Er zijn bouwkundige maatregelen die je kan treffen om oververhitting te voorkomen, en ook zonwering is van groot belang. Maar in dit artikel bekijkt Bert Vanderwegen, adviseur voor Dialoog, de impact van de technische installaties voor koeling en ventilatie.
Ventilatie: beperken en afvoeren van warmtewinsten
Overdag, wanneer het buiten warmer is dan binnen, is het kwestie van die warmte zoveel mogelijk buiten te houden. Maar een ventilatiesysteem brengt verse lucht binnen: warme lucht die je woning opwarmt. Dat is niet zo handig. met ventilatiesystemen C en D kan je dat omzeilen op verschillende manieren:
- Wil je een systeem C plaatsen (natuurlijke toevoer, mechanische afvoer), dan kies je best voor een vraaggestuurd systeem. Hierdoor beperk je de toevoer van warmere lucht op momenten dat het niet noodzakelijk is.
- Kies je voor een systeem D (mechanische toe- en afvoer), dan zorgt de warmtewisselaar ervoor dat de binnenkomende verse, warmere lucht (iets) minder warm wordt omdat deze warmte afgeeft aan de afgevoerde vuile (iets) koelere lucht van binnen.
's nacht je ramen opzetten blijft de boodschap
’s Nachts of wanneer het buiten opnieuw frisser wordt dan binnen willen we niet dat onze verse, frisse(re) buitenlucht weer wordt opgewarmd door de afgevoerde, warme(re) binnenlucht.
- Een ventilatiesysteem D met warmteterugwinning heeft daarom best een zogenaamde ‘automatische zomerbypass’: het toestel meet de verschillende in- en uitgaande luchttemperaturen en wanneer de verse toevoerlucht binnen een bepaald interval ligt (bijvoorbeeld tussen 18 en 25°C) zal de toevoerlucht niet door de warmtewisselaar gaan, maar deze omzeilen en rechtstreeks naar de toevoerkanalen gaan.
- Ook bij ventilatiesysteem C moet je er op letten dat er voldoende warmte wegstroomt wanneer het buiten frisser wordt dan binnen. Een vraaggestuurd systeem C heeft dus best een functie die de luchttemperatuur meet en indien nodig de vraagsturing (tijdelijk) uitschakelt en overgaat op het maximale ventilatiedebiet. Dat kan je ook zien als een soort van bypass die de vraagsturing omzeilt.
Als je een ventilatiesysteem hebt, moet je dan geen ramen meer openen om ’s nachts de warmte weg te krijgen? Nee, deze technieken zijn eerder een aanvulling op intensieve nachtventilatie met de ramen open. Zelfs het maximale ventilatiedebiet blijft meestal te laag om ’s nachts voldoende warmte af te voeren. Door ’s nachts ramen te openen, gaat het sneller en efficiënter. Wil dit dan zeggen dat we geen ventilatiesysteem nodig hebben als de ramen open staan? Dat ook weer niet. Er zijn misschien ruimtes of zelfs een hele verdieping waar we geen (inbraakveilige) raamopeningen hebben. Dus blijft de ventilatie wel nodig, ter aanvulling van de intensieve natuurlijke ventilatie via openstaande ramen.
Passief koelen
Blijft het zo nog niet comfortabel in je woning? Dan kan je beginnen denken aan koeling: actieve en passieve. Actieve koeling is het meest bekend onder de vorm van de klassieke airco. Het principe is vergelijkbaar met een koelkast: dankzij de speciale eigenschappen van een koelvloeistof en de extra elektrische energie van een compressor kan de warmte uit lucht of water gehaald worden. Bij passieve koeling gebruik je geen compressor maar wordt de koelte van de bodem gebruikt.
Passief koelen via de ventilatie: aardwarmtewisselaar (AWW)
Bij een mechanisch ventilatiesysteem (systeem D) kunnen we passief koelen door gebruik te maken van de bodem als koudebron en de luchttoevoer als afgiftesysteem. Bij een gewone aardwarmtewisselaar (AWW) wordt de aangevoerde lucht aangezogen via lange buizen in de bodem. De buiswand neemt de temperatuur van de koude bodem aan, en de lucht die in contact komt met de buiswand geeft zijn warmte af aan de buis en zo aan de bodem. De lucht koelt af en komt het ventilatiesysteem binnen. Een bypass langs het recuperatiesysteem in de ventilatie-unit is dan een must: je moet immers voorkomen dat de afgekoelde lucht weer onnodig opgewarmd wordt door de afgevoerde lucht. Een AWW moet steeds aangelegd worden met een helling van minstens 2 % die uitloopt op een putje voor de afvoer van het eventuele condensatievocht. Aan de ingang moeten er filters komen tegen insecten en pollen, en het systeem moet ook waterdicht zijn.
