebruik van thermostatische radiatorkranen, werken echter geheel autonoom. Dat betekent dat ze zelf beslissen wanneer een kamer niet meer verwarmd moet worden, of juist weer wel, en brengen de cv-warmtepomp niet op de hoogte van die beslissing. De naregeling "praat" dus niet met de cv-warmtepomp. Ze weten dus niet van elkaars bestaan af. Als twee kapiteins op één schip.

Bij zo'n systeem gebeurt het daarom ook regelmatig dat de cv-warmtepomp inschakelt om warmte te maken (omdat de weersafhankelijke regeling dat bepaalt), maar dat geen enkele kamer een warmtevraag heeft. Andersom komt ook voor, wanneer een kamer een warmtevraag heeft maar de cv-warmtepomp niet ingeschakeld is, en ook niet wordt (althans niet direct, omdat de naregeling dit wil), ze praten immers niet met elkaar.

Zo'n naregeling vereist dat de cv-warmtepomp gebruik maakt van een weersafhankelijke regeling (WAR). Die regeling zorgt er voor dat de cv-warmtepomp het cv-water altijd op een bepaalde temperatuur houdt. Welke temperatuur wordt bepaald door de stooklijn.

Mocht de cv-warmtepomp uitgeschakeld zijn en er springt een zone open (een kamer heeft een warmtevraag), dan zal het warme cv-water de betreffende zone instromen en door het afgiftesysteem warmte worden afgestaan. Daardoor daalt de temperatuur van het cv-water en zodra deze onder de temperatuur van de stooklijn zakt (rekening houdend met de hysterese[2]) zal de cv-warmtepomp zich inschakelen om het cv-water weer op temperatuur te brengen.

Dit is leuk bedacht, maar praktisch heeft dit tot gevolg dat de cv-warmtepomp zeer frequent in- en uitschakelt om het cv-water op temperatuur te houden. Wanneer de cv-warmtepomp zich inschakelt en alle of een groot deel van de zone's dicht staan, kan deze de warmte niet of nauwelijks kwijt[3]. Daardoor zal de cv-watertemperatuur snel oplopen en zal de cv-warmtepomp zich weer uitschakelen zodra de gewenste cv-watertemperatuur bereikt is zoals dit bepaald wordt door de stooklijn.

Dit frequente in- en uitschakelen kan zelfs korter zijn dan één per tien minuten[4]. Het starten van de compressor gaat gepaard met grote krachten en vooral het starten is een slijtageslag voor de compressor. Daar is de compressor op gebouwd maar als dit iedere tien minuten plaatsvindt zal de levensduur drastisch verkort worden (ga maar sparen voor een nieuwe warmtepomp). Lees hier meer over in het artikel over de levensduur van een warmtepomp. Na een zeer groot aantal schakelmomenten is het dan toch echt voorbij, dan werkt de compressor niet goed meer of raakt hij zelfs defect.

Een defecte compressor laten repareren is meestal zo duur dat vaak besloten wordt om de hele cv-warmtepomp te vervangen. Die kosten zijn dus zo hoog dat je dit frequente inschakelgedrag te allen tijde wil voorkomen. Daarnaast zorgt het ook dat de cv-warmtepomp veel meer elektrische energie verbruikt dan je zou verwachten. Een cv-warmtepomp werkt namelijk het eerste kwartier nog niet optimaal en verbruik dan relatief veel energie. Na dat kwartier draait de cv-warmtepomp zoals gespecificeerd, dus zuinig. Korte inschakeltijden leiden dus tot hoog elektriciteitsverbruik. Ter referentie, een optimaal werkend cv-warmtepompsysteem schakelt circa één keer per dag in en uit, of beter nog, blijft dagen achtereen ingeschakeld.

Door een buffervat in serie op te nemen in de retourleiding zal het aantal schakelmomenten iets dalen. Immers, het buffervat is een extra hoeveelheid cv-water en het kost even tijd voor de cv-warmtepomp om deze "op temperatuur" brengen. Het buffervat was samen met het cv-water afgekoeld tot de stooklijn minus de hysterese. Pas als de cv-watertemperatuur de gewenste temperatuur heeft bereikt die op dat moment door de stooklijn gewenst is, zal de cv-warmtepomp pas uitschakelen.

