1000 liter warmteopslag klinkt als een flinke hoeveelheid. Maar hoeveel bruikbare warmte kun je daar eigenlijk uit halen? Alleen het aantal liters zegt namelijk niet genoeg. De temperatuur waarop de warmte wordt opgeslagen, de temperatuur die je verwarmingssysteem nodig heeft en de warmtevraag van de woning spelen allemaal een belangrijke rol.
Om dat duidelijk te maken, nemen we een Hydrobag van 1.000 liter als voorbeeld. In deze berekening wordt de warmte opgeslagen op 85 °C. Vervolgens kijken we naar drie verschillende aanvoertemperaturen: 35 °C, 45 °C en 60 °C.
Het resultaat laat goed zien waarom dezelfde 1.000 liter in verschillende verwarmingssystemen een andere hoeveelheid bruikbare warmte kan opleveren.
Hoe werkt 1000 liter warmteopslag?
Water kan veel warmte opnemen en is daarom geschikt voor het opslaan van thermische energie. Hoeveel daarvan later bruikbaar is, hangt sterk af van het temperatuurverschil.
Stel dat 1.000 liter water wordt verwarmd tot 85 °C. Een verwarmingssysteem dat voldoende heeft aan een aanvoertemperatuur van 35 °C kan de opgeslagen warmte langer benutten dan een systeem dat minimaal 60 °C nodig heeft.
Dat komt doordat de temperatuur van de opslag verder mag dalen voordat de warmte niet meer bruikbaar is voor de verwarming.
Bij 1000 liter warmteopslag moeten we daarom niet alleen kijken naar het volume, maar ook naar de temperaturen waarmee het complete systeem werkt.
Wat gebeurt er bij een aanvoertemperatuur van 35 °C?
In het eerste voorbeeld heeft het verwarmingssysteem een aanvoertemperatuur van 35 °C nodig.
Bij de gebruikte uitgangspunten is ongeveer 58 kWh bruikbare warmte beschikbaar. Bij een constante warmtevraag van 4 kW komt dat neer op ongeveer 14 uur verwarmen, wanneer er tussentijds geen nieuwe warmte aan de opslag wordt toegevoegd.
Een lage benodigde aanvoertemperatuur zorgt ervoor dat een groter deel van het opgeslagen temperatuurverschil kan worden benut.
Dat maakt lage-temperatuurverwarming interessant in combinatie met warmteopslag. Of een woning daadwerkelijk met zulke lage temperaturen comfortabel verwarmd kan worden, hangt onder andere af van de isolatie, warmteafgifte en warmtevraag.
En bij een aanvoertemperatuur van 45 °C?
We houden de inhoud van 1.000 liter en de opslagtemperatuur van 85 °C hetzelfde, maar verhogen de benodigde aanvoertemperatuur naar 45 °C.
In dat geval is ongeveer 47 kWh bruikbare warmte beschikbaar.
Bij een constante warmtevraag van 4 kW komt dat neer op ongeveer 11 uur verwarmen zonder tussentijdse bijlading.
De opslag is dus niet kleiner geworden. Het verschil ontstaat doordat het verwarmingssysteem een hogere temperatuur nodig heeft. Daardoor kan een kleiner deel van de opgeslagen warmte worden gebruikt.
Wat verandert er bij 60 °C?
Bij een benodigde aanvoertemperatuur van 60 °C wordt het bruikbare temperatuurverschil nog kleiner.
Volgens dezelfde berekening is dan ongeveer 29 kWh bruikbare warmte beschikbaar. Bij een constante warmtevraag van 4 kW komt dat neer op ongeveer 7 uur zonder tussentijdse bijlading.
We vergelijken dus steeds dezelfde 1.000 liter, geladen tot dezelfde temperatuur van 85 °C. Alleen de temperatuur die het verwarmingssysteem nodig heeft, verandert.
Juist daardoor worden de verschillen tussen 58, 47 en 29 kWh zichtbaar.
Is de warmte na 7, 11 of 14 uur op?
De genoemde uren moeten niet worden gezien als de maximale tijd dat een complete verwarmingsinstallatie een woning kan verwarmen.
De berekening laat zien hoeveel bruikbare warmte op dat moment in de opslag aanwezig is wanneer we uitgaan van een constante warmtevraag van 4 kW zonder tussentijds nieuwe warmte toe te voegen.
In een werkende installatie kan ondertussen wel nieuwe warmte worden aangevoerd.
