Open menu

 

Warmtepompen en warmtepompsystemen

 

 Ontwikkelingen  Warmtepompboiler  Stooklijn installeren
 Terugverdientijd  Hybride warmtepompen  Geluid
 Alternatieven  Hoge temperatuur pompen  Ad on warmtepompen 
 Pendelen  Warm tapwater  Berekeningen
 Het principe  Koeling met warmtepompen  Een totaal concept  
 Actief en passief koelen        Balansventilatie en warmtepompen       Smart grids en warmtepompen  
 Warmtebronnen  Absorptiewarmtepompen   De milieu-impact 
 Bodemenergiesystemen  Afgiftesystemen   Technische details 
 Buitenluchtsystemen  Hoe installeer je een warmtepomp   Cursussen

 

Ontwikkelingen

De jaarlijkse verwarmingsbehoefte voor woningen met een gasverbruik van minder dan 2000m3 kan voor 95% worden gedekt met een 3,5 kW warmtepomp.

Hoeveel al geinstalleerd?

Men schat dat in 2024 200.000 nieuwe warmtepompen worden aangesloten, en die komen in de plaats van oude gasgestookte CV-ketels. 
In 2021 waren er 70.000 warmtepompen geinstalleerd. In 2023 zijn in het eerste kwartaal 42.000 warmtepompen geïnstalleerd, twee keer meer dan in de eerste drie maanden van 2022. Er worden overigens per jaar 430.000 cv-ketels vervangen, dus het gros van de mensen kiest nu nog niet voor een warmtepomp.

Kosten

Een hybride warmtepomp kost inclusief installatie tussen de 6000 en 8500 euro. Dan heb je er een met een buitenunit, een kast met een grote ventilator.

Bij een hybride warmtepomp ben je 1500 tot 2500 euro kwijt aan de HR ketel en een warmtepomp bij van minimaal 4000 euro. Nu ben je al gauw 8000 en 11.000 euro kwijt en dan gaat er  nog zo'n 2500 euro subsidie vanaf. De stevige offertes komen door de krapte op de markt. Installateurs hebben de klanten voor het uitkiezen en hoeven de prijzen nog niet concurrerend te maken. Een renteloze lening moet mensen helpen die het geld voor de investering niet hebben. 

In 2024 worden er in Nederland naar verwachting 170.000 warmtepompen geplaatst, waarvan 120.000 hybride in bestaande woningen. De overige zijn zwaardere warmtepompen in nieuwbouwwoningen zonder gasaansluiting. Als in 2026 de hybride warmtepomp verplicht wordt, worden er - zo is de verwachting - 200.000 warmtepompen per jaar in bestaande woningen geplaatst. De markt is gigantisch, zo'n 7 miljoen Nederlandse huizen stoken op gas.

En niet iedereen wordt verplicht een hybride pomp aan te schaffen. Bewoners van appartementen en monumenten hoeven geen warmtepomp te nemen.

Toch is er voor appartementen een oplossing. De hybride warmtepomp van Inventum haalt de warmte uit de ventilatielucht en laat lucht van -20 graden uit de afvoer gaan. De gewonnen warmte wordt gebruikt voor de verwarming of het opwarmen van een boiler. Als het echt koud wordt buiten springt de cv-ketel bij. 
Je hebt geen buitenunit. Het vermogen is beperkt en daardoor alleen geschikt voor woningen kleiner dan zo'n 150 vierkante meter en appartementen goed. Kosten 4500 euro inclusief installatie; 2250 euro overheidssubsidie; in vier jaar terugverdiend.

Als er binnen tien jaar stadsverwarming wordt aangelegd, is de investering evenmin verplicht. En als de hybride warmtepomp zich binnen zeven jaar niet terugverdient, is een warmtepomp ook geen vereiste. Dat is bijvoorbeeld het geval bij woningen die nog geen vijftien jaar oud zijn; die zijn vaak zo goed geïsoleerd met een gasverbruik ver onder de 1000 kubieke meter, waardoor de warmtepomp niet terug is te verdienen binnen de levensduur van het apparaat.