Overigens, een buffervat is héél snel op temperatuur gebracht, dus wil dit een beetje effect hebben op de duur dat de cv-warmtepomp aan staat, dan moet het buffervat een flinke inhoud hebben. Vaak is het vat dusdanig klein dat binnen een paar minuten het buffervat al warm is en de warmtepomp zich weer uitschakelt[5]. Doordat het buffervat geïsoleerd is, zal de temperatuur in het vat maar langzaam dalen. Dat zorgt er dus ook voor dat het langer zal duren voordat de cv-warmtepomp zal besluiten om zich weer in te schakelen om de cv-water weer te verwarmen. Het buffervat fungeert als een warmteaccu.

Het buffervat moet zodanig gedimensioneerd worden dat de cv-warmtepomp op zijn minst tien minuten achter elkaar kan blijven werken (tien minuten is voor de levensduur al onacceptabel kort, nog korter is funest voor de compressor). Beter zou het zijn als dit een stuk langer is. Hoe groter het vat, hoe langer de periode wordt.

Hoewel door het gebruik van een buffervat het aantal schakelmomenten gereduceerd wordt, is en blijft het symptoombestrijding. Het probleem is dat het minimale vermogen van de cv-warmtepomp groter is dan het afgiftevermogen van het afgiftesysteem op dat moment, doordat een deel of alle zone's dicht staan en/of dat het afgiftesysteem als geheel al te weinig vermogen kan afstaan.

Gebruik je een naregeling dan is de beste oplossing, we menen het serieus, om geen gebruik te maken van een naregeling / zonesysteem.

Je zal wellicht denken, daar heb ik juist honderden euro's aan uitgegeven en dat zou ik nu aan de kant moeten schuiven? Ja, inderdaad. De vraag is, waarom heb je het destijds aangeschaft? Dat was om energie te besparen om kamers die (tijdelijk) niet verwarmd hoeven worden, het afgiftesysteem uit te schakelen. Dat is bij gebruik van een cv-ketel een heel goed idee. Daar bespaar je inderdaad energie, dus geld, mee.

Maar bij een cv-warmtepomp is het precies andersom. Een naregeling is géén goed idee. Niet gebruikte ruimten die je onverwarmd laat kósten juist extra energie dus geld. Dus geen naregeling en ook ongebruikte kamers laten verwarmen zal een besparing opleveren op de energierekening.

Een naregeling / zoneregeling wordt ook vaak ingezet om het cv-systeem niet waterzijdig in te regelen. Hoewel vreemd genoeg dit sinds 2020 zelfs wettelijk verplicht bij wijzigingen van bestaande en installatie van nieuwe cv-installaties.

Met het waterzijdig inregelen bepaal je feitelijk de temperatuur per kamer en blijven in principe alle radiatoren of vloerverwarming open staan. Dan maak je dus juist géén gebruik van een naregeling.

Dé oplossing om vele schakelmomenten te voorkomen die funest zijn voor de cv-warmtepomp vanwege gebruik van een naregeling is de naregeling niet meer te gebruiken en alles open te zetten en het afgiftesysteem waterzijdig in te regelen. En dan is een buffer niet noodzakelijk (tenzij toepassing 1).

Mocht je tóch de naregeling willen handhaven, ondanks dat dit meer energie kost, dan adviseren we, als je een vloerverwarming hebt in de woonkamer (eventueel met aangrenzende open keuken) om die altijd open te laten staan. Het moet dan wel een natbouw vloerverwarming zijn. Zodra je de vloerverwarming in de woonkamer altijd open laat staan heb je geen buffervat nodig (tenzij toepassing 1).

Een natbouw vloerverwarming warmt namelijk heel traag op, en koelt ook weer zeer traag af. Het is feitelijk één groot buffer. Maar wel een buffer die nuttig thermische energie in je woonkamer brengt.

Heb je geen vloerverwarming, laat dan op zijn minst het afgiftesysteem in de woonkamer altijd open staan, dan fungeert dat als (kleine) buffer. Mocht de cv-warmtepomp nog frequent in- en uitschakelen dan kan je nog overwegen om nog een extra ruimte altijd open te laten, zoals de badkamer. Een alternatief is een buffervat in serie met je retourleiding op te nemen.