Passief koelen via de ventilatie: bodemwarmtewisselaar (BWW)
Een bodemwarmtewisselaar (BWW) of glycolwater-aardwarmtewisselaar is een buis gevuld met een vloeistof die ingegraven wordt in de bodem. Deze vloeistof wordt rondgepompt (wanneer nodig) en de warmte of koelte van de vloeistof wordt overgedragen op de ventilatielucht via een warmtewisselaar. Bij dit systeem passeert de ventilatielucht niet via de warmtewisselaar in de bodem. Hierdoor hoeft een BWW niet afhellend te liggen, wat de installatie vergemakkelijkt. De grondbuis hoef je ook niet te reinigen.
Door een aardwarmtewisselaar of een bodemwarmtewisselaar aan te sluiten op de ventilatie-unit kunnen we de verse lucht afkoelen. Dit heeft een koelend effect, maar dat kan (vanwege het lage ventilatiedebiet) niet vergeleken worden met de koeling die we kennen van airco’s.
Passief koelen via de ventilatie: indirect adiabatische koeling
Passief koelen via het ventilatiesysteem D kan ook op een andere manier, met zogenaamde indirect adiabatische koeling: de afgevoerde lucht wordt bevochtigd en de koele lucht gaat door de warmtewisselaar en koelt zo (onrechtstreeks) de toevoerlucht af. Op dit moment wordt adiabatische koeling vooral toegepast in tertiaire gebouwen (kantoren, scholen en dergelijke), maar het zou ook perfect toegepast kunnen worden in woningen. Als de adiabatische module juist is gedimensioneerd, is het extra elektriciteitsverbruik te verwaarlozen. Dat geldt ook voor het waterverbruik, waarvoor gerecupereerd regenwater kan worden gebruikt.
Passief koelen met een warmtepomp
Passieve koeling kan ook met een geothermische warmtepomp. Wanneer er verwarmd moet worden, haalt de warmtepomp de benodigde warmte uit de bodem. Om te koelen onttrekt ze koude aan de bodem. Hiervoor hoeft de compressor niet te werken, enkel de circulatiepomp. Bijgevolg is dit een heel energiezuinige manier van koelen. Bijkomend voordeel: door passief te koelen, warm je in de zomer de bodem terug op waardoor het verwarmingsrendement in het stookseizoen stijgt. Het koelvermogen van passieve koeling is redelijk beperkt, maar als je voldoende inzet op de bouwkundige maatregelen, zou dit in de meeste gevallen moeten volstaan.
Het afgiftesysteem is hetzelfde als bij verwarming met een warmtepomp: via vloer-, wand- of plafondverwarming of ventilo-convectoren/radiatoren. Bij vloerverwarming moet je er wel rekening mee houden dat de watertemperatuur minimum 18°C moet bedragen, anders krijg je condensatie op de vloer.
Een lucht-lucht warmtepomp (of airco) van Bosch
Actief koelen
Actieve koeling kan zowel met een lucht-waterwarmtepomp als een lucht-luchtwarmtepomp. In beide gevallen heb je een buitenunit die de uit de binnenomgeving onttrokken warmte afgeeft aan de buitenlucht. Het afgiftesysteem is verschillend.
- Ga je actief koelen met een lucht-waterwarmtepomp, dan is het afgiftesysteem hetzelfde als bij passieve koeling met een geothermische warmtepomp: vloerverwarming en/of ventilo-convectoren.
- Ventilo-convectoren voor actieve koeling moeten wel voorzien zijn van een condensafvoer en alle leidingen moeten dampdicht geïsoleerd zijn. Indien je werkt met ventilo-convectoren heb je met actieve koeling via een lucht-water warmtepomp een groter koelvermogen dan met passieve koeling via een bodem-water warmtepomp.
- Koel je actief met vloerverwarming, dan zal je koelvermogen steeds beperkt blijven omdat je gebonden bent aan het afgiftevermogen en het dauwpunt van de vloerverwarming. Er is dan mogelijk weinig verschil qua koelvermogen met passieve koeling via vloerverwarming op een bodem-water warmtepomp. Je zal wel meer elektriciteit verbruiken.
- Als een lucht-lucht warmtepomp (de klassieke airco) actief koelt, verspreidt die de koelte via de lucht. Hierbij wordt de lucht ook ontvochtigd. Een lucht-lucht warmtepomp heeft meer koelvermogen en dat de lucht wordt ontvochtigd biedt een extra comfort.
Om efficiënt actief te koelen met een lucht-lucht warmtepomp (en dus je elektriciteitsverbruik zo laag mogelijk te houden) moet je rekening houden met het volgende:
- Kies voor zogenaamde topkoeling: het verschil tussen buiten- en binnentemperatuur mag niet groter zijn dan 5°C.
- Plaats de buitenunit op een zo koel mogelijke plaats. Hoe beter de buitenunit zijn warmte kwijt raakt, hoe hoger de efficiëntie.
- Net zoals warmwaterleidingen moet je ook de koelleidingen voldoende isoleren. Hiermee voorkom je condens op de leidingen en verlies je geen koeling onderweg.
- Het beste moment om te koelen, is wanneer het het minst warm is, zo kan de buitenunit makkelijker zijn warmte kwijt. Koel dus eerder je woning sterk af in de voormiddag wanneer het buiten nog fris is in plaats van te wachten tot de avond wanneer het meestal veel warmer is buiten. Op dat moment heb je (of je buren) ook minder last van het geluid van je warmtepomp.
