De WS-Duo van STIEBEL ELTRON is een afleverset voor appartementencomplexen met een centrale en dus collectieve warmtepomp. Door elk appartement van een eigen afleverset te voorzien, wordt zowel verwarming als warm tapwater volledig individueel geregeld.
Het concept van een centrale warmtepomp met individuele afleversets heeft natuurlijk effect op het energieverbruik. Daarnaast moeten de verbruikskosten transparant zijn voor de bewoners. Hoe verhoudt het systeem zich tot andere oplossingen? Pim Snoek specialist collectieve installaties bij STIEBEL ELTRON licht de keuzes toe die zijn gemaakt bij de ontwikkeling van het concept.
Centrale warmtepomp
Waarom zou je überhaupt kiezen voor een centrale warmtepomp, in plaats van elk appartement een eigen warmtepomp geven? Dat legt Pim Snoek haarfijn uit. “Het maakt nogal uit of je bijvoorbeeld dertig warmtepompen installeert of slechts één centrale warmtepomp. Niet alleen wat betreft installatiewerkzaamheden, benodigde materialen en periodieke onderhoudsinspanningen, maar vooral ook wat betreft ruimteverbruik. Een individiele warmtepomp neemt net als een boilervat veel ruimte in beslag in elk appartement. Terwijl je de compacte en platte WS-DUO afleverset gewoon aan de wand hangt, daar is niet eens een ruimte voor nodig. Alles bij elkaar levert dat veel extra verkoopbare vierkante meters op.”
Onderhoudsarme afleverset
‘WS’ staat voor woningstation en ‘duo’ verwijst naar de combinatie van verwarming en tapwater. Deze afleverset is onderhoudsarm, waardoor onderhoud beperkt blijft tot het collectieve gedeelte. Snoek: “Toegang tot appartementen is daardoor niet nodig. Bewoners hoeven dus nooit speciaal thuis te blijven voor onderhoud. Dat maakt dat onderhoudswerkzaamheden efficiënt kunnen worden uitgevoerd en een installateur of onderhoudsmonteur nooit voor een dichte deur staat.” Nog een voordeel voor de bewoners is dat er geen installatie in de woning hoeft te worden geplaatst die geluid maakt.
Verwarmen en koelen
Het collectieve gedeelte van het systeem bestaat uit een warmtepomp, aangevuld met een aantal buffervaten in een centrale technische ruimte. Die warmtepomp mag zowel een lucht/water-warmtepomp als een bodemwarmtepomp zijn.
Van daaruit worden de appartementen van warmte voorzien “Wij hebben voor dit systeem berekend dat een constante temperatuur van 43 °C het meest efficiënt is. Een watergedragen systeem pompt dit door het gebouw naar de appartementen. De WS-DUO afleverset bevat een menggroep waarmee kouder water kan worden bijgemengd om de vloerverwarming of LTV-radiatoren precies de gewenste temperatuur te geven. Deze pomp wordt via de kamerthermostaat aangestuurd.”
Ook aan koelen is gedacht. “Er kan tegelijkertijd worden verwarmd en gekoeld binnen hetzelfde gebouw als er voor een 4-pijpsysteem gekozen is. Koeling verloopt via een geïntegreerde bypass in de afleverset.”
Legionellavrij tapwater
Vanwege legionella is die 43 °C natuurlijk niet voldoende voor tapwater. Maar ook daaraan is gedacht. “De WS-DUO heeft een geïntegreerde doorstromer. Die zorgt ervoor dat tapwater netjes tot 60 °C wordt verwarmd, waardoor het legionellavrij blijft.”
Dat gebeurt via een soort tweetrapsraket, licht Snoek toe. “Vers koud tapwater wordt via een warmtewisselaar eerst opgewarmd tot ongeveer 40 °C. Daarna brengt de doorstromer dit op elektrische wijze omhoog naar de vereiste 60 °C. Het collectieve gedeelte van het systeem is volledig gesloten en wordt nooit rechtstreeks gebruikt voor tapwater. Ook wordt nergens warm tapwater opgeslagen. Niet in het gebouw en ook niet in appartementen.”
Zonder vraag geen opwarming
Dat elektrische naverwarming nodig is om op een veilige manier warm tapwater te bereiden, roept wel de vraag op of een hoge temperatuurwarmtepomp dan geen betere en efficiëntere oplossing is Snoek: “Een groot deel van de benodigde energie voor tapwater wordt nog steeds durzaam geleverd door de warmtepomp. Hierdoor wordt een hoge COP gehaald. Bovendien is het laatste elektrische zetje van de doorstromer alleen nodig op het moment dat daadwerkelijk om warm tapwater wordt gevraagd. Er hoeft niets rond de klok warm te worden gehouden, dat scheelt enorm. Een hoge temperatuur warmtepomp pompt al meteen water van bijvoorbeeld 70 °C naar alle uithoeken van een gebouw. Maar hoe hoger de temperatuur, hoe minder efficiënt een warmtepomp werkt. Verder heb je te maken met warmteverlies tijdens het transport en ook doordat je continu een flinke hoeveelheid heet water op voorraad moet hebben.”