We kunnen totaal geen argument verzinnen waarom gekozen zou worden voor een parallel buffervat boven een buffervat in serie. Een parallel buffervat zal het rendement van je cv-warmtepomp laten dalen, dat kost je dus ieder dag onnodig geld. Daarnaast vereist een parallel buffervat een extra circulatiepomp die constant staat te pompen dus constant elektriciteit vraagt. Zo'n pomp vraagt bijvoorbeeld 30 Watt. Het jaarlijkse energieverbruik zijn daarmee 30 Watt x 24 uur x 365 dagen / 1000 = 262.8 kWu en kost je circa 76 euro per jaar (bij een kWu prijs van 29 cent) . Dat is meer dan een moderne koelkast een heel jaar verbruikt.

En dan te bedenken dat dit totaal voorkomen kan worden door andere keuzes te maken, zoals een buffervat in serie of helemaal geen buffervat te gebruiken. Want in 99 van de 100 gevallen is een buffervat, als je maar de juiste keuzes maakt, helemaal niet nodig.

Toepassing 3: tegengaan van pendelen / niet aangepast afgiftesysteem / cv-warmtepomp met een te groot vermogen

Type buffervat: serie of parallel

  • Aantal schakelmomenten wordt verlaagd.
  • Een serieel buffervat is symptoombestrijding, niet dé oplossing.
  • Parallel buffervat is slechtste oplossing, daardoor gaat de cv-watertemperatuur omhoog, en dáárom daalt het rendement van de cv-warmtepomp; de klant betaalt dit met een flink hogere energierekening.
  • Kent stilstandverliezen, kost dus het hele stookseizoen ieder dag geld.
  • Neemt ruimte in beslag.
  • Extra kosten voor het buffervat.

Pendelen is al zou oud als de weg naar Kralingen. In de tijd van de cv-ketels kwam dit al voor. Dat pendelen was bij cv-ketels al niet optimaal, maar de gevolgen waren niet heel ernstig. Het pendelen van een cv-warmtepomp is wél ernstig, het bekort de levensduur van een cv-warmtepomp drastisch en moet daarom te allen tijde voorkomen worden.

Pendelen is de situatie dat de cv-warmtepomp zich frequent in- en uitschakelt ondanks dat de woning nog niet op temperatuur is. In 9 van de 10 gevallen[5] komt dit doordat het minimale vermogen van de warmtebron hoger is dan het vermogen van het afgiftesysteem bij de op dat moment gebruikte cv-watertemperatuur[6] (de cv-warmtepomp produceert meer warmte dan het afgiftesysteem dit kan af kan staan).

Maar je kan het ook omdraaien, het vermogen van het afgiftesysteem om warmte af te staan is te laag, lager dan het vermogen dat aangeboden wordt door de cv-warmtepomp. Dit is een bekend euvel bij warmtepompinstallaties waarbij de oude radiatoren die gebruikt werden voor een cv-ketel niet vervangen zijn voor grotere versies.

Natuurlijk kan een cv-warmtepomp moduleren (het vermogen verlagen) maar dat gaat meestal niet verder dan 33 tot maximaal 25% van het maximale vermogen. Heb je een cv-warmtepomp met een maximaal vermogen van bijvoorbeeld 8 kW, dan zal het minimale vermogen circa 3 mogelijk richting 2 kW zijn.

Vooral in het begin en het eind van het stookseizoen, als het buiten nog niet echt koud is, zal de cv-warmtepomp, vooral bij de lucht/water modellen, juist een hoger minimum vermogen hebben. Het vermogen van een cv-warmtepomp is namelijk voor een groot gedeelte afhankelijk van de Tlift. Dus bij hoge buitentemperaturen is het minimumvermogen van een cv-warmtepomp hoger dan bij lagere temperaturen.

Het pendelen tracht men vaak tegen te gaan door het gebruik van een buffervat. Het idee hiervan is: als het afgiftesysteem de warmte die de cv-warmtepomp produceert niet voldoende kan afstaan, dan laten we maar een buffervat (verder) opwarmen. Het opwarmen van het buffervat kost namelijk tijd. Hoeveel is afhankelijk van de inhoud. Maar als het buffervat de gewenste temperatuur van de stooklijn bereikt heeft, inclusief hysterese, zal de cv-warmtepomp zich tóch uitschakelen.

