Een warmtepomp (WP) maakt gebruik van een natuurkundig principe. Door een koudemiddel in een gesloten systeem te laten circuleren en de druk te variëren verandert de temperatuur van het koudemiddel binnen iedere cyclus.
– De overgang van vloeibaar naar gasvormig onttrekt warmte (het circulerende koudemiddel wordt kouder).
– De overgang van gasvormig naar vloeibaar levert warmte op (het circulerende koudemiddel wordt warmer).
Denk aan een fietspomp die bij het pompen heet wordt en een spuitbus die bij gebruik afkoelt.
Door dit natuurkundige principe slim toe te passen neemt de WP warmte op uit de buitenlucht en geeft die af aan de CV-installatie.
De cyclus
Aan het begin van de cyclus is het koudemiddel gasvormig en de temperatuur ervan heel laag, lager dan de buitentemperatuur. De iets warmere buitenlucht zal het koudemiddel iets in temperatuur laten stijgen, zelfs als het vriest.
Vervolgens zorgt de compressor ervoor dat het gasvormige koudemiddel vloeibaar wordt. Door deze overgang stijgt de temperatuur van het koudemiddel sterk. Het koudemiddel stroomt langs de koelere CV-installatie en geeft daar zijn warmte af. Het koudemiddel koelt iets af. Daarna wordt het vloeibare koudemiddel door drukverlaging weer gasvormig. Door deze overgang koelt het koudemiddel sterk af en is nu weer kouder dan de buitenlucht.
De cyclus herhaalt zich.
Schematisch
Compressor Het koudemiddel met buitentemperatuur wordt in de compressor onder druk gezet en vloeibaar en dat verhoogd de temperatuur (principe fietspomp).
Condensator Het hete koudemiddel geeft zijn warmte af aan het cv-water (doordat koudemiddel warmer is dan CV-water) en koelt zelf af.
Expansieventiel Het afgekoelde koudemiddel wordt in druk verlaagd en wordt gasvormig. Daardoor daalt het verder in temperatuur (principe spuitbus).
Verdamper Het sterk afgekoelde koudemiddel kan in de verdamper weer warmte opnemen van buiten (koudemiddel is kouder dan buitentemperatuur).
Een voorbeeld
Warmtepompen (WP) zijn er in verschillende uitvoeringen en vermogens.
Het rendement van een WP is de laatste jaren geleidelijk aan toegenomen, maar voor verwarmingen met hoge watertemperaturen (>70 graden) zijn zij minder geschikt, de efficiëntie neemt dan sterk af. Een lage temperatuurverwarming met een groot oppervlak is ideaal. Bijvoorbeeld vloerverwarming (±35 graden), maar lage temperatuur radiatoren (bv. JAGA) zijn ook bruikbaar(50 graden), zeker als daar ventilatoren onder zijn geplaatst die de afgifte van de warmte van de radiator versneld afgeven aan de ruimte eromheen.
Steeds vaker gebruiken WP’s een duurzaam koudemiddel (om de temperatuur van het water voor de verwarming te verhogen). In 2023 wordt daarvoor steeds vaker propaan (R290) gebruikt, dat vrijwel geen schade oplevert voor het milieu.
Om te kunnen functioneren gebruikt een WP stroom, meer dan een koelkast. Toch kan een gemiddeld huishouden honderden euro’s per jaar bezuinigen doordat het gasverbruik sterk afneemt. De combinatie met zonnepanelen lijkt logisch, maar in de winter is de opbrengst van zonnepanelen minimaal, juist als de WP het hardst moet werken.
Een voordeel van de WP waarover je vrijwel nooit iets leest is de grotere energie-zekerheid. Met een WP heb je een tweede warmtebron, naast het vertrouwde gas. Mocht er een gastekort optreden levert de WP toch nog veel warmte, een geruststellend idee. Op onze leeftijd moet je toch niet meer aan een echt koud huis denken. Zonnepanelen erbij leveren extra zekerheid op. Daarvoor moet de installateur dat wel in de meterkast in orde brengen. Normaal heeft de installatie altijd 230V nodig voor een normale functie. Als de netstroom uitvalt werken de meeste panelen ook niet meer.
