Een pelletkachel of lucht/lucht warmtepomp installeren als aanvulling op een centrale verwarming

1. Dimensionering van een pelletkachel of lucht/lucht warmtepomp  

Pelletkachels en lucht/lucht warmtepompen worden ingezet om één of meerdere ruimten te verwarmen, afhankelijk van het toesteltype, maar zijn doorgaans niet in staat om het volledige gebouw te verwarmen. Deze ruimten kunnen ook uitgerust zijn met centrale verwarming.  

Er bestaat geen methode om het nominale warmtevermogen te bepalen van een decentraal verwarmingstoestel dat geplaatst wordt in een gebouw waar er al centrale verwarming aanwezig is. Het is aan te raden om de warmteverliezen van de ruimte te berekenen door gebruik te maken van de norm NBN EN 12831-1 ANB of van rekentools op basis van deze norm. Het vermogen van het decentrale verwarmingstoestel in combinatie met dat van de centrale verwarming, moet deze verliezen kunnen compenseren.  

Daarom is het nuttig om na te gaan hoe het toestel gebruikt zal worden:  

• op regelmatige basis, alleen of in combinatie met de centrale verwarming: het vermogen moet toereikend zijn om te voldoen aan de verwarmingsbehoefte van de ruimte, met een vlotte vermogensregeling zodat het zich kan aanpassen aan de verwarmingsbehoefte gedurende het volledige stookseizoen  
• af en toe, om wat extra warmte te leveren wanneer het nodig is: een laag vermogen is voldoende aangezien de centrale verwarming het meeste werk doet.  

Het nominale vermogen van pelletkachels bedraagt ongeveer 10 tot 12 kW, terwijl de lucht/lucht warmtepompen die doorgaans gebruikt worden in woningen een warmtevermogen tussen 4 à 10 kW kunnen genereren. Dit vermogen is onvoldoende om een niet-geïsoleerd gebouw volledig te verwarmen, maar het kan echter te veel zijn voor de verwarming van één enkele ruimte. Door het vermogen te moduleren, kan oververhitting in de opstellingsruimte beperkt worden. Een pelletkachel kan over het algemeen zijn vermogen moduleren tot 50 % (of zelfs 30 %) van de nominale waarde, zonder het rendement al te veel aan te tasten en de uitstoot van vervuilende stoffen te verhogen. Een moderne warmtepomp, uitgerust met een ‘scroll’- compressor, kan zijn vermogen gemakkelijk moduleren tot 25 % van de nominale waarde en kan de warmte bovendien verdelen over verschillende binnenunits in functie van de behoeften. De dimensionering van een lucht/lucht warmtepomp is echter complexer, aangezien het nuttige warmtevermogen afhankelijk is van de buitenluchttemperatuur. Men moet daarom controleren of het vermogen van het toestel toereikend is bij -7 °C, of zelfs - 11 °C voor de koudste gebieden in België. 

2. Installatie van een pelletkachel  

Bij de installatie en het gebruik van een pelletkachel dient men rekening te houden met de volgende elementen:  

• de afvoer van verbrandingsproducten en de plaats van de uitmonding 
• de verbrandingsluchttoevoer 
• de afstand ten opzichte van brandbare materialen 
• het onderhoud en de reiniging van het toestel en het afvoerkanaal 
• de opslag van de pellets. 

2.1 Afvoer van verbrandingsproducten 

Pelletkachels moeten altijd aangesloten worden op een afvoerkanaal dat uitmondt in de buitenomgeving. De prijs van het afvoerkanaal kan een aanzienlijk deel uitmaken van de totaalprijs, naargelang van het type en de lengte van het kanaal en van de complexiteit van de montage. 

De volgende oplossingen zijn mogelijk als het kanaal compatibel is (zie afbeelding 1):  

• het gebruik van een bestaand afvoerkanaal  
• het aanbrengen van een nieuwe afvoerkanaal in een gemetseld kanaal  
• de plaatsing van een nieuw verticaal afvoerkanaal langsheen de gevel of aan de binnenzijde van het gebouw.  

Afb. 1: Aansluitingsmogelijkheden van een pelletkachel op een afvoerkanaal. 