Het uitschakelmoment wordt dus wel vertraagd. Daarmee wordt zeer frequent in-/uitschakelen voorkomen. Dat is dus goed. Maar de werkelijke oorzaak wordt niet weggenomen. Symptoombestrijding dus.

Als een buffervat gebruikt wordt kan er gekozen worden voor een buffervat in parallel of serie. Een parallel buffervat is eigenlijk bij cv-warmtepompen altijd al een slecht idee, ook hier. Een parallel buffervat kent namelijk altijd (enige of veel) menging van warm aanvoerwater en koud retourwater in het vat.

Om dit te compenseren zal de aanvoer cv-watertemperatuur vanuit de cv-warmtepomp hoger gemaakt worden. Iedere graad Celsius dat de aanvoertemperatuur hoger wordt zal het rendement met circa 2% dalen en de elektriciteitsrekening met dezelfde 2% stijgen. Vaak zie je bij een parallel buffervat dat de aanvoer cv-watertemperatuur 5 tot 10 graden hoger ingesteld (moet) staan dan zonder dat het vat gebruikt was. Dan kost dus 10 tot 20% meer energieverbruik.

Daarnaast heeft een parallel buffervat ook altijd een extra circulatiepomp dat niet alleen de kosten verhoogt maar ook nog eens dag in dag uit elektriciteit verbruikt ook al is het vermogen van de pomp gering, bijvoorbeeld 30 Watt, maar dat kost per jaar nog altijd 30 Watt x 24 uur x 365 dagen / 1000 x 0.29 (prijs kWu in euro) = circa 76 euro.

De oorzaak van het pendelen is een cv-warmtepomp met een té hoog minimum vermogen (omdat het maximumvermogen te groot gekozen is) en/of een niet aangepast afgiftesysteem voor gebruik van een warmtepomp.

De echte oplossing is het vergroten van het vermogen van het afgiftesysteem. Dus het vervangen van de bestaande radiatoren naar grotere versies. Bij voorkeur type 33. Mocht dat nog niet voldoende zijn, dan kan nog het afgiftevermogen verhoogt worden door gebruik van radiatorventilatoren. Bij een grote renovatie zouden wij altijd adviseren om over te gaan naar een vloerverwarming, die sluit veel beter aan bij een warmtepomp dan radiatoren of convectors (en zorgt daardoor voor een flink lager elektriciteitsgebruik). Meer informatie hierover en andere maatregelen die mogelijk uitgevoerd moeten worden in dit artikel.

Meestal zijn voornoemde maatregelen voldoende om het pendelen tegen te gaan. Mogelijk dat aan het begin en eind van het stookseizoen de cv-warmtepomp nog regelmatig in- en uitschakelt, dat komt dan doordat het afgiftesysteem toch nog net iets te krap is gedimensioneerd. Maar het kan ook zijn dat het geen pendelen betreft maar dat de cv-warmtepomp voor kortere periodes zal draaien. Dat is logisch want juist in deze periode van het stookseizoen is er weinig warmteverlies, dus hoeft de cv-warmtepomp ook maar weinig warmte te produceren. Je kan dit pendelen of korte inschakelperiodes voor korte tijd accepteren, of eventueel tijdelijk de cv-watertemperatuur hoger zetten in de stooklijn, dus "voet" verhogen (de temperatuur van het cv-water verhogen die gerelateerd is bij een buitentemperatuur van 20 graden Celsius.

Resumé, een buffervat zal helpen, maar het is niet de beste oplossing. Kies je voor een buffervat, kies dan voor een buffervat in serie, een parallel buffervat raden we af.

Toepassing 4: scheiding van verantwoordelijkheden, "peace of mind" of "zo doen we het altijd"

Type buffervat: parallel

  • Installateur heeft "geen gezeur" (klant die klaagt dat het te koud/warm is) én extra omzet.
  • Gebruik van parallel buffervat maskeert feitelijk een ongebalanceerde cv-installatie. De oplossing is om de installatie wél in balans te brengen (cv-warmtepomp productie en warmteafgifte door afgiftesysteem moeten in evenwicht zijn).
  • De klant betaalt de rekening; eerst voor de extra kosten buffervat / circulatiepomp en daarna iedere dag weer vanwege hoger elektriciteitsgebruik door slechter rendement van cv-warmtepomp vanwege het gebruik van een onnodig hogere cv-watertemperatuur (in vergelijking met een installatie zonder buffervat).
  • Kent stilstandverliezen, kost dus het hele stookseizoen ieder dag geld.
  • Neemt ruimte in beslag.

