VERWARMING
Install Magazine 985 – september 2022
Hybride geothermische installatie voor optimaal comfort
Totaaloplossing van Vaillant
De basislast wordt gedekt door een geothermische warmtepomp, aangesloten op een buffervat van 100 l.
De vijf kringen van de gebruikers hebben elk hun pompgroep.
Voor het SWW is er een voorraadvat van 500 liter.
Een gaswandketel vangt de piekbehoefte op, en zorgt ook voor SWW.
Typisch is de dubbele vertrekleiding naar elke gebruiker: zo kan men de juiste debietverdeling in koeling en in verwarming garanderen.
Peter Toch – (zaakvoerder groothandel Toch) – Joost Crabbe (vertegenwoordiger Vaillant) – Stefaan De Decker (zaakvoerder Stabitec) – Michiel Van Der Schueren (bouwheer) – Geert Goeminne (zaakvoerder installatiebedrijf BV Roger Goeminne)
Stabitec is een studiebureau dat een totaalservice aanbiedt, met onder meer stabiliteit, speciale technieken en energetische studies. De firma was het dus een beetje aan zichzelf verplicht om van haar nieuwe vestigingsplek een demonstratieproject te maken. Daarom werd gekozen voor een hybride geothermische installatie van Vaillant. De uitwerking en installatie gebeurden door installatiebedrijf Goeminne, met ondersteuning van groothandel Toch.
Optimaal dimensioneren
Het nieuwe gebouw is gelegen in Gent, in de buurt van Flanders Expo, en omvat vier grondgebonden woningen, een kantoorruimte voor Stabitec op de bovenverdieping, met een onthaal in het gelijkvloers. Er werd gekozen voor een concept van een geothermische warmtepomp aangevuld met een gasketel, respectievelijk een Vaillant Flexotherm VWF 157 van 14,39 kW (B0/W35) en een Vaillant Ecotec Plus VC486 van 44 kW. Deze laatste dient in de eerste plaats om het SWW-comfort van de woningen te verzekeren, maar kan ook piekvragen in de verwarming opvangen.
De keuze voor een hybride installatie kwam er om twee redenen. Ten eerste is er het SWW-verbruik. In een kantoor is dat erg laag, maar gezien het gebouw ook vier woningen omvat, moet er toch voldoende vermogen kunnen geleverd worden. Bovendien moeten de watertemperaturen hoog genoeg zijn voor legionellapreventie. Het is uiteraard technisch mogelijk om dat ook met een warmtepomp te doen, maar aan dergelijke temperatuurregimes wordt het rendement dan minder interessant. De ketel kan daarentegen altijd vlot voldoende vermogen leveren voor ruim SWW-comfort.
Ten tweede kan men zo de dimensionering van de boring optimaliseren. De boring vormt de voornaamste extra kost van een geothermische installatie, zowel vergeleken met een lucht-water toestel als met een traditionele ketel. Door de piekvraag, zowel voor verwarming als SWW, op te vangen met een ketel, kan men de boring heel wat kleiner dimensioneren. Dat spaart kosten in de uitvoering en verbetert het algemene rendement van de warmtepomp. In dit project is het bivalentiepunt gekozen op een buitentemperatuur van -3°C, zodat de warmtepomp het overgrote deel van de verwarming voor haar rekening neemt op jaarbasis. Voor dit perceel was de boordiepte beperkt tot 150 m, zodat men uitkwam op drie boringen van 138 m elk.
Dit is niet de enige toepassing van groene energie: er zijn ook 31 PV-panelen van 370 kW(p) elk. Deze dekken een belangrijk deel van het elektrisch verbruik van de warmtepomp op.
Passieve koeling
Wie geothermie zegt, zegt passieve koeling. Een bodem-water warmtepomp heeft nog andere voordelen, met name een constant en beter rendement, ongeacht de buitentemperatuur, maar de mogelijkheid om in comfortkoeling te voorzien met een laag energieverbruik, steekt er de jongste jaren steeds meer bovenuit. Naarmate woningen beter geïsoleerd worden, wordt het ook moeilijker om de warmte uit het gebouw te halen: eenmaal er een overtemperatuur is, krijg je die niet zomaar meer naar omlaag. Passieve koeling is dan een uitweg, en wordt meer en meer gevraagd in projecten.
Passieve koeling vergroot ook het rendement in verwarming: door de bron te regenereren, raakt de bodem niet uitgeput. Bij een hybride installatie gaat dat bijzonder efficiënt: omdat de bron geen pieklasten moet dekken, is er geen kans op uitputting van de bodem. Bovendien zijn de boringen kleiner gedimensioneerd, zodat er aan het eind van de zomer hogere temperaturen bereikt worden door de regeneratie.
Omdat de circulatiepompen in dit project in de zomer op zonne-energie werken, kan men echt spreken van gratis en koolstofneutrale koeling.
Verdeling en dubbele aansluiting
De ketel en de warmtepomp zijn aangesloten op een buffervat van 100 liter, dat vijf kringen bedient, een per woning en een voor het kantoor. De inhoud van het buffervat werd klein gehouden, om problemen met stratificatie in koelbedrijf te voorkomen. Voor het SWW is er een apart voorraadvat van 500 liter, dat een circulatieleiding voedt. Deze kring is uitgerust met een intelligente pomp die geregeld is op de retourtemperatuur. Zodoende hebben de gebruikers altijd snel warm water, terwijl de temperatuurgrens voor legionellapreventie bewaakt wordt.
De verwarming en koeling gebeuren via de vloer, waarbij een hartafstand van 10 cm werd aangehouden om voldoende vermogen in koelbedrijf te kunnen garanderen.