De meest eenvoudige oplossing is om de nieuwe pelletkachel op een bestaand afvoerkanaal aan te sluiten. Dit kanaal moet beschikken over een temperatuurbestendigheidsklasse T250 (250 °C) of hoger en een corrosieweerstandsklasse 2 of hoger. De kunststofleidingen die doorgaans gebruikt worden voor condensatieketels beantwoorden niet aan het criterium inzake temperatuurbestendigheid. De metalen leidingen die gebruikt worden voor stookolieketels voldoen normaal gesproken wel aan beide criteria, net als alle gemetselde kanalen. Wanneer het metalen afvoerkanaal uitgerust is met dichtingsringen, zullen deze waarschijnlijk niet bestand zijn tegen de hete verbrandingsproducten van de pelletkachel. De metalen kanalen die gebruikt worden voor gasketels (in het bijzonder bepaalde soorten aluminium) voldoen niet systematisch aan het criterium inzake corrosieweerstand. Als het afvoerkanaal niet geïsoleerd is, bestaat het risico dat de verbrandingsgassen condenseren op de binnenmuur, zelfs als het kanaal zich binnenin het gebouw bevindt. 

Indien een bestaand gemetseld kanaal een voldoende grote doorsnede heeft, is het aangewezen om in het gemetselde kanaal een afvoerkanaal te voorzien die compatibel is en deze te isoleren. Het is ook mogelijk om de verbrandingsproducten via een buitengevel af te voeren en een geïsoleerd verticaal afvoerkanaal te plaatsen dat langs de gevel loopt en uitmondt boven het dak (zie afbeelding 1C). Een geïsoleerd kanaal kan ook op een zichtbare manier geïnstalleerd worden aan de binnenzijde van het gebouw, maar in dat geval zal het nodig zijn om alle doorvoeringen in de vloeren en in het dak zorgvuldig te behandelen.  

Bij sommige pelletkachels is het technisch gezien mogelijk om een horizontale afvoer van verbrandingsproducten te voorzien in de gevel. Deze mogelijkheid, die de installatie van het toestel vergemakkelijkt en de kosten ervan vermindert, moet toegestaan zijn in de technische voorschriften van de fabrikant of in een ander officieel document. Indien dit niet toegelaten wordt, moet de kachel aangesloten worden op een verticaal afvoerkanaal dat uitmondt boven het dak. Een kachel met een gevelaansluiting zal in zijn technische voorschriften een ‘vereiste trek gelijk aan nul’ vermelden. Wanneer er vermeld wordt dat ‘vereiste trek groter dan nul’ dient te zijn (bv. 3 Pa), moet de kachel aangesloten worden op een verticaal afvoerkanaal.  

De verbrandingsproducten van een pelletkachel zijn over het algemeen van mindere kwaliteit dan die van een gas- of olieketel en bevat met name meer fijnstof en geeft meer geur af. Het afvoeren van verbrandingsproducten langs de bestaande uitmonding (voor gas- of oliesystemen) zou geuroverlast en dus ook problemen met de buren kunnen veroorzaken. Deze situatie wordt des te problematischer wanneer er meer en meer woningen met een pelletkachel uitgerust worden. Een mogelijke oplossing bestaat erin om het afvoerkanaal te verhogen om de verbrandingsproducten verder weg te drijven en de verspreiding ervan te bevorderen. 

2.2 Aanvoer van verbrandingslucht  

Een pelletkachel heeft voldoende luchttoevoer nodig voor een goede verbranding. Het is aan te raden om een ruimteafgesloten kachel te installeren, dit wil zeggen een toestel dat de verbrandingslucht door middel van een luchttoevoerkanaal uit de buitenomgeving of uit een geventileerde kelder onttrekt (zie Buildwise dossier 2015/3.14). Dit type toestel maakt het mogelijk om tocht te vermijden die veroorzaakt wordt door een luchttoevoeropening in een buitenmuur van het gebouw. Deze opening is noodzakelijk voor de goede werking van niet-ruimteafgesloten toestellen en zou dichtgemaakt kunnen worden door de bewoner van het gebouw ter verbetering van het comfort. Het is dus van cruciaal belang om de bewoners goed te informeren over dit feit. 

2.3 Afstand ten opzichte van brandbaar materiaal  

Bepaalde delen van de kachel en het afvoerkanaal kunnen erg heet worden. Elke aanraking met dergelijke elementen of een te korte afstand tussen deze elementen kan leiden tot beschadiging en mogelijkerwijs de ontbranding van bepaalde brandbare materialen in het gebouw, zoals meubels of gordijnen.  

De fabrikant geeft in zijn gebruiksvoorschriften aan welke afstanden er in acht genomen moeten worden bij de plaatsing van de kachel. Meestal gaat het om enkele tientallen centimeters. De werking van een pelletkachel leidt doorgaans niet tot het rondspatten van gloeiend materiaal, vermits de deur van de vuurhaard gesloten moet blijven tijdens de verbranding en het bijvullen van de brandstof gebeurt via een specifieke veilige opening.  