Op de keper beschouwd is dit helemaal geen vierde toepassing maar een beschrijving waarom installateurs vaak een parallel buffervat toepassen. Vaak wordt het uiterst doorslaggevende argument gebruikt "zo doen we het altijd". Nou, dat stelt echt gerust. Stel je eens voor dat je een onderbouwing zou krijgen die gebaseerd is op feiten, wat zou je daar aan hebben?

Het idee is gebaseerd op wat de installateurs vaak horen en leren bij de fabrikanten van cv-warmtepompen. Die fabrikant wil (ook) geen "gezeur" hebben omdat de installateurs niet goed uitgebalanceerde installaties opleveren waardoor de klant klaagt. Dat komt omdat sommige installateurs niet begrijpen wat ze feitelijk aan het doen zijn (ze zien een cv-warmtepomp als een ander soort cv-ketel, maar dat is het juist nét niet) dan terugvallen op de fabrikant en die moet dan uitzoeken wat de installateur fout heeft gedaan. En daarom schrijven de fabrikanten vrijwel altijd een parallel buffervat voor (en dat is altijd inclusief een extra circulatiepomp).

De meest voorkomende fouten die gemaakt worden en gemaskeerd (ogenschijnlijk verborgen) kunnen worden door de inzet van een parallel buffervat zijn:

  • De aangeboden cv-warmtepomp heeft een te groot vermogen. Veel installateurs dimensioneren niet op basis van een een eenvoudige formule of een warmteverliesberekening, maar op vaak op basis van "gevoel" het vermogen. Veel installateurs denken, net als vroeger bij cv-ketels de mores was, ietsje groter is beter, maar dat is juist niét het geval bij cv-warmtepompen.
  • Het afgiftesysteem dat gebruikt werd bij een cv-ketel werd niet aangepast voor gebruik met een cv-warmtepomp.
  • De bestaande leidingen, of een fout die nog opzienbarender is, nieuw aangebrachte leidingen, hebben een te kleine diameter (een cv-warmtepomp vereist véél dikkere leidingen dan een cv-ketel).
  • Het afgiftesysteem is (nog) voorzien van een naregeling (hoewel soms door klant gewenst, zien we dit als een feitelijk fout bij gebruik van een cv-warmtepomp).

Alle bovenstaande fouten zijn te voorkomen wanneer de installateur voldoende, relatief eenvoudige, basiskennis van cv-warmtepompen heeft. Wanneer deze fouten niet gemaakt worden is een buffervat totaal overbodig. Scheelt aanschaf- en installatiekosten en de warmtepomp zal ook minder elektriciteit verbruiken door de afwezigheid van een buffervat.

Het parallel buffervat bevindt zich (technisch gezien) in het midden tussen de cv-warmtepomp en het afgiftesysteem (maar staat meestal fysiek naast de cv-warmtepomp). De cv-warmtepomp zorgt dat feitelijk dat de cv-installatie in twee gedeelten wordt gesplitst waarbij het buffervat gebruikt wordt om de twee delen aan elkaar te koppelen. Het parallel buffervat wordt door technici een "hydraulische scheiding" genoemd.

Die scheiding is voor de fabrikant wel prettig. Die beperkt daarmee de vele variaties en de variabelen van het afgiftesysteem bij de eindklant. Zolang de fabrikant kan aantonen dat de cv-warmtepomp het buffervat kan opwarmen "dan is het goed" (voor de fabrikant) en daar stopt de verantwoordelijkheid / aansprakelijkheid van de fabrikant.

In de door de fabrikant mogelijke aanbevolen cv-warmtepompconfiguraties (die installateurs doorgaans trouw volgen, want "de fabrikant weet het") komt, naast de vele configuraties mét parallel buffervat, ook één configuratie zonder buffervat voor maar men stimuleert dat niet. Men mist dan immers de mogelijkheid om aan te kunnen tonen (met het buffervat) dat de cv-warmtepomp wel degelijk warmte produceert en dat het dus niet aan de cv-warmtepomp ligt.

