WARMTEPOMPEN
Install Magazine 1009 – november 2026
Onderzoek naar veiligheidsconcepten voor propaanwarmtepompen
Resultaten van testen van Fraunhofer ISE
In deze proefopstelling is de warmtepomp voorzien van een ventilator die eventueel vrijgekomen propaan in de opstellingsruimte blaast.
De meest efficiënte beveiliging is een afgesloten behuizing met mechanische ventilatie naar de buitenlucht.
Een concept van passieve beveiliging: eventueel vrijgekomen propaan wordt opgevangen in de behuizing en via natuurlijke trek afgevoerd via de schoorsteen.
Dit concept van passieve beveiliging maakt gebruik van het feit dat propaan zwaarder is dan lucht: het propaan wordt opgevangen in de behuizing en vloeit gravitair af.
De verschillende lagen van beveiliging schematisch weergegeven
Warmtepompen met propaan als koudemiddel worden algemeen aanzien als de meest aangewezen oplossing voor residentiële toepassingen, ook in collectieve woningen. Propaan is echter brandbaar, dus moeten er passende veiligheidsmaatregelen genomen worden. De Duitse kennisinstelling Fraunhofer ISE onderzocht in het project LCR290 hoe men propaanwarmtepompen best in de gestapelde bouw kon toepassen. In dit kader werden er onder meer verschillende veiligheidsmaatregelen voor warmtepompen voor binnenopstelling experimenteel vergeleken.
Veiligheidsconcepten
Er werden vijf verschillende configuraties op de proefstand getest. Het ging telkens om propaan warmtepompen die in het gebouw zelf worden opgesteld. In de eerste configuratie waren er geen veiligheidsmaatregelen voorzien. Deze opstelling diende als vergelijkingsbasis, aan de hand waarvan het effect van de verschillende maatregelen beoordeeld kon worden. Daarnaast werden vier veiligheidsconcepten getest: vier actieve en twee passieve.
- Actieve circulatie van de lucht in de opstellingsruimte
- Actieve ventilatie van de warmtepomp
- Passieve afvoer uit de warmtepomp via een schoorsteen
- Passieve afvoer uit de warmtepomp via drainage
Bij de drie laatste werd een eventueel lek in het koelcircuit opgevangen in de omkasting van de warmtepomp zelf, en van daaruit naar buiten afgevoerd. In het eerste geval werd het lekkende koudemiddel gemengd met de lucht in de opstellingsruimte om het te verdunnen tot een veilige concentratie. Afhankelijk van de toepassing werden er verschillende lekdebieten getest, gaande van kleine lekken (0,15 g/), middelgrote (1 g/s) tot grote 3,3 g/s. Telkens werd gemeten of de onderste explosiegrens bereikt werd, en zo ja, hoe lang het duurde eer het propaan-luchtmengsel weer tot een veilig niveau verdund werd.
Actieve ventilatie als meest veilige oplossing
Een eerste conclusie was dat veiligheidsmaatregelen wel degelijk noodzakelijk zijn. In de opstelling zonder beveiliging ontstond steevast een gevaarlijke situatie. De veiligheidsvoorschriften uit de norm hebben dus hun reden. Verder bleek een actieve ventilatie de meest efficiënte keuze te zijn. Hierbij wordt het propaan betrouwbaar afgevoerd, los van externe omstandigheden. Het is dan ook niet te verwonderen dat de meeste fabrikanten in de praktijk voor deze methode kiezen.
Het effect van verdunning in de opstellingsruimte hangt af van de verhouding tussen de koelmiddelvulling en het volume van de opstellingsruimte. Als de ruimte groot genoeg is, is de veiligheid gegarandeerd. Zolang men de minimumafmeting van de opstellingsruimte uit de norm aanhoudt, blijft het risico beheersbaar. Er werden ook tests uitgevoerd met grotere koudemiddelinhouden dan toegelaten volgens de normering. In die gevallen bleek dat er gevaarlijke situaties konden ontstaan. Voor een fabrikant is dit veiligheidsconcept minder interessant, omdat hij uiteraard niet kan garanderen dat zijn product in een voldoende grote ruimte zal geplaatst worden.
De twee passieve systemen hebben als voordeel dat er geen energieverbruik voor de ventilator is, en dat er ook geen bewegende delen nodig zijn. Bij de schoorsteenoplossing wordt het propaan afgevoerd via de natuurlijke trek die ontstaat in een schoorsteen met een afzuigkap. In het drainagesysteem is er een lage afvoerbuis voorzien, waardoor het propaan gravitair wordt afgevoerd. Propaan is immers zwaarder dan lucht. Behalve de mechanische eenvoud zijn beide systemen aantrekkelijk in renovatie, omdat men gebruik kan maken van bestaande elementen in een stookplaats voor een gasketel, zoals de rookgasafvoer of de ventilatiekanalen.
Het grote nadeel van beide passieve systemen is dat de werking sterk afhankelijk is van de atmosferische omstandigheden. In ongunstige omstandigheden kan het lang duren eer het mengsel wordt afgevoerd uit de omkasting. Hoewel er nooit een gevaarlijk mengsel in de opstellingsruimte zelf werd vastgesteld, blijft een langdurige aanwezigheid van een brandbaar mengsel in de omkasting een duidelijk risico. Bovendien zal een drainagesysteem alleen werken als de warmtepomp zelf boven het maaiveld is opgesteld. De conclusie is dan ook dat passieve systemen slechts beperkt inzetbaar zijn.
De experimenten bewijzen dat, als de huidige normen gevolgd worden, propaanwarmtepompen op een veilige manier kunnen ingezet worden in gebouwen. Alternatieve systemen zoals passieve afvoer, zijn in sommige gevallen wel effectief, maar kunnen slechts beperkt worden ingezet.
Door: Alex Baumans
Illustraties: Fraunhofer ISE