Wat het afvoerkanaal betreft, wordt de in acht te nemen afstand ten opzichte van brandbare materialen gespecificeerd in de benaming van het afvoerkanaal, in de vorm van de letter G gevolgd door twee cijfers die de afstand in millimeter aanduiden (bv. G80 voor een afstand van 80 mm). De letter G betekent dat het afvoerkanaal bestand is tegen schoorsteenbrand, wat een belangrijk criterium is bij de verbranding van de pellets. In alle gesloten delen waar het kanaal doorheen loopt (zoals de technische kokers of een wanddoorvoering), moet men vermijden dat de via het afvoerkanaal vrijgegeven warmte zich kan ophopen. In dit geval moet er ventilatie voorzien worden of een specifieke door de fabrikant voorgestelde oplossing toegepast worden (bv. voor de doorvoering doorheen een geïsoleerd dak – zie Buildwise dossier 2015/3.5).  

2.4 Onderhoud en reiniging van het toestel en het afvoerkanaal  

Het gebruik van een pelletkachel vraagt best wat werk: men moet het brandstofreservoir vullen, de vuurhaard reinigen, de aslade leegmaken en het afvoerkanaal vegen. De reiniging kan op een eenvoudige manier uitgevoerd worden met behulp van een aangepaste borstel en stofzuiger, omdat de vaste afzettingen van het verbrandingsproces niet erg aan de wanden blijven kleven. Als de kachel niet gereinigd wordt, kan dit de prestaties negatief beïnvloeden, met andere woorden het rendement daalt en er worden meer vervuilende stoffen uitgestoten.  

De onderhoudsfrequentie is sterk afhankelijk van het gebruik van het toestel en de kwaliteit van de brandstof. Het is aan te raden om kwalitatieve pellets te gebruiken (bijvoorbeeld pellets die voldoen aan de DIN+ norm). De meest courante onderhoudsfrequenties voor pelletkachels worden uiteengezet in de tabel 1. 

Tabel 1: Onderhoud- en reinigingsfrequentie voor pelletkachels.

2.5 Opslag van pellets  

De meest gangbare verpakking voor pellets is een zak van 15 kg. In het interne brandstofreservoir van het toestel past de inhoud van ongeveer één zak. Een snelle berekening leert ons dat een kachel iets minder dan 3 kg pellets per uur zal verbruiken voor een vermogen van 10 kW. Het is dus noodzakelijk om het toestel regelmatig bij te vullen en een aantal zakken op voorraad te hebben. Hoewel de pellets verpakt zijn, is het beter om de zakken op een droge plaats te bewaren, zodat de pellets hun mechanische kwaliteit en warmtevermogen behouden. 

3. Plaatsing van een warmtepomp  

Bij de installatie van een lucht/lucht warmtepomp dient men rekening te houden met de volgende parameters: 

• het elektrische vermogen en het verbruik van het toestel 
• het toesteltype (split, multi-split of monoblock) 
• de plaats van het toestel 
• het onderhoud en de veiligheid. 

3.1 Het elektrische vermogen en verbruik van het toestel  

Warmtepompen verbruiken net zoals alle elektrische verwarmingstoestellen elektriciteit, maar stoten geen verbrandingsproducten uit. Het grootste voordeel van warmtepompen in vergelijking met de goedkopere elektrische-weerstandsverwarmingstoestellen is hun hoge efficiëntie. Hun seizoensgebonden prestatiecoëfficiënt of SCOP (Seasonal Coefficient Of Performance) geeft de jaarlijkse gemiddelde prestatiefactor weer. Voor het merendeel van de toestellen ligt deze rond 4. Afhankelijk van de installatie en de warmtevraag in de woning, kan het energieverbruik met dezelfde factor gereduceerd worden, waardoor een terugverdientijd van 1 à 2 jaar haalbaar is in functie van het geldende elektriciteitstarief en de woningeigenschappen.  

De prestatiecoëfficiënt of COP geeft daarentegen de onmiddellijke performantie weer van een warmtepomp, en deze stijgt (ongeacht het type warmtepomp) naarmate de bron-en afgiftetemperatuur dichter bij elkaar komen te liggen. De COP gemeten bij een buitentemperatuur van -7 °C of -10 °C ligt daarmee eerder tussen 2 voor de minder performante toestellen en 4 voor de meest performante. Dit betekent dat er dus 2,5 à 5 kW elektriciteit nodig is om 10 kW warmte te leveren. Het merendeel van de elektrische aansluitingen in woningen is in staat is om ongeveer 3 kW elektriciteit extra te leveren, maar dit is onvoldoende voor de 10 kW die we nodig zouden hebben als er gekozen wordt voor elektrische-weerstandsverwarmingssystemen. De kwaliteit van de bestaande elektrische installatie moet echter altijd gecontroleerd worden, net zoals het lokale distributienet, zeker wanneer er meerdere woningen uit de buurt extra elektriciteit gaan vragen en dit kan leiden tot lokale tekorten.  