De configuratie zonde buffervat betreft dan een installatie met één type afgiftesysteem, zoals bij gebruik van alleen vloerverwarming. Bij de combinatie van vloerverwarming en radiatoren / convectors verwijst men direct naar gebruik van een buffervat. Dat is totaal onnodig, want een combinatie van vloerverwarming en radiatoren is ook zonder buffervat realiseerbaar zolang het vermogen van de radiatoren maar afgestemd is op die configuratie.

Sommige (slechte) installateurs denken vergelijkbaar als een fabrikant. Als je bij hen een cv-warmtepomp bestelt, en dat kost tegenwoordig een lieve duit, denk je dat je totaal ontzorgt wordt en dat je een perfect werkende cv-installatie krijgt. Maar als de verwarming niet naar behoren krijg je soms te horen van de betreffende (slechte) installateur "wij installeren alleen maar de warmtepomp" en of het afgiftesysteem daar geschikt voor is, daar wordt geen aandacht aan besteed. Dat is onze verantwoordelijkheid niet. Daarom installeert men vrijwel altijd een parallel buffervat. Als het buffervat warm wordt dan denkt de installateur dat zijn verantwoordelijkheid daar ophoudt.

Die installateurs denken daarmee weg te komen, maar zo werkt dat dus niet. Sterker nog, sinds 2020 is in de wet is vastgelegd dat bij een aanpassing van de cv-installatie de installateur verplicht is het verwarmingssysteem waterzijdig in te regelen. Als je een cv-warmtepomp installeert ben je als installateur ook verantwoordelijk dat de gehele woning verwarmd wordt en dat dit op een efficiënte wijze gebeurt. Het afgiftesysteem moet dus door de installateur gecontroleerd worden, dat kan hij niet negeren.

Een parallel buffervat kan op veel manier aangesloten worden. Zoals een vierpijps, drie pijps en een twee pijps installatie. De twee pijps installatie "met twee t-stukken" heeft de voorkeur boven alle andere varianten. Zolang het debiet van de pompen (in de cv-warmtepomp en de extra te installeren pomp bij het buffer) gelijk zijn, zal er, als het goed is, heel weinig stroming (dus ook geen menging) door het vat plaatsvinden (en kan hij net zo goed weg).

Een parallel buffervat zet men in omdat het vermogen van de warmtepomp en het vermogen van het afgiftesysteem dan niet in evenwicht hoeven te zijn. Dat is het geval als men het afgiftesysteem niet aangepast is op gebruik van een cv-warmtepomp, en/of als de cv-warmtepomp een té groot (minimum) vermogen heeft, en/of de hoofdleidingen en de leidingen naar de vloerverwarmingverdeler te dun zijn (die moeten veel dikker zijn bij een cv-warmtepomp dan bij een cv-ketel), en/of als gebruik wordt gemaakt van een naregeling (die in 9 van de 10 gevallen beter weggelaten kan worden). Als de cv-warmtepomp bijvoorbeeld 6 kW warmte afgeeft maar het afgiftesysteem maar 4 kW aan warmte kan afgeven dan worden de overgebleven 2 kW opgeslagen in het buffervat. Dat dient dan als een warmteaccu. Die overtollige 2 kW zal zorgen dan het cv-water in het buffervat warmer wordt. De cv-warmtepomp blijft ingeschakeld tot de gewenste temperatuur van de stooklijn bereikt is (rekening houdend met een hysterese). Daarna schakelt de cv-warmtepomp zich uit en put het afgiftesysteem (met de circulatiepomp van het buffervat) de warmte uit het buffervat.

Op een gegeven moment is door het onttrekken van warmte uit het buffervat door het afgiftesysteem de temperatuur in het buffervat beneden de stooklijntemperatuur (minus hysterese) gedaald en zal de cv-warmtepomp zich weer inschakelen en begint het hele feest weer van voren af aan. Feitelijk is dit een vorm van pendelen alleen door de bufferende werking van het buffervat is het aantal schakelmomenten niet dramatisch hoog.

Een installateur die echt geïnteresseerd is en trots is op zijn vak, zal voordat een warmtepomp aangeboden wordt, eerst een schouw uitvoeren en bepalen of het afgiftesysteem wel geschikt is voor een cv-warmtepomp en welke maatregelen dan uitgevoerd moeten worden om dit aan te passen. In de praktijk worden dan (sommige) radiatoren vervangen voor type met meer vermogen, wordt een vloerverwarmingsverdeler vervangen voor een gesloten verdeler "zonder pomp" en worden mogelijk bestaande leidingen vervangen door leidingen met een grotere doorsnede.