Minder risico op netcongestie
Maar stel dat een groot aantal bewoners min of meer tegelijkertijd besluit een lekkere warme douche te nemen, kan dat dan geen piek opleveren die een probleem is voor de netbeheerder. “De WS-DUO brengt tapwater meteen op de gewenste temperatuur en alleen zolang er vraag naar is, dus na het douchen stopt dit meteen. Ook gaat het alleen om naverwarming van 40 naar 60 °C. Bij een warmtepomp of boiler duurt het na elke douchsessie juist enkele uren voordat het systeem weer op de gewenste temperatuur is teruggebracht. Douchen mensen vlak achter elkaar, dan ontstaat hier enorm veel overlap. Een doorstromer per appartement verlaagt daarom juist het risico op netcongestie. Ons rekenmodel laat zien dat de piekbelasting tot vier keer lager kan uitvallen ten gunste van een doorstromer.”
Zowel nieuwbouw als rennovatieprojecten
De afleverset is niet alleen bij nieuwbouw een uitkomst, vindt Snoek. Ook bij renovatieprojecten is hij vaak goed inzetbaar. “Denk aan appartementencomplexen uit de jaren tachtig die vaak nog een gasgestookte collectieve installatie hebben. In het kort vervang je bij dit soort renovaties de gasketel door een warmtepomp en plaatst per woning een afleverset. Veel VvE’s tonen inmiddels interesse in dit type oplossing.”
Een groot voordeel is daarbij dat veel panden tijdens een renovatie meteen van zonnepanelen worden voorzien. Snoek: “Daarmee kun je een groot deel van de stroomvraag van het centrale systeem afdekken. Slimme energiemanagementsystemen houden hierbij rekening met de weersverwachting en dynamische energietarieven voor een zo hoog mogelijk rendement.”
Inzicht in het totale energieverbruik
Stel, je geeft elk appartement een eigen warmtepomp. Die zit achter de stroommeter, waardoor iedere bewoner goed zicht heeft op het totale stroomverbruik. Hoe zit dat bij deze collectieve oplossing? Snoek: “De WS-DUO heeft een uitsparing waarin je een warmtemeter kunt plaatsen, zodat het individuele gebruik eenvoudig is bij te houden. Dan hebben we het puur over het verwarmen of koelen van de woning, plus zestig procent van het opwarmen van tapwater. De resterende veertig procent wordt bij tapwater geregeld door de afleverset, dus dat verloopt via de eigen stroommeter. In de uitsparing kan een warmtemeter van een leverancier naar keuze worden geplaatst. Vaak komen die met een online dashboard.”
Cascade opstelling
We hebben het steeds over de centrale warmtepomp. Maar dat kunnen er ook meerdere zijn, zo blijkt. “Wij werken vaak met een cascade-opstelling. In plaats van één warmtepomp met een hoog vermogen van 100 kW, wordt dit verdeeld over bijvoorbeeld zes kleinere warmtepompen. Daardoor kunnen deze rustiger en dus ook stiller draaien en elke warmtepomp kan naar behoefte automatisch worden ingeschakeld en uitgeschakeld. Je hebt zo meteen ook een back-up, mocht een warmtepomp in storing gaan of onderhoud nodig hebben en kom je niet zomaar ineens zonder warmtepomp te zitten.”
“Uniek is onze optionele cascade module die je direct naast de warmtepompen op het dak plaatst,” vult Pim Snoek aan. “Dit is een verzamelkast met precies hetzelfde uiterlijk en kleurstelling als onze warmtepompen en doet dienst als verzamelunit voor al het leidingwerk. Daardoor is slechts één aanvoer en retour naar het pand nodig, in plaats van zes stuks. Dus twee leidingen in plaats van twaalf.”
Prestaties in de praktijk
Tot slot benadrukt Snoek nog dat alles van STIEBEL ELTRON in eigen fabrieken binnen de Europese Unie wordt geproduceerd. “Dat is echt uniek. En om ervan verzekerd te zijn dat alles perfect werkt, wordt nieuwe apparatuur altijd eerst vier jaar in het veld getest. Waaronder onder extreme weersomstandigheden in speciale klimaatstudio’s. Alle apparatuur wordt vervolgens getest en kan eenvoudig worden meegenomen in de vereiste MPG- en BENG-berekeningen.”
Klaar voor de toekomst van gestapelde bouw
Met de WS-DUO combineert STIEBEL ELTRON de voordelen van collectieve opwekking met individueel comfort en inzicht. Daarmee sluit het concept aan op de uitdagingen van vandaag: ruimtegebrek, netcongestie, strengere regelgeving en de groeiende vraag naar toekomstbestendige woningbouw