WP worden op twee manieren gebruikt
Het meest gebruikt wordt de hybride WP waarbij deze gedurende het grootste deel van het jaar in de warmtebehoefte zal voorzien (ruim 85%). Alleen op zeer koude dagen biedt de ketel ondersteuning aan de WP.
Een alternatief is een full-electric WP, waarbij de WP ondersteunt wordt met een elektrische boiler bij hevige kou. De WP neemt hierbij 95% van de dagen voor zijn rekening en de gasaansluiting kan worden afgesloten. De resterende 5% wordt door stroom opgewekt.
Warmtepomp en zonnepanelen, geen ideale combinatie.
Warmtepomp en efficiëntie
Buitentemperatuur en efficiëntie WP
In de tabel hieronder zie je de invloed van de buitentemperatuur op efficiëntie en kosten warmtepomp. Er is daarbij uitgegaan van een jaarlijkse energiebehoefte van 11.733 kWh (gelijk aan 1200 m³ gas) en een elektriciteitsprijs van 0,35 euro/kWh (meest recente CBS-gemiddelde). Bij de oude prijs van 0,23 euro/kWh gaat daar ongeveer 1/3 vanaf.
Uit de tabel is op te maken dat de WP het meest efficiënt is bij normale buitentemperaturen. Bij lagere buitentemperaturen gaat de WP minder winst opleveren. Maar zelfs bij -20 graden gaat de WP efficiënt met energie om en halveert hij de kosten van energie. Pas bij min 25 zal de WP geen voordeel opleveren boven gewoon stroom gebruiken om te stoken.
Watertemperatuur CV en efficiëntie WP
De efficiëntie van een WP is naast de buitentemperatuur in sterke mate afhankelijk van de benodigde temperatuur van de eigen verwarming. Hoe meer de temperatuur omhoog moet worden gebracht voor het afgifte-systeem binnen hoe minder efficiënt dat zal zijn. Vloerverwarming is met zijn grote oppervlakte en lage watertemperatuur (35 graden) de ideale combinatie. Radiatoren geschikt voor lage temperatuur zijn minder ideaal, maar nog wel geschikt. Daarbij is het van belang de watertemperatuur rond de 50 graden te houden. Gewone radiatoren zijn met de benodigde hoge temperaturen van boven de 70 graden het minst efficiënt. Hierbij betekent minder efficiënt dus gewoon duur. De installatie moet meer moeite doen en dat kost gewoon meer stroom. De COP wordt dan ongunstiger.
| Buiten-temperatuur | Coëfficiënt of Performance | Energieverbruik (kWh/dag) | Energiekosten (per dag) | Energiekosten (per maand) |
|---|---|---|---|---|
| +20 | 5,2 | 6,2 | € 2,16 | € 65,75 |
| +15 | 4,7 | 6,8 | € 2,39 | € 72,75 |
| +10 | 4,1 |
7,8 | € 2,74 | € 83,39 |
| +5 | 3,5 | 9,2 | € 3,21 | € 92,69 |
| 0 | 3,0 | 10,7 | € 3,75 | € 113,57 |
| -5 | 2,8 | 11,5 | € 4,01 | € 122,05 |
| -10 | 2,3 | 14 | € 4,89 | € 148,66 |
| -15 | 2,1 | 15,3 | € 5,35 | € 162,82 |
| -20 | 1,8 | 17,8 | € 6,25 | € 189,95 |
Eigen wensen aan warmtepomp:
- Bepaling capaciteit WP in kW wordt in offertes zeer verschillend geadviseerd. Te klein laat ketel te vaak bijspringen, te groot is duurder in aanschaf en verbruik.
- Verwarmen en koelen (18 tot 20 graden water anders condensatie).