Het afgiftesysteem heeft dan voldoende capaciteit om het (minimale) vermogen dat de cv-warmtepomp afgeeft af te kunnen staan aan de woning. In dat geval kan de cv-warmtepomp direct aangesloten worden op het afgiftesysteem (net als een cv-ketel) en is een buffervat totaal overbodig. Ook is de tweede circulatiepomp dan niet meer nodig. Pendelen zal dan normaal gesproken niet voorkomen.

Het voordeel van zo'n installatie is dat de cv-warmtepomp direct zijn warmte kwijt kan in het afgiftesysteem en dit op een zo laag mogelijke cv-watertemperatuur kan doen. Die lage temperatuur van het cv-water vertaalt zich in een flink lager elektriciteitsverbruik. Dus ook lage belasting van het milieu.

  1. Het gebruik van een parallel buffervat heeft altijd een eigen circulatiepomp (naast de circulatiepomp in de cv-warmtepomp). Alleen als die twee een even groot debiet hebben (even veel water per minuut verpompen) werkt een buffervat "optimaal". Dan stroomt er namelijk geen cv-water door het buffervat, maar gaat het cv-water van de cv-warmtepomp linea recta naar het afgiftesysteem. Omdat er in die (optimale) situatie geen water door het buffervat stroomt kan je het buffervat evengoed weg halen, het dient dan geen functie. Wanneer de twee pompsnelheden niet op elkaar afgestemd zijn, dus bij een "niet optimale situatie", zoals bij gebruik van een te klein afgiftesysteem, het gebruik van te dunne cv-leidingen of bij gebruik van een naregeling, dan stroomt er wel cv-water door het buffervat, wordt dus niet afgekoeld door het afgiftesysteem en daardoor stijgt automatisch de temperatuur van het cv-water. Voor iedere graad stijging van het cv-water daalt het rendement van de cv-warmtepomp met 2%. Een buffervat dat tien graden warmer is dan noodzakelijk (zoals je dit veel kan tegenkomen) levert dus een rendementsverlies op van 20%, dus ook een 20% hogere energierekening. Omdat het buffervat juist toegepast wordt om kleine of grotere problemen in de cv-installatie "weg te werken", zal per definitie de temperatuur in het parallel buffervat hoger zijn dan strikt noodzakelijk. Het buffervat is dan symptoombestrijding en in plaats van een buffervat te plaatsen moet het werkelijke probleem opgelost worden: een voldoende gedimensioneerd afgiftesysteem, cv-leidingen die dik genoeg zijn voor gebruik bij een cv-warmtepomp en liefst geen naregeling. En als je een naregeling wil hebben laat dan de vloerverwarming in de woonkamer altijd open, die doet dan dienst als een buffervat.
  2. In plaats van een hysterese wordt door sommige fabrikanten een graadminutenregeling gebruikt. Dat werkt iets anders dan een hysterse, maar dient hetzelfde doel en is dus uitwisselbaar of evengoed. Lees hier meer over in het artikel over graadminuten.
  3. Wanneer een naregeling maar op een deel van het afgiftesysteem wordt gebruikt kunnen precies dezelfde problemen ontstaan als beschreven. Of dat zo is ligt aan het afgiftevermogen van het niet nageregelde deel van het afgiftesysteem. Hoe snel soms de cv-warmtepomp in- en weer uitschakelt bepaalt of je maatregelen moet nemen. De niet nageregelde zone's fungeren als een soort buffer en zullen zeker het in- en uitschakelgedrag vertragen. Hoe meer zone's niet nageregeld zijn, hoe beter.
  4. Veel naregelingen / zoneregelingen, zo ook de zeer bekende en veel toegepaste Honewell Evo home zoneregeling, werken op basis van PWM in plaats van simpel aan/uit gedrag. Die PWM regeling, hoewel perfect werkend voor een cv-ketel werkt zeer problematisch bij gebruik van een cv-warmtepomp. Een PWM regeling zorgt juist voor het zeer frequent open en dichtzetten van zone's, dat is juist het principieel onderdeel van een PWM systeem. Maar het frequent dichtzetten van zone's kan er voor zorgen dat zoveel zone's dicht staan dat de cv-warmtepomp zijn warmte niet meer kwijt kan en daardoor een abnormaal hoog veel schakelmomenten Lees hier meer over in het lemma zoneregeling.
