Warmtepomp ontdooien: kijk eerst naar de ruimte tussen de lamellen
Niet de COP, niet het vermogen, niet het merk. Het eerste waar je bij een warmtepomp naar moet kijken is de buitenwarmtewisselaar, het aluminium rooster waarmee de machine warmte uit de lucht haalt. En van die wisselaar telt één getal dat bijna geen enkel datablad vermeldt: hoeveel ruimte er zit tussen de ene lamel en de volgende.
01
Waarom er ijs ontstaat
In de winter werkt de wisselaar kouder dan de lucht die erdoorheen stroomt, anders kan hij er geen warmte uit halen. Onder de 5-6 graden buiten, met de vochtigheid die in het vlakke land heerst, zakt zijn oppervlak onder nul en bevriest het vocht uit de lucht erop. Dat is rijp. Die groeit lamel na lamel, en als hij de luchtdoorgang afsluit moet de machine stoppen en hem wegsmelten: dat is ontdooien.
02
Wat een ontdooiing echt kost
Geen stroom, of niet alleen. Tijdens het ontdooien draait de warmtepomp omgekeerd: hij haalt warmte uit de installatie, die warm is, en stuurt die naar de buitenwisselaar, die op nul graden staat om het ijs te smelten. Bij zo’n klein temperatuurverschil hoeft de compressor weinig te doen en verdubbelt het rendement: een machine die ’s winters verwarmt met een COP van 3,5 ontdooit met COP 7. We hebben het op onze eigen machines gemeten. Het lijkt een voordeel, en het is het tegendeel. Die warmte is aan het gebouw onttrokken, en om ze terug te brengen werkt de machine weer op COP 3,5: voor elke kilowattuur die aan ontdooien wordt besteed zijn er twee nodig om de warmte die naar buiten ging weer binnen te brengen. Een ontdooiing kost het dubbele van wat de meter aangeeft, plus de minuten waarin niet wordt verwarmd.
In minuten geteld is het nog duidelijker. Een ontdooiing van 5 minuten op COP 7 onttrekt aan het gebouw een hoeveelheid warmte die de machine, werkend op COP 3,5, in 10 minuten terugbrengt. Na een kwartier is de rekening weer gelijk, en in dat kwartier heeft de machine gewerkt zonder warmte toe te voegen. Ontdooit ze elk half uur, dan verwarmt ze echt maar één kwartier op twee: de helft van de energie gaat verloren, en in die uren zakt de machine van COP 3,5 naar COP 1,75.
Een Aziatische importmachine met smalle lamellen ontdooit in een vochtige nacht bij nul graden tot twaalf keer: drie uur zonder verwarmen en twaalf warmteonttrekkingen uit de ruimtes, in de koudste uren. De onze doen onder dezelfde omstandigheden een fractie daarvan. De COP op het datablad wordt zonder rijp gemeten: de ontdooiingen zitten er niet in.
03
De ruimte tussen de lamellen
Onze warmtepompen, van de kleinste voor een woning tot de grootste voor een bedrijfshal, hebben dezelfde buitenwisselaar: lamellen op 2,5 millimeter van elkaar. Bij Aziatische importmachines vermelden de databladen die wij lazen 1,5 millimeter, een millimeter minder. Het lijkt niets. Dat is het niet: met een millimeter meer heeft de rijp twee keer zoveel ruimte om te groeien voordat hij de doorgang afsluit, en verwarmt de machine langer tussen twee ontdooiingen. Smalle lamellen dienen om een kleine, lichte wisselaar te maken bij gelijk oppervlak: hij kost minder, past in een kleinere kast, en ontdooit vaker.
04
De dikte van de lamellen en de buis
De lamelafstand is niet het enige getal dat telt: ook de dikte van de lamel telt. De onze zijn van aluminium van 0,15 millimeter, de grootste dikte die wordt gebruikt; het marktgemiddelde ligt tussen 0,10 en 0,11. Een dikkere lamel maakt de warmtewisselaar zwaarder en duurder, maar geeft warmte en koude beter af aan de lucht, omdat het contact tussen de koperen buis en de lamel groter wordt. Bovendien is hij beter bestand tegen stoten: een lamel van 0,10 mm buig je met één vinger.
Vanbinnen is de koperen buis niet glad maar geribd. De ribbels verhogen de turbulentie van het gas, en turbulent gas wisselt veel beter warmte uit met de buiswand dan gas dat gelijkmatig stroomt: hetzelfde buisoppervlak draagt meer vermogen over aan het aluminium. Zo wordt het temperatuurverschil tussen het gas en de lucht kleiner. In de winter betekent dat: het gas verdampt bij een temperatuur die dichter bij die van de buitenlucht ligt; de machine rendeert beter en de warmtewisselaar is minder koud en vormt minder rijp.