- Gebruik geen mobiele airco’s. Een mobiele airco is productie- en afgiftetoestel in één. Dit houdt in dat de compressor in de ruimte staat ie je ook wil afkoelen. Je wil de warmte van dat toestel afvoeren, en dat gebeurt meestal met een buis door een open raam. Dat is zoals de airco in een auto opzetten met de ramen open. Niet efficiënt, niet doen.
Kijk altijd naar de GWP van het koelmiddel.
Hoe belangrijk is de milieu-impact van koelmiddelen?
Als het gaat over de ecologische impact van koeling hebben we het meestal over het energieverbruik van koelinstallaties. Terecht, maar ook: de milieu-impact van de koelmiddelen in warmtepompen mag je niet onderschatten. Die wordt gekenmerkt door de GWP (Global Warming Potential). De GWP duidt aan wat het broeikaseffect is in termen van CO2. Het populaire koelmiddel R410A heeft een GWP van ongeveer 2000: 1 kg R410A die vrijkomt in de atmosfeer evenveel impact heeft als 2000 kg CO2! Maar er zijn alternatieven: propaan (R290) en butaan (R600) hebben een GWP van slechts 3, of ammoniak (R717) met een GWP van 0. Ook CO2 zelf kan gebruikt worden als koelmiddel. Omwille van (brand)veiligheid, toxiciteit, druk of andere aspecten zijn er echter ook bij het gebruik van deze alternatieve koelmiddelen een aantal aandachtspunten en worden ze nog niet veel gebruikt. Al kan dat snel veranderen. Het is een sterk evoluerende markt. Een alternatieve tussenoplossing is het koelmiddel R32. Met een GWP van 675 scoort het alleszins een heel stuk beter dan R410A. In het land der blinden is éénoog koning.
Welk koelmiddel ook wordt toegepast, let op het volgende om de milieu-impact te beperken:
- Kies allereerst een zeer energiezuinige warmtepomp (SEER > 8,5 of een energie-efficiëntieklasse A+++). Kies voor een toestel dat werkt op een koelmiddel met lage(re) GWP.
- Beperk de hoeveelheid koelmiddel. Denk goed na over de plaatsing van de buitenunit en het afgiftesysteem zodat de leidingen zo kort mogelijk zijn.
- Kies voor een installatie waarbij zoveel mogelijk handelingen al fabrieksmatig gebeurd zijn. De koppelingen ter plaatse zijn de zwakste elementen. Door deze te beperken, verklein je het risico op lekken.
- Laat je installatie onderhouden en regelmatig checken op lekken.
En wat met de ventilator?
Actieve koeling is aan een opmars bezig. Maar eigenlijk mogen we de klassieke ventilator niet vergeten. Die is namelijk een stuk energiezuiniger én biedt een aantal voordelen in vergelijking met een airco.
Vier omgevingsfactoren bepalen ons thermisch comfort: de lucht- en de stralingstemperatuur, de luchtvochtigheid en de luchtsnelheid. Airco verlaagt de luchttemperatuur en de luchtvochtigheid. Een ventilator manipuleert alleen de luchtsnelheid en heeft geen enkel effect op de luchttemperatuur of de luchtvochtigheid. Een ventilator levert op een efficiënte manier veel comfort bij hogere luchttemperaturen, want het in beweging brengen van lucht kost veel minder energie dan het koelen ervan.
Het grote voordeel van een ventilator is dat je er heel plaatselijk mee kan koelen. Terwijl je met een actieve koeling (airco) steeds de hele ruimte moet koelen. Daarnaast heeft een ventilator onmiddellijk impact. Als je een airco aanzet, duurt het steeds een tijdje voor de koeling effectief begint te worden.
Maar airco en een ventilator kunnen ook samengaan. Door het gebruik van een ventilator kan de temperatuur van de airco wat hoger waardoor het energieverbruik daalt. Als bijvoorbeeld de airco dankzij het gebruik van ventilatoren 5°C lager kan worden gezet, besparen we 35 tot 50 % energie (rekening houdend met energieverbruik van de ventilator). Kunnen we de airco helemaal vervangen door een (energiezuinige) ventilator, dan kunnen we zelfs minstens 90 % energie besparen.
Conclusie
Zorgen dat de warmte niet in je woning geraakt, is altijd prioriteit nummer 1! Stel dat koeling toch noodzakelijk is, kies dan voor passieve koeling. Zijn deze vormen van koeling niet mogelijk en blijft alleen actieve koeling over, kies dan een toestel met een hoog rendement, geef de voorkeur aan een koelmiddel met zo laag mogelijke GWP (denk ook aan regelmatig onderhoud) en let op de juiste plaats voor de buitenunit. Tot slot: voor je overgaat tot (actieve) koeling, test eerst eens of een eenvoudige ventilator niet tegemoetkomt aan je eisen.
Dit is een herwerkt artikel uit de Koevoet, het ecologisch magazine van Dialoog.