  5. We rekenen even voor. Stel je hebt een buffervat van 50 liter, en stel dat de hysterese van de stooklijn 4 graden is (+2 en -2). Stel dat de stooklijntemperatuur bij de heersende buitentemperatuur aangeeft dat het cv-water 36 graden moet zijn. Bij een cv-watertemperatuur van 34°C schakelt de cv-warmtepomp zich in, en wanneer de temperatuur 38 graden Celsius heeft bereikt schakelt de cv-warmtepomp zich weer uit. Het cv-water in het buffervat heeft ook deze temperatuurstijging gehad. De vraag is, hoe lang duurt het voordat de cv-warmtepomp het vat 4 graden in temperatuur heeft doen stijgen? Dat is afhankelijk van het vermogen dat cv-warmtepomp afgeeft. Laten we eens uitgaan van een vaak toegepaste 8 kW cv-warmtepomp en laten we eens conservatief rekenen en stellen dat deze, vanwege moduleren, 50% van zijn vermogen afstaat, dat is dus 4 kW (4000 Watt). 50 liter water 4 graden laten stijgen kost: Q = m x c x delta-T, dus 50 liter x 4186 (soortelijke warmte van water) x 4 graad (de delta-T) = 837.200 Ws (Watt.seconde) en als je dat door 3600 deelt (3600 seconden in een uur) komt daar uit 837.200 / 3600 = 233 Wu (Watt.uur). De cv-warmtepomp produceert per uur 4000 Wu. Dus 233 Wu heeft de warmtepomp in 233/4000=0,05825 uur (dat is 0,05825*60 (minuten in een uur)=3,495 minuten, afgerond 4 minuten opgewarmd. Wil je minimaal de duur verlengen met 10 minuten (en dat is heel weinig) dan moet het buffervat dus 10/3,495x50=143 liter inhoud hebben. Nota bene: veel cv-warmtepompen starten eerst op vol vermogen (hier dus 8 kW) en toeren langzaam af (moduleren naar een lager vermogen). In de praktijk, afhankelijk van de cv-warmtepomp, zou het dit voorbeeld mogelijk nog te conservatief berekend zijn (gaat het opwarmen sneller dan hier voorgesteld en is een nog groter buffervat nodig).
  6. Het is zeer gebruikelijk dat een warmtepomp (maar het gebeurt ook bij cv-ketels) warmte produceert op basis van een zogenaamde weersafhankelijke regeling. Daarbij zorgt de warmtepomp dat het cv-water, binnen bepaalde grenzen (de zogenaamde hysterese), altijd een bepaalde temperatuur heeft dus warmte kan leveren aan het afgiftesysteem, waarbij die temperatuur afhankelijk is van de buitentemperatuur.
  7. Pendelen ontstaat niet alleen doordat het minimale vermogen van de warmtebron hoger is dan het vermogen van het afgiftesysteem, maar kan ook door een beperkt debiet ontstaan, bijvoorbeeld door gebruik van leidingen met een te geringe doorsnede. Een speciale vorm van pendelen ontstaat door gebruik van een naregeling. Grote delen van de woning zijn mogelijk wel op temperatuur, maar een enkele (dan) niet. Maar het vermogen van het afgiftesysteem van die enkele ruimte is veel lager dan het minimale vermogen van de warmtebron waardoor deze gaat pendelen.
  8. Het vermogen van het afgiftesysteem (de hoeveelheid warmte die het afgeeft) is zéér sterk gerelateerd met de cv-watertemperatuur. Hoe hoger deze is, hoe hoger het vermogen dat afgegeven wordt. Maar bij cv-warmtepompen wil je juist een zo laag mogelijke cv-watertemperatuur omdat deze dan veel minder elektriciteit gebruikt. Vuistregel: iedere graad Celsius stijging van de cv-watertemperatuur kost 2% meer elektriciteit.

publicatie: 20220930

aanpassing/controle: 20240126

Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie

home­ >verwarming >warmtepomp