Heatpipes kunnen bijvoorbeeld bij voldoende zon opnieuw warmte leveren. Ook een warmtepomp of een andere gekoppelde warmtebron kan warmte aan het systeem toevoegen terwijl de woning warmte gebruikt.
Laden en ontladen kunnen in de praktijk dus onderdeel zijn van een continu proces. De daadwerkelijke werking hangt af van de complete installatie, de weersomstandigheden, de warmtevraag en de beschikbare warmtebronnen.
De 7, 11 en 14 uur zijn daarom vooral bedoeld om inzichtelijk te maken hoeveel invloed de benodigde aanvoertemperatuur heeft op 1000 liter warmteopslag.
Hoeveel warmte verliest een Hydrobag?
Naast de beschikbare hoeveelheid warmte is ook warmteverlies belangrijk. Een warmteopslag zal tijdens het bewaren van warm water altijd een bepaalde hoeveelheid warmte verliezen.
Voor de Hydrobag Buffer Solution 1000L is dit onderzocht door Kiwa Nederland B.V.
Volgens de Kiwa-verklaring heeft het onderzochte product een standby-loss van 2,07 W/K. In dezelfde verklaring wordt een heat transfer coefficient van 2,83 W/K genoemd.
In de verklaring staat dat de Hydrobag Buffer Solution 1000L is getest volgens NTA 8800:2022, waarbij een equivalente methode is gebruikt zoals beschreven in NEN-EN-IEC 60379:2004..
Waarom het complete verwarmingssysteem belangrijk is
De berekening maakt duidelijk dat een warmtebuffer niet los kan worden bekeken van de rest van de installatie.
De warmtebron bepaalt hoe en wanneer warmte beschikbaar komt. De opslag bewaart deze warmte voor een later moment. Het verwarmingssysteem bepaalt vervolgens welke temperatuur nodig is om de woning comfortabel te verwarmen.
Daar komt de warmtevraag van de woning nog bij.
Een goed geïsoleerde woning met lage-temperatuurverwarming kan bijvoorbeeld andere eisen stellen aan de warmteopslag dan een oudere woning met radiatoren die een hogere aanvoertemperatuur nodig hebben.
Daarom kijken we bij warmteopslag naar het samenspel tussen opwekken, opslaan en gebruiken.
Meer achtergrondinformatie over verschillende manieren om een woning duurzaam te verwarmen is te vinden bij Milieu Centraal.
Waarom een flexibele warmtebuffer?
Naast de technische prestaties speelt ook de beschikbare ruimte een rol. Een groot traditioneel buffervat heeft een vaste vorm en moet fysiek door deuren, gangen of andere doorgangen naar zijn uiteindelijke locatie kunnen worden gebracht.
Hydrobag is juist ontwikkeld als flexibele warmtebuffer.
Daardoor kan warmteopslag worden toegepast op locaties waar de plaatsing van een groot traditioneel buffervat lastig kan zijn. Denk bijvoorbeeld aan een kruipruimte, garage, tuin of ruimte onder een terras.
Welke inhoud uiteindelijk geschikt is, hangt af van de woning en het verwarmingssysteem. Hydrobag is daarom beschikbaar in verschillende volumes en kan onderdeel worden van een installatie met bijvoorbeeld een warmtepomp, heatpipes of andere geschikte warmtebronnen.
Wat zegt 1000 liter warmteopslag uiteindelijk?
1000 liter warmteopslag heeft dus niet één vaste hoeveelheid bruikbare warmte.
In ons voorbeeld beginnen we steeds met 1.000 liter op 85 °C. Bij een benodigde aanvoertemperatuur van 35 °C is ongeveer 58 kWh bruikbaar. Bij 45 °C is dat ongeveer 47 kWh en bij 60 °C ongeveer 29 kWh.
Bij een constante warmtevraag van 4 kW komt dit zonder tussentijdse bijlading neer op ongeveer 14, 11 en 7 uur.
In een echte installatie kunnen warmtebronnen ondertussen opnieuw warmte toevoegen. Daarnaast speelt warmteverlies een rol. Voor de door Kiwa onderzochte Hydrobag Buffer Solution 1000L is een standby-loss van 2,07 W/K vermeld.
Het aantal liters is dus een belangrijk uitgangspunt, maar vertelt niet het hele verhaal. Pas wanneer opslagtemperatuur, aanvoertemperatuur, warmtevraag, warmteverlies en warmtebronnen samen worden bekeken, ontstaat een duidelijk beeld van wat warmteopslag binnen een woning kan betekenen.