3.2 Principe van de warmtepomp en onderscheid tussen split- en monoblock-systemen  

Bijna alle warmtepompen die lucht als warmtebron gebruiken zijn tegenwoordig in staat om hun vermogen te moduleren; de compressor is toerentalgeregeld zodat het toestel het vermogen goed kan afstemmen op de noden. Bovendien kunnen de meeste omkeerbaar functioneren; het koudemiddel in de binnenunit condenseert (verwarming) of verdampt (koeling) in functie van de behoefte. Het merendeel van de lucht/lucht warmtepompen in België wordt immers gebruikt voor koeldoeleinden, maar het is belangrijk om ook hun verwarmingspotentieel uit te spelen als ze hierdoor de fossiele uitstoot van de klassieke verwarming kunnen verminderen. In koelmodus kan het toestel ook de binnenlucht ontvochtigen waardoor het comfort verbeterd wordt, maar dit betekent ook dat er een condensaatafvoer voorzien moet worden.  

De meest gekende vorm van de lucht/lucht warmtepomp is het split-systeem. Het toestel bestaat uit een buitenunit, die uitgerust is met een compressor en een warmtewisselaar, en één of meerdere binnenunits waarin de warmte-uitwisseling met de binnenomgeving plaatsvindt. Het koudemiddel vloeit door leidingen van buitenunit naar de binnenunit(s) en omgekeerd.  

De voordelen van warmtepompen met het split-systeem zijn het lage geluidsniveau (geluidsdrukniveau van ongeveer 40 dB(A) bij de maximale modulatie) en het beperkte gewicht van de binnenunits (± 10 kg) die gebruikt worden om de ruimten te verwarmen of te koelen. Bij een multi-split-systeem kan één zwaardere buitenunit aangesloten worden op maximaal vijf binnenunits (zie afbeelding 2), waardoor men meerdere ruimten tegelijkertijd kan verwarmen. Bij een gelijktijdige werking van de binnenunits is het totale vermogen beperkt tot dat van de buitenunit.  

Afb. 2: Op één buitenunit van een multi-split-systeem kunnen er tot vijf binnenunits aangesloten worden. 

De buitenunit met compressor kan daarentegen wel akoestische en visuele hinder veroorzaken voor de omgeving. Bij het nominale warmtevermogen is het niet uitzonderlijk dat een geluidsvermogensniveau van 60 dB(A) bereikt wordt. In de regelgeving is er echter een limiet vastgelegd voor het geluidsdrukniveau op de perceelsgrenzen van (niet-rurale) woongebieden overdag van 45 dB(A) in Vlaanderen en 50 dB(A) in Wallonië. ’s Nachts zakt deze waarde naar respectievelijk 35 dB(A) en 40 dB(A). Er moet dus voldoende afstand voorzien worden tussen de buitenunit en naburige gebouwen, de geluidsabsorptie van het toestel moet verbeterd worden of de draaisnelheid van het toestel moet tijdelijk gereduceerd worden (zie Buildwise dossier 2018/4.12). De aansluiting van een split-systeem, ten slotte, moet uitgevoerd worden door een erkende koeltechnieker, wat de massale uitrol van deze systemen kan afremmen.  

Monoblock-warmtepompen vormen een alternatief voor de split-systemen. In België gaat het meestal om een specifiek type van lucht/water warmtepompen als we spreken over een ‘monoblock’, maar er bestaan ook lucht/lucht warmtepompen waar het volledige systeem binnen staat en via een dubbele leiding (double duct) in contact staat met de buitenomgeving (zie afbeelding 3). Dit soort toestel moet dus geplaatst worden tegen een buitenmuur, waarin twee ventilatiekanalen geboord worden. Via het eerste kanaal wordt er buitenlucht aangezogen, waarna de warmtepomp er warmte aan onttrekt. De afgekoelde buitenlucht wordt via het andere kanaal terug naar buiten geblazen. Tegelijkertijd wordt de warmte afgegeven aan de binnenlucht. Dit heeft als voordeel dat men geen buitenunit nodig heeft, maar er moeten wel twee grote doorvoeringen en ventilatieroosters aangebracht worden.  

Afb. 3: Voorbeeld van een monoblock lucht/lucht warmtepomp. 