Maar warmtepompen zullen goedkoper worden. De grootste kostenpost is de installatie, daar gaat 50 tot 60 procent van het geld naartoe. Fabricanten proberen de installatie eenvoudiger te maken, door bijvoorbeeld het afstellen te automatiseren. De installatietijd moet terug van anderhalve dag naar een halve dag. En er komen all-in-oneapparaten, cv en warmtepomp in één behuizing; dat moet de kosten ook drukken.

Wie helemaal van het gas af wil, moet een zwaardere warmtepomp hebben, die kost 8000 tot 16.000 euro. En wie een exemplaar wil dat warmte uit de bodem haalt — dat is geheel stil en nog zuiniger — moet rekenen op ruim 20.000 euro. Gelukkig is er voor ieder type warmtepomp subsidie. Die varieert van 2000 tot 5000 euro. Tot 2030 heeft het kabinet bijna 1 miljard euro beschikbaar voor warmtepompsubsidie.

Daarbij kan je goedkoop geld lenen via de Energiebespaarlening van het Nationaal Warmtefonds. Huiseigenaren met een gezamenlijk inkomen tot 60.000 euro kunnen zelfs tegen 0 procent rente een lening afsluiten. Door energiebesparende maatregelen worden je energiekosten lager en daarmee betaal je je lening terug.

CO2-warmtepompen

CO2-warmtpepompen kunnen minimaal 60 graden maken zodat je gewoon radiatoren kan gebruiken. Maar de temperatuur van het water dat wordt aangeboden moet zo laag mogelijk zijn. De warmtepomp moet dus ver gekoeld worden. Men is erin geslaagd voor een watertoevoer te zorgen die altijd koud genoeg is, waardoor de warmtepomp relatief efficiënt functioneert. De pomp wordt aangesloten op een stratificatiebuffer. Dat is een groot vat met cv-water en voorzieningen die de gelaagdheid van het water beschermen. Heet water bovenin en koud water aan de onderkant van de buffer.
De buffer fungeert als warmtebron voor de radiatoren én voor warm tapwater (via een platenwisselaar net zoals in een cv-ketel). Dat is dus handiger dan een boiler waarin alleen tapwater zit dat je niet meer kunt gebruiken voor ruimteverwarming. De buffer is ook de stabiele bron van koud tot lauw water naar de warmtepomp. Een buffer met 230 liter water is ook een grote waterbatterij. Door matige isolatie koelen woningen snel af. Als je dan weer moet opwarmen, bijvoorbeeld na een werkdag, kost dat veel extra vermogen. Meer vermogen zelfs dan wat de warmtepomp kan leveren. De hogetemperatuurwarmtepomp levert tussen 3 en 6 kilowatt, maar er is wel 10 kilowatt nodig om een woning weer op te warmen. De buffer kan als warmwaterbatterij samen met de warmtepomp wél meer dan 10 kilowatt leveren aan de woning – zo’n 2 a 3 uur lang. Als de woning eenmaal op temperatuur is, is er niet meer zo veel warmte nodig. De buffer wordt dan weer opgeladen met heet water, oftewel hij loopt weer vol met water.

De turbineketel komt eraan.

De volledig elektrische hoog temperatuur Turbineketel kan de cv-ketel 1-op-1 vervangen. Het systeem werkt zonder buitenunit en wordt aangesloten op het bestaande afgiftesysteem (radiatoren). Extra aanpassingen aan de woningen zijn niet nodig. Het hoge vermogen biedt de mogelijkheid om continu warm tapwater te leveren, vergelijkbaar met de cv-ketel.

In 2026 verplicht bij vervanging.

warmtepompen

In 2025 kom de SuperHybrid eraan. Een lichte en compacte, op gas draaiende thermische warmtepomp als eenvoudige en zuinige vervanging van de HR-ketel. Hij verbruikt veel minder stroom dan de traditionele warmtepomp, kent geen buitenunit of bewegende delen, maakt nagenoeg geen geluid én gebruikt 30 tot 50% minder gas dan de traditionele HR-ketel. Het verbranden van gas levert hierbij geen warmte voor de woning, maar drijft de warmtepompcyclus aan. De daarbij benodigde compressie van het koudemiddel wordt niet uitgevoerd door een elektrisch-mechanische compressor, maar door een adsorptiecompressor. Deze heeft daarvoor warmte nodig, geleverd door een brander (op gas).

