Regeling warmtepomp wordt instabiel onder 3 graden buiten

Mijn huis heeft erg veel massa en is thermisch heel traag, daarnaast heeft zon instraling op de buitenmuren een redelijk grote invloed. Dat gecombineerd met een vriendin die wel eens een slinger aan de thermostaat geeft als ze het te koud of te warm vind geeft dat ik niet weg kom met slechts 1 dag meten.

Ik heb vorig jaar elke dag de gehele dag gemeten en gelogd waarvan de dag totalen zijn bewaard, min/max/gemiddeld.

Ik heb ook meegenomen hoeveel warmte aanwezige mensen afgeven en hoeveel electra er binnenshuis is verbruikt (dat wordt ook als warmte in de woning afgegeven).

Hierna heb ik een data fit gedaan en daarbij meetpunten die buiten een dynamisch bepaalde band vallen weg gelaten, omdat deze veroorzaakt worden door mensen die aan de thermostaat draaien, extra zon, extra mensen door feestje, achterdeur die openstaat omdat de katten buiten zijn etc.

Het werkt wel aardig, je krijgt dan vergelijkbare resultaten als dat ik een paar specifieke dagen pak waarvan ik weet dat er geen “rare” dingen zijn gebeurd.

In deze analyse was ik uitgegaan van maximaal 22 uur per dag verwarmen (2 uur voor een boiler opwarmen gereserveerd) en was ik geinteresseerd in het benodigd vermogen bij -7C buiten temperatuur

Tevens aan de hand van gemiddelde temperatuurs distributie op basis van KNMI data een inschatting gedaan van de gemiddelde benodigde verwarmings energie op jaar basis, en extra vermogen met COP=1 voor de momenten dat het gemiddeld kouder is.

Ik heb de stap naar warmtepomp nog niet gemaakt, maar wel vorig jaar een Kamstrup302 in mijn CV circuit gezet, dan kan je heel goed zien wat voor effect het draaien met verschillende flows heeft op het afgifte vermogen van je systeem, en wat bij een bepaald afgifte vermogen dus de aanvoer temperatuur is.

Vorig jaar hiermee goed de effecten kunnen zien van aanpassingen aan de CV om maximaal condensatie rendement te halen, draai op zo’n 110.5% van de onderwaarde.

En tevens gebruikt om in combinatie met o.a. buiten temperatuur een idee te krijgen van het warmte verlies van mijn huis om het benodigde vermogen van een Warmtepomp te bepalen.

Zie hieronder een willekeurige nacht deze week, de ketel draait in low load mode en de thermostaat houd de ruimte temperatuur strak op 20.5 C terwijl de retour temperatuur niet boven de 25C komt en de aanvoer niet boven de 32C.

Mijn meetsysteem is zo ontworpen dat je het plug & play kunt aansluiten op een willekeurige warmtepomp. Met 5 sensoren aan warmtepomp en woning weet je dan bijna alles en met de moderne IoT technieken kun je de waardes vanuit Appingedam, Heerlen of waar dan ook naar een centraal punt sturen. Daar doe je dan analyse en rapportage. 

Dat is het idee wat het moet worden, en het meeste staat er al. Je kunt dus eenvoudig meten aan een warmtepomp en zien waar mogelijkheden voor verbetering zitten. Dat is de achtergrond 

Ik doe het anders, ik meet het motorvermogen Pmotor en bereken dan Pwarmte = Pmotor x COP.

Jouw methode met de Kamstrup302 is ook interessant, ik heb alleen nog niet gevonden wat daarvan de nauwkeurigheid is. Hoe ga je de energie van een defrost meten? Op zich zou ik dat ook uit mijn signalen moeten kunnen halen maar ik zie nog niet precies hoe ik dat zou moeten doen.

Ik ga nu mijn analyse software verder uitwerken zodat de dingen die hier besproken zijn real time zichtbaar worden. Dan kunnen we zien hoe het in de dagelijkse dynamiek gaat uitwerken, dat kan heel interessant zijn.

De analyse is gekoppeld aan de warmtepomp en als het dan weer koud wordt kunnen we in meer detail zien wat de defrost doet. Ik kan ook de analyse nog een keer laten lopen over de data van de afgelopen weken, maar dan ook met een buffervat in het model.

Ik laat weten als ik zover ben. Het wordt heel leuk!

Ik zie dat onze postings net gekruist hebben, inderdaad in de retour is beter :)

Ik ben nu aan het kijken naar een buffervat van 50 liter maar ook van 120 liter, dat is het grootste dat ik kwijt kan. Dat moet dan in de retour komen om de warmtepomp snel warm water te geven bij opnieuw starten of bij een defrost. Een buffervat in de aanvoer heeft geen zin omdat het dan langer duurt voordat de convectoren warm worden en de warmtepomp warm water op de retour ziet.