- Monoblock met milieuvriendelijk koudemiddel (R290). Een monoblock heeft koudemiddel alleen intern, niet in verbinding naar ketel. Het is een gesloten systeem.
- Montage op muurbeugels vanwege bitumen onder tegels.
- Gaat efficiënt om met energie (hoge COP=laag verbruik en hoge opbrengst).
- Stil (moet voldoen aan de nieuwste eisen). Minder dan 30 dB op 3 meter afstand.
- Visueel OK (ook aansluitingen en muurdoorvoeren).
- Weinig/geen onderhoud vanwege het gesloten systeem, vergelijkbaar met een koelkast/vriezer.
- Naadloze integratie met HR-ketel en thermostaat.
- Op app te monitoren (samen met ketel).
- Eenvoudig tijdelijk af te zetten (op terras).
- Geen problemen bij combinatie met zonnepanelen?
- Met buffervat en eventueel warmwaterboiler.
- Intelligente aansturing rekening houdend met tarieven energie.
- ISDE-subsidie regelt installatiebedrijf. (rond € 3.000).
- Installatiebedrijf moet gecertificeerd zijn.
- Aanbetaling moet acceptabel zijn. Geen 50%.
- Garantievoorwaarden en verzekering.
Dimensionering
Benodigd vermogen warmtepomp voor eigen appartement (dimensionering).
De handige vuistregel/berekening voor het benodigde vermogen is:
Je gasverbruik in m3 (minus 1 m3 voor warmwater) x 10 delen door 1.600 stookuren* = benodigde vermogen van warmtepomp in kW
In de ontvangen offertes varieerde de hoeveelheid kW van de WP tussen de 4 en 7. Mijn berekening voor het penthouse kwam in verschillende berekeningsmethodes uit op tussen de 6 en 7 kW.
Voorbeeld
Ons penthouse verbruikt per jaar ongeveer 1100 m3 gas. Trek daar ongeveer 240 m3 af voor warm water voor twee personen (het tapwater levert de HR-ketel).
De dimensie van je WP wordt dan 1100-240 = 960 x 10 = 9600/1600 = 6 kW vermogen WP nodig
Een warmtepomp met een te laag vermogen levert onvoldoende warmte op als het erg koud is. Dan springt de ketel te snel in.
Bij een te hoge dimensionering wordt de WP duurder in aanschaf en verbruik, maar pendelen doet een WP met modulatie niet meer.
Door klimaatverandering zijn er steeds minder koude dagen. Dat maakt een WP ieder jaar iets efficiënter.
Aangezien de gasprijs vermoedelijk steeds verder omhoog zal gaan maken die twee factoren de WP steeds gunstiger.
Meer informatie is te vinden op: Warmtepompen
Is er een vergunning nodig voor een warmtepomp?
Voor het plaatsen van een warmtepomp kan een omgevingsvergunning nodig zijn. Dit is het geval als het gaat om een warmtepomp die hoger is dan 1 meter of een oppervlakte heeft van meer dan 2 vierkante meter. Sommige lucht-waterwarmtepompen zijn hoger dan 1 meter. In zo’n geval moet er dus goed gekeken worden welke omgevingsvergunning aangevraagd moet worden. Hierbij maken we onderscheid tussen de activiteit bouwen en de activiteit het handelen in strijd met de regels van het bestemmingsplan.
In Voorschoten is noch voor de warmtepomp, noch voor zonnepanelen een vergunning nodig.
De offertes van het penthouse van J3:
Offerte R.J.L. op advies Brandt (Hybride arotherm plus Du RY)
Offerte Vaillant Kroon Energie Katwijk
Vaillant: warmtepomp monoblock AroTHERM plus VWL 75/6 A 230V
Thermostaat
Buffervat
NB. Er doen de laatste tijd geruchten de ronde dat er installateurs actief zijn die onbetrouwbaar zijn. Pas op. Vraag naar referenties. Doe geen aanbetalingen.
Laatste wijziging 14 februari 2024