Voor de omkeerbare werking werd er een aangepaste aansluiting voorzien. De debieten en verdeling in koelbedrijf komen immers niet overeen met die in verwarmingsbedrijf. Zo zal men bijvoorbeeld de badkamer doorgaans extra willen verwarmen, en dus hogere debieten voorzien, terwijl daar zelden tot nooit koeling nodig zal zijn. Omgekeerd hebben slaapkamers een hogere koelvraag dan een verwarmingsvraag. Ideaal gezien zou men dus de hydraulische inregeling moeten aanpassen telkens men overschakelt tussen verwarmen en koelen. Zoiets is echter omslachtig.
Daarom werd hier gebruik gemaakt van een dubbele vertrekcollector: een voor verwarmen en een voor koelen. De debietsverdeling tussen de verschillende kringen werd daarbij telkens aangepast: zo is er in koelbedrijf geen debiet in de badkamerkring, terwijl in verwarmingsbedrijf het debiet naar de slaapkamers beperkt wordt. De omstelventielen in kwestie bevinden zich in de stookplaats, telkens bij de pompgroep. Vanuit de stookplaats gaan er dus telkens twee vertrekleidingen naar de gebruikers. De retourleidingen blijven gemeenschappelijk voor verwarmen en koelen.
Regeling
Het geheel wordt aangestuurd door een Vaillant-systeem, bestaande uit vijf thermostaten (een per woning en een voor het kantoor), en twee regelmodules (die de vijf secundaire kringen aansturen), die onderling verbonden zijn met het eBUS-systeem van Vaillant. De centrale thermostaat is een VRC720 die in de vergaderzaal van het studiebureau werd geplaatst. Hierop kunnen alle parameters worden ingesteld en kunnen ook de werkingsgegevens van de overige thermostaten worden uitgelezen.
Op de thermostaten van de woningen kunnen alleen gebruikersinstellingen worden ingegeven, zoals comforttemperaturen, klokprogramma’s en dergelijke. De bewoners kunnen dus vrij temperaturen en werkingsperioden instellen, zowel voor verwarming als voor koeling. Er is ook een VR920 internetmodule voor monitoring en ingrepen op afstand. Deze functie is om begrijpelijke redenen alleen toegankelijk voor de gebouwenbeheerder, die dan ook vanop afstand toegang heeft via de Senso-app van Vaillant.
De vertrektemperaturen in verwarmingsmodus worden weersafhankelijk geregeld tussen 20°C en 35°C voor een kamertemperatuur van 20°C. Zoals gezegd kan de bewoner de kamertemperatuur instellen, waardoor de stooklijn voor die kring wordt aangepast. In koelmodus wordt de vertrektemperatuur gestuurd in functie van de dauwpuntbeveiliging. Bovendien is het regime beperkt tot 16°C vertrek/18° retour om te voorkomen dat de vloer onaangenaam koud zou worden.
De verwarmingsmodus schakelt zichzelf uit bij een buitentemperatuur van 22°C, terwijl de koelmodus wordt ingeschakeld vanaf een buitentemperatuur van 24°C. Omdat de passieve koeling ook dient om de bron te regenereren is het gunstig voor het jaarrendement dat er snel wordt overgeschakeld op koeling. De dode zone is dus beperkt gehouden. In de regeling heeft verwarming voorrang op koeling. Het is dus in theorie mogelijk dat één enkele kring waar er bijzonder hoge temperaturen worden gevraagd de overschakeling op koeling van het hele gebouw zou kunnen blokkeren. Om dat te voorkomen is er ook een handmatige overschakeling van verwarmen en koelen ingebouwd.
Samenwerking tussen alle partijen
Kenmerkend voor het hele project was de samenwerking tussen alle partijen: fabrikant, groothandel, installateur, aannemer en niet te vergeten de klant/studiebureau. Dat het om een demonstratieproject ging voor een studiebureau, speelde natuurlijk een grote rol. Een klein maar veelbetekenend detail: de stookplaats werd ruim genoeg getekend, zodat alles er mooi een plaatsje kreeg. “De extra kosten door krappe stookplaatsen worden onderschat,” beaamt installateur Geert Goeminne. “Door de oppervlakte te beperken vergroot je wel het aantal verkoopbare vierkante meters, maar omslachtige herstellingen hebben ook hun prijs. Als je eerst componenten moet demonteren vooraleer je aan een defect toestel kan, stijgt het aantal werkuren pijlsnel.”
“Het komt erop aan dat de technieken vroeg genoeg in het project geïntegreerd worden,” vult Stefaan De Decker van Stabitec aan. “In dit geval was dat natuurlijk geen probleem, maar we zien dat het besef groeit bij architecten. Daarom ook dat we een totale service aanbieden: stabiliteit, alle technieken, maar ook veiligheidscoordinatie en EPB- en ventilatieverslaggeving. Nog al te vaak wordt het EPB-gedeelte losgetrokken van de technieken, wat tot absurde situaties kan leiden.”
Alle partners stelden zich open en communicatief op. Zo werd de soepelheid van groothandel Toch gewaardeerd. Als klein familiebedrijf kan het kort op de bal spelen. Deze groothandel uit het Gentse heeft al heel wat ervaring met Vaillant. “We zijn een van de oudste, zoniet de oudste klanten van Vaillant in België. We hebben de hele evolutie van de groep gevolgd: van badverwarmers over ketels en gaswandketels, tot nu warmtepompen. Het is een betrouwbare fabrikant, die sterk investeert in technische ondersteuning. Daarom werken we graag met deze firma samen,” besluit Peter Toch van de gelijknamige groothandel.
Door Alex Baumans