Ik hoop dat dan ook de pieken bij het herstarten van de warmtepomp weg zijn.

Het plan is om de installatie van het buffervat deze zomer te doen.

Ik was erg onzeker op het terrein van defrost en regeling maar door de discussie met jullie heb ik weer wat vaste grond onder de voeten.

Heel veel dank hiervoor!

Uitgaande dat de 20 en 12 de binnen diameters van de buizen zijn, dan kom ik op 6.38 liter water in je buizen + ongeveer 0.69 liter per convector, dat is echt heel weinig systeem inhoud voor een WP.

Stel je hebt 6 convectoren in huis dan kom je op totaal 10.5 liter, dan zou de delta T van 15 overeenkomen met 0.18 kWh, dat komt al meer in de richting van wat een typische defrost kost.

Als je dan i.p.v. 15 graden daling door de defrost maximaal een 2 graden daling wilt, zal de totale systeem inhoud 15/2*10.5 = 79 liter moeten worden, of te wel een buffer erbij van ~70 liter

Als je een buffer van 50 liter zou toevoegen kom je op een temperatuurs daling van ~3.1 graden per defrost.

Allemaal onder de aanname dat de systeem inhoud zoals hier geschat klopt.

De retourtemperatuur daalt ook naar ca. 25 graden, net als de aanvoertemperatuur.

Zou het kunnen dat het systeem een paar keer rond pompt en je zo aan die 28 liter komt?

Hier een aardig plaatje, het is het plaatje met de defrost maar dan 8x uitvergroot voor de x-as.

Je ziet bij 6, 15 en 24 ‘uur’ een defrost optreden en je kunt goed zien dat er na elkaar allemaal dingen gebeuren. Taanvoer daalt inderdaad ca. 15 graden bij een defrost en die daling gaat in ca. 4 a 5minuten, een schaaldeel op de x-as is hier ongeveer 8 minuten. Bij een flow van ca. 7 tot 10 liter per minuut zou je dan op een buffervat van 28 tot 50 liter komen. Neem in de praktijk 50 liter.

Het is wel een grappig plaatje zo 

De meest gebruikte manier van defrosten (omdat dat goed werkt en makkelijk en goedkoop te implementeren is) is de reverse cycle deforst, waarbij de werking van de warmte pomp wordt omgedraait, i.p.v. verwarmen gaat hij koelen, zodat de warmte uit je CV circuit in de warmte wisselaar in de binnen unit wordt overgedragen aan je koelcircuit, en door de verdamper in de buiten unit gaat.

Echter wordt dan de ventilator stil gezet, zodat de warmte zoveel mogelijk in de verdamper van de unit blijft en het ijs smelt door zo min mogelijk warmte te ontrekken aan het CV water. Pas aan het einde van de cyclus wordt de fan op maximaal aan gezet om het vocht uit de verdamper te blazen/zuigen.

Er zijn inderdaad meerdere manieren om te defrosten, wat minder gangbare technieken zijn:

• ultrasonic deforsten, wat eigenlijk een frost prevention is, door ultrasoon geluid continue over de verdamper te sturen krijgen de ijs crystallen geen kans om aan te groeien. Hoewel je hiermee voorkomt dat er een defrost cycle nodig is, kost dit relatief veel stroom en doordat je toch een dun laagje op de verdamper houd zal ook het rendement van de warmte pomp iets minder zijn.
• heet water defrosting, waarbij electrisch verwarmd water over de buitenkant van de verdamper wordt gesproeit, nadeel veel COP=1 energie nodig.
• Hot Gas bypass deforsting, hier wordt doormiddel van een bypass en een apart expansie ventiel het het gas rechstreeks door de verdamper gestuurd.Hoewel dit ietsjes beter rendement heeft en ietsjes sneller gaat dan de reverse cycle defrost, wordt dit niet vaak toegepast vanwege alle extra kleppen leidingen en andere zaken die de buiten unit een stuk duurder en groter maken.
• Electrisch element defrosten, met een electrisch element wordt de lucht verwarmt die de ventilator door de verdamper blaast/zuigt.
• Buitenlucht defrosten, alleen de compressor stil zetten en hopen dat de buitenlucht warm genoeg is om het ijs te doen smelten, typisch duurt dit erg lang en wordt daarom niet toegepast.

@Anne Ik heb er nog eens over nagedacht en ik denk dat je met een split unit wel warmte uit het CV systeem kunt gebruiken voor de defrost.  

Kort voordat de defrost hier in werking gaat hoor ik dat in de buitenunit de druk van het systeem gaat. In die situatie kun je verdampen in de warme condensor en de damp laten condenseren in de verdamper in de buiten unit. Je keert de werking van de warmtepomp dan om door de druk van het systeem te halen. Een prima defrost, lijkt me.

Corrigeer me alsjeblieft als ik het mis heb