De lamellen hebben bovendien een hydrofiele coating, een behandeling die het water laat weglopen in plaats van het als druppels tussen de lamellen te laten staan. Dikke lamellen, een geribde buis en een hydrofiele coating zijn de duurste combinatie die je in een warmtewisselaar kunt monteren.
05
Grote wisselaar, grote ventilator
Brede lamelafstanden alleen zijn niet genoeg: bij gelijk vermogen moet een wisselaar met verder uit elkaar staande lamellen groter zijn om hetzelfde oppervlak te hebben. En een grote wisselaar vraagt een grote ventilator, die er veel lucht doorheen stuurt terwijl hij langzaam draait. Op onze machines voor bedrijfshallen heeft de ventilator een diameter van 91 centimeter en verplaatst hij 14.000 kubieke meter lucht per uur. Hoe meer lucht er passeert, hoe minder de wisselaar in temperatuur hoeft te zakken om dezelfde warmte op te nemen, en hoe minder rijp er ontstaat. Een grote ventilator die langzaam draait maakt ook minder lawaai en verbruikt minder dan een kleine die snel draait: de grote kast is geen gebrek, het is de reden dat de machine werkt.
06
Hoe je het controleert, voordat je koopt
Vier dingen om naar te vragen, omdat ze in folders meestal ontbreken:
- de afstand tussen de lamellen van de buitenwisselaar, in millimeters;
- de dikte van de lamellen en of de koperen buis vanbinnen geribd is;
- de diameter van de ventilator en het luchtdebiet, in kubieke meter per uur;
- hoeveel ontdooiingen de machine doet in een nacht bij nul graden met hoge vochtigheid, of ten minste waardoor ze worden gestart: op tijd, om de zoveel minuten, of alleen als er echt rijp is.
Als de verkoper geen antwoord weet, is dat het antwoord. Onze machines ontdooien alleen als de wisselaar erom vraagt, en de regeling gebeurt door elektronica die we zelf hebben ontworpen en die alle variabelen van de machine ziet.
De volledige databladen van onze lucht-water warmtepompen en van de Kita Air voor bedrijfshallen staan op de site, met de lamelafstand erbij.
07
Veelgestelde vragen
Waarom vormt een warmtepomp in de winter rijp?
Omdat de buitenwarmtewisselaar kouder werkt dan de lucht om er warmte uit te halen. Onder 5-6 °C buiten, met een hoge luchtvochtigheid, zakt zijn oppervlak onder nul en bevriest het vocht uit de lucht erop.
Wat kost een ontdooicyclus echt?
Meer dan de meter aangeeft. De machine haalt warmte uit het gebouw met COP 7 en brengt die terug met COP 3,5: elke kWh voor het ontdooien vraagt er twee extra. Met een ontdooicyclus elk half uur zakt de COP van 3,5 naar 1,75.
Hoe ver moeten de lamellen uit elkaar staan?
Op onze warmtepompen 2,5 mm, tegenover de 1,5 mm op de datasheets van Aziatische importmachines. Met een millimeter meer heeft de rijp twee keer zoveel ruimte voordat de luchtdoorgang dichtzit.
Wat vraag je vóór de aankoop over de warmtewisselaar?
De lamelafstand, de lameldikte en of de koperen buis van binnen gegroefd is, de diameter van de ventilator met het luchtdebiet, en wat het ontdooien start: een timer of rijp die er echt is.
Zie ook: Hoe werkt een warmtepomp: warmte wordt niet gemaakt, maar verplaatst · COP van de warmtepomp: wat het is, hoe het wordt gemeten en waarom het in de mist niet meer hetzelfde is · Onderhoud warmtepomp: wat moet er gebeuren, hoe vaak, wat is verplicht en hoe lang gaat hij mee · Warmtepomp in de winter: werkt hij bij vorst, tot welke temperatuur, bij -20 en -25 °C? · Geluid van een warmtepomp: hoeveel decibel, hoe ver van de buren en waarom hij ‘s winters luider is · Warmtepomp met ijs, damp of water eronder: wat normaal is en wanneer je de service belt
De tweede tip staat online: ontdooien op tijd of op aanvraag, wanneer de warmtepomp besluit te stoppen. Volgende: waarom een inverter-warmtepomp wordt gedimensioneerd om op half vermogen te draaien, en waarom het de warmtewisselaar is, niet de compressor, die twee keer zo groot moet zijn. Lees het hier.
