Wat voor invloed heeft de hoogte van de temperatuursensor in een boiler en wat is de invloed daarvan op een warmtepomp?

In een boiler is de temperatuur van het water niet overal gelijk. Bovenin is het water warmer dan onderin, waar het mogelijk zelfs steenkoud is. Dit komt door de gelaagdheid van water in de boiler.

Die overgang van koud(er) water naar warm(er) water is niet geleidelijk, maar is vrij scherp en dat heeft grote gevolgen voor de temperatuurmeting van de boiler. Want waar meet je het beste de temperatuur van het water als daarmee bepaald wordt of het water opnieuw verwarmd moet worden? In dit artikel gaan we in op de gevolgen van de keuze van de plaats van de temperatuursensor.

Gelaagdheid en de positie van de temperatuursensor in de boiler

In de boiler zit op een bepaalde hoogte een temperatuursensor. Die meet de temperatuur van het boilerwater. Zodra die temperatuur onder een ingestelde drempelwaarde komt zal de boiler opnieuw verwarmd worden.

Stel dat die temperatuursensor vrij onderin zit, dan zal al snel tijdens het tappen van water die sensor koud(er) water detecteren omdat eenmaal koud water onderin de boiler instroomt als je water tapt. Daardoor zal de boiler al heel snel opnieuw opgewarmd worden.

Stel dat de sensor behoorlijk hoog in de boiler zit, dan zal, door de gelaagdheid van het boilerwater, pas als de boiler haast helemaal koud is die sensor detecteren dat het tijd wordt om de boiler opnieuw op te warmen.

Bij een laag geplaatste temperatuursensor zal heel snel de boiler weer opgewarmd worden en blijft in de boiler "zo veel als mogelijk" warm water beschikbaar.

Bij een hoog geplaatste temperatuursensor zal pas heel laat de boiler verwarmd gaan worden en bestaat de kans dat als iemand dan nog een douche neemt, deze snel onder een koude douch zal staan.

Je zou dus geneigd zijn om te denken dat een laag geplaatste temperatuursensor dé beste plaats is. Maar die conclusie is voorbarig, het ligt allemaal wat complexer en het is het afwegen van voor- en nadelen.

Wordt de boiler met een elektrisch element verwarmd, zoals dat vooral vroeger het geval was bij elektrische boilers, dan is onderin inderdaad een goede keuze. Hoe vaak het elektrisch element aangaat, dat maakt niet uit.

CV-ketel en een boiler

Maar bij gebruik van een cv-ketel die de boiler verwarmd, zal bij een laag geplaatste temperatuursensor relatief vaak de cv-ketel aanspringen en/of moeten omschakelen van de woning verwarmen naar de boiler verwarmen.

Het frequent in- en uitschakelen van een cv-ketel is niet verstandig voor de levensduur én het rendement. Het rendement van een net ingeschakelde cv-ketel is nog niet zo hoog.

Boiler en een warmtepomp

Maar bij een warmtepomp komen ineens veel verschillende aspecten om de hoek kijken die je een andere overweging kunnen geven voor de plaatsing van de temperatuursensor.

Een van de eigenschappen van een warmtepomp is dat deze een hekel heeft om frequent in- en uit te schakelen. Dit in- en uitschakelen heeft een invloed op de levensduur van de warmtepomp. Lees daar meer over in dit artikel.

Daarnaast, tijdens het eerste kwartier dat een warmtepomp ingeschakeld is, zal deze nog niet zijn optimale rendement hebben. Mede daarom wil je dat een warmtepomp zo lang mogelijk achter elkaar ingeschakeld blijft. Als het even kan laat je de warmtepomp 24/7 draaien.

En als klap op de vuurpijl is nog een derde aspect van een warmtepomp die bij het verwarmen van een boiler een zeer grote rol speelt. Dat is dat een warmtepomp, per definitie, moeite heeft om het water zeer sterk op te warmen.

Hoe warmer het water in de boiler opgewarmd dient te worden, hoe lager het rendement van de warmtepomp wordt, en dat geldt voor iedere warmtepomp, geen enkele uitgezonderd. Dat is inherent aan de werking van de warmtepomp.

Die rendementsdaling komt doordat de T_lift, het verschil tussen de temperatuur van de bron en de temperatuur van (in dit geval) het boilerwater, tijdens het opwarmen van het boilerwater steeds hoger wordt, en daardoor daalt steeds verder het rendement van de warmtepomp.

Als in het begin van de boileropwarmfase het boilerwater bijvoorbeeld 25°C is, dan heeft de warmtepomp een rendement van bijvoorbeeld 450% en verbruikt dan weinig elektriciteit. Maar naarmate het boilerwater steeds warmer wordt tijdens de boileropwarmfase, zal de T_lift steeds groter worden en het rendement steeds verder dalen.

Als de warmtepomp een temperatuur afgeeft van 60°C zal het rendement gedaald zijn naar circa 200%.

Dus het frequent opwarmen van de boiler, vanwege een laag geplaatste temperatuursensor, zal zorgen dat de warmtepomp steeds relatief warm water moet verwarmen tot zeer warm water. En daarbij wordt de warmtepomp steeds ingezet terwijl het rendement, vanwege die hoge temperatuur, zeer laag is, én ook nog eens frequent moet in- en uitschakelen.

Vanuit het perspectief van de warmtepomp is een hoog/hoger geplaatste temperatuursensor dus beter. De warmtepomp zal pas de boiler gaan opwarmen als het grootste deel van de boiler koud is. Dus dan maak je maximaal gebruik van het hoge rendement van de warmtepomp. Pas tegen het einde zakt het rendement steeds verder in elkaar omdat dan de temperatuur van de boiler de 60°C zal benaderen.

Bij een warmtepomp zal twee keer 50 liter (opnieuw) opwarmen (door een laag geplaatste boiler van bijvoorbeeld 200 liter), een stuk meer elektriciteit kosten dan één keer 100 liter te verwarmen bij een hoger geplaatste sensor.

Natuurlijk heeft een hoger geplaatste sensor het nadeel dat als de boiler "haast op is" het langer duurt voordat hij weer voldoende warm is, dat heb je weer niet bij een lager geplaatste sensor. Want die begint al snel met het "bijverwarmen" van de boiler.

Een andere strategie is om de boiler helemaal niet tot een hoge temperatuur te verwarmen en daarmee het lage rendement van de warmtepomp te voorkomen. Maar dan moet je wel regelmatig een anti-legionellacyclus starten omdat bij temperaturen onder de 60°C (volgens het RIVM) eventuele legionella bacteriën kunnen leven.

Hoogte temperatuursensor

Bij veel boilers zijn meerdere plaatsen aangebracht waar de temperatuursensor ingestoken kan worden en kan een technisch iemand de positie van de temperatuursensor zelf wijzigen.