Dit systeem kan een oplossing bieden in situaties waar de visuele of akoestische hinder in de buitenomgeving te groot dreigt te worden. De monoblock-systemen worden bijvoorbeeld regelmatig toegepast in oude Italiaanse steden. Een ander voordeel is dat deze toestellen niet door een koeltechnieker geïnstalleerd moeten worden. Een correct onderhoud en een aangepaste recyclage blijven evenwel noodzakelijk aangezien deze systemen een koudemiddel bevatten. Eén unit weegt ongeveer 40 kg (inclusief compressor) en heeft een beperkt thermisch vermogen van 2 à 3 kW. Het grootste nadeel is de geluidsoverlast, aangezien het toestel tot 60 dB(A) kan produceren, wat de geluidsnormen voor de binnenomgeving ver overschrijdt. Een bijkomend nadeel is hun lagere prestatiefactor die leidt tot een hoger energieverbruik en groter elektrisch vermogen in vergelijking met de split-systemen.  

3.3 Locatie van de units 

Zoals eerder aangehaald, kan de buitenunit van een split-systeem visuele en akoestische hinder veroorzaken. Het is bovendien een redelijk zwaar toestel (in de grootteorde van 50 kg). Bij de installatie van de buitenunit moet er gelet worden op de volgende elementen:  

• de gekozen locatie mag geen geluidshinder of luchtstromingen veroorzaken die leiden tot overlast voor de buurt. Elke weerkaatsing van geluid moet hierbij vermeden worden en desnoods moet er een extra geluidsbuffer voorzien worden 
• bij lichte constructies (bv. op een houten plat dak) is het nuttig om een betonnen sokkel en rubberen voeten te voorzien, waardoor de trillingen niet rechtstreeks op de structuur overgedragen worden 
• de locatie moet bij voorkeur droog en goed verlucht zijn en niet blootgesteld worden aan direct zonlicht 
• het toestel moet stevig bevestigd worden en men dient rekening te houden met windstoten die zich kunnen voordoen in de nabijheid van gevel of de dakrand 
• het toestel moet zich buiten het bereik van kinderen, dieren en vegetatie bevinden 
• er moet een condensaatafvoer voorzien worden om te vermijden dat de gevel bevuild wordt. 

Het is aan te raden om de buitenunit en de binnenunit(s) niet te ver uit elkaar te plaatsen, zodat de lengte van de leidingen met koudemiddel beperkt wordt. De leidingen zelf zijn ondanks hun isolatiemantel betrekkelijk dun en kunnen dus relatief gemakkelijk weggewerkt worden. Daarnaast mag men de volgende elementen niet uit het oog verliezen:  

• de afgifte van warmte (en koude) door de binnenunit moet afgestemd worden op de vorm en het gebruik van de ruimte. Muurtoestellen worden doorgaans hoog op de muur aangebracht, maar er bestaan ook modellen die op de grond geplaatst kunnen worden, bv. onder een raam. Dit is ook het geval voor de monoblock-systemen die binnenin een gebouw geplaatst worden 
• er moet elektrische voeding in de buurt zijn 
• het condensaatwater moet afgevoerd worden via een leiding, die eventueel parallel loopt met de leidingen voor het koudemiddel 
• de luchtcirculatieopeningen van de binnenunit mogen nooit afgedekt worden en de filter moet gemakkelijk vervangen kunnen worden. 

3.4 Onderhoud en veiligheid  

Ten slotte mogen we het belang van een goed onderhoud niet uit het oog verliezen. Een slecht onderhoud kan niet alleen leiden tot een lager rendement van de units, maar eveneens tot een slechtere binnenluchtkwaliteit. In extreme omstandigheden kan de mogelijke aanwezigheid van stilstaand water resulteren in microbiologische problemen. Het is dus aan te raden om:  

• de luchtfilter in normale gebruiksomstandigheden iedere zes maand te vervangen en de staat van de luchtfilter nog vaker te controleren in stofrijke omgevingen (bv. tijdens verbouwingen)  
• de condensaatafvoer nooit te belemmeren.  

Het koudemiddel moet in principe niet vervangen worden aangezien het om gesloten toestellen gaat. Indien dit toch noodzakelijk is, moet men een beroep doen op een koeltechnieker omwille van de toxiciteit en de ontvlambaarheid van de gassen. Bovendien hebben de koudemiddelen een grote impact als broeikasgas en lekkages bij onderhoudswerken of aan het einde van de levensduur moeten dus zoveel mogelijk vermeden worden. De Europese reglementering voor fluor- en chloorgassen dwingt de sector om geleidelijk aan andere, minder milieuvervuilende koudemiddelen te gebruiken. 

Op basis van Buildwise artikel 2021-5.12