Hoe dimensioneer je een sanitair warm water boilervat?

• 30-09-2020


• Joris Bracke


• 0 Comments

• Blogposts
  Verwarming
  

Het dimensioneren van een boilervat is niet altijd even eenvoudig. Vooral niet in grote gebouwen of zeer goed geïsoleerde woningen die maar een klein verwarmingsvermogen nodig hebben. Om te controleren of men voldoet aan de sanitair warm water comfort eisen kan men gebruik maken van de EN 12831:2017 norm. Deze norm is van toepassing in alle EU landen en bestaat uit 4 delen:

• EN 12831-1 = bepalen van warmteverliezen
• EN 12831-2 = uitleg over EN 12831-1
• EN 12831-3 = dimensioneren van sanitair warm water
• EN 12831-4 = uitleg over EN 12831-3

De vorige versie van de norm dateerde van 2003 (EN 12831:2003) en omdat gebouwen sinds 2003 veel beter geïsoleerd en luchtdichter zijn was deze norm aan een update toe. De formules voor het bepalen van de warmteverliezen werden herzien en er werd ook een deel voor het dimensioneren van sanitair warm water toegevoegd. In de oude versie van de norm was dit niet echt nodig omdat de vermogens de nodig waren voor verwarming hoog genoeg waren en dan was er altijd wel overschot voor het opwarmen van sanitair warm water. De afgelopen jaren is het verwarmingsvermogen echter steeds lager geworden en het vermogen nodig voor het opwarmen van sanitair warm water is constant gebleven of zelf licht gestegen (meer gebruik van regendouches). Daardoor werd het belangrijk om er voor te zorgen dat steeds voldaan wordt aan de sanitair warm water comfort eisen.

Dit wordt dus gecontroleerd in EN 12831-3 en dit deel van de norm omschrijft hoe een grafiek wordt opgesteld die er als volgt uitziet:

Op de X-as zien we de uren van de dag en we beginnen hier bij 0u ’s nachts, 4u ’s morgens, 8u ’s morgens, ... Rond 7u beginnen mensen te douchen en hier zien we een eerste piek in de blauwe curve. Door de dag neemt het verbruik in sanitair warm water cumulatief toe en ’s avond zien we opnieuw een piek in verbruik voordat mensen gaan slapen. De blauwe curve geeft dus de vraag naar sanitair warm water aan.

De rode curve geeft aan hoeveel energie er in het boilervat opgeslaan is. Om 0u warmt de opwekker het boilervat op, dit koelt dan langzaam af, rond 8u wordt dit opnieuw opgewarmd, ... De bovenste oranje lijn geeft de maximale hoeveelheid energie aan die opgeslaan kan worden in het boilervat en de onderste oranje lijn geeft de minimum comfort grens aan. Als de rode lijn onder de onderste oranje lijn valt komt er geen water van 42°C meer uit het boilervat en wordt er dus niet meer aan de comfort eisen voldaan.

Voorbeeld: appartementsblok met 20 appartementen, 2 bewoners per appartement en een gemeenschappelijke stookplaats met een warmtepomp van 50kW die een boilervat van 500l naar 55°C opwarmt. Hiermee krijgen we onderstaande grafiek.

We zien dat er niet aan de sanitair warm water comfort eisen wordt voldaan omdat de rode lijn ’s morgens rond 8u en ’s avonds rond 21u buiten de oranje band valt. Dit wil zeggen dat er in deze periodes geen water van 42°C uit het boilervat kan komen.

Om dit op te lossen kunnen we 2 dingen doen: het boilervat groter maken of het vermogen van de warmtepomp groter maken. Als we werken met een boilervat van 2000l i.p.v. 500l krijgen we onderstaande situatie.

Nu ligt de rode lijn binnen de oranje zone en wordt er dus wel aan alle comfort eisen voldaan. We zien ook dat de rode lijn rond 8u begint te stijgen (= warmtepomp begint boilervat op te warmen) en het tot ongeveer 12u duurt om het boilervat helemaal op te warmen. Als we dit sneller willen doen laten gaan kunnen we het vermogen van de warmtepomp verhogen van bijvoorbeeld 50kW naar 70kW. Dit geeft dan onderstaande situatie.

Nu zien we dat het boilervat al rond 10u is opgewarmd. Op deze manier kunnen we dus wat met de parameters spelen tot we een situatie uitkomen waarmee aan alle eisen wordt voldaan. De EN 12831 norm geeft aan dat eerst het warmteverlies berekend moet worden en dat men dan moet kijken of er met een boilervat ook aan de sanitair warm water comfort eisen voldaan kan worden. Als dit niet zo is moet men eerst het boilervat groter maken en als daarmee nog niet aan de eisen kan voldaan wordt kan men het vermogen van de opwekker vergroten. Wat men bijvoorbeeld niet mag doen is het vermogen voor verwarming berekenen en dan 200W per persoon bijtellen voor het opwekken van sanitair warm water te compenseren.

De Heat-Box sanitair warm water module helpt gebruikers om deze grafiek op te stellen. Gebruikers kunnen instellen met welk tapprofiel (zelf aanpasbaar) ze willen werken:

Gebruikers kunnen ook instellen wanneer het sanitair warm water wordt verbruikt. In het onderstaande voorbeeld wordt bijvoorbeeld 27,5% van al het sanitair warm water verbruikt tussen 8u en 9u ’s morgens:

Verder wordt ook een gelijktijdigheidsfactor berekend (zelf aanpasbaar) en kunnen onder meer de onderstaande punten ingevuld worden:

• temperatuur van het koud water
• minimum gewenste temperatuur van het warm water
• vermogen van de opwekker
• temperatuur van het water dat door de spiraal in het boilervat stroomt
• maximum temperatuur van het boilervat
• inhoud van het boilervat
• hoogte van het boilervat
• hoogte waarop de temperatuursensor in het boilervat geplaatst wordt
• circulatieleidingen (zorgen voor een extra verlies)

Deze module is vooral nuttig voor het dimensioneren van boilervaten in grote gebouwen (appartementen met gemeenschappelijke stookplaats, sporthal, hotel of B&B, ...) of voor woningen die zeer goed geïsoleerd zijn en verwarmd gaan worden met een warmtepomp met laag vermogen (7kW of minder).