Het apparaat wordt eenvoudig op de bestaande leidingen aangesloten en levert ook hogetemperatuur warmte en warm tapwater. Als er uiteindelijk geen aardgas meer wordt toegepast, is deze warmtepomp al klaargestoomd voor bio- of waterstofgas. Met de huidige gasprijs, zo doceerde Van Uffelen, is de toepassing van waterstofgas in de SuperHybrid nu al rendabel. De verkoopprijs zal naar verwachting in 2025 onder de 5000 euro uitkomen.

warmtepompen

Naar verwachting zullen er warmtepompen worden ontwikkeld die minder materiaal nodig hebben en waarvan het installeren minder complex is. 

Natuurlijke koudemiddelen zijn een goed alternatief en men tracht de geluidproductie van warmtepompen reduceren. 

De innovatieve warmtepompen van Cooll uit Twente (reductie van 30-50% van de benodigde energie en bijbehorende CO2-uitstoot) en Tarnoc uit Delft (De ketel heeft een COP van 2,5 en kan 80 graden water leveren. Hierdoor is de reductie in energieverbruik 60%) en de vacuümcollectoren van Fectum (Door puur gebruik te maken van de zon, middels vacuümbuis zonnecollectoren, kan de Heatbro 80% van het gasverbruik van de woning reduceren. De overige 20% kan worden opgevangen door elke gewenste naverwarming. De Heatbro is ideaal te combineren met diverse warmtesystemen, van de bestaande CV ketel tot een nieuwe warmtepomp).

Klassieke CV met hybride warmtepompen kan voor een heleboel woningen duurzaamheid brengen, zonder dat er kostbare verbouwingen voor extra isolatie nodig zijn. Volgens HeatTransformers zijn 2 miljoen Nederlandse woningen geschikt voor zo’n warmtepomp. Zuid Holland start er mee (2020) De pompen kosten 2.500 - 3.000 en zijn rond 7 jaar terugverdiend. Ze leveren 70 % lager gasverbruik. 

De warmtepomp van Vattenfall en Denzo gebruikt CO2 als koeltemiddel. Daarmee zijn watertemperaturen van 70 tot 90 graden haalbaar, genoeg om huizen te verwarmen die nu nog een CV-ketel gebruiken. Hoewel de pomp iets minder efficiënt (300 procent, in vergelijking met 400 tot 600 procent voor ‘gewone’ warmtepompen) en iets duurder is, levert hij veel op in bestaande woningen die niet de isolatie van nieuwbouw hebben. Zo is er geen vloerverwarming nodig.

warmtepompen

ECN samen met TT heeft in 2018 fluisterstille gevel-units ontwikkeld met een warmtepomp die woningen per kamer kan ventileren, koelen en verwarmen. Het levert een verwachte energiebesparing op van 50 procent t.o.v. een standaardwoning. De units zorgen de ventilatie, maar verwarmen de lucht ook na met een elektrisch aangedreven warmtepomp. 

Het compleet isoleren en kierdicht maken van woningen leidt echter tot slechte ventilatie en gezondheidsklachten. Het centrale klimaatsysteem dat in nieuwe woningen wordt toegepast is meestal te duur en te ingewikkeld voor bestaande woningen, bijvoorbeeld omdat er nieuwe ventilatiekanalen door het hele huis aangelegd moeten worden. Beter is het om decentrale systemen toe te passen die elke kamer apart ventileren.

Gemiddeld verbruikt een warmtepomp 5 kW (en je hebt er krachtstroom voor nodig). De pomp produceert 3-4 maal zoveel warmte als hij aan energie verbruikt.

Heat Wayv Magnetronboiler

Deze boiler gebruikt elektriciteit om radiogolven te maken die het water in de ketel verwarmen. Het warme water kan vervolgens via de bestaande leidingen en radiatoren rondgepompt worden door het huis.
Sommigen vragen zich af of een magnetronboiler ook daadwerkelijk kosten bespaart. (2021)

Meer is te vinden op https://www.energietransitiedoorinstallateurs.nl/tool/warmtepomp

warmtepompen2

Hybride warmtepompen

Hybride is een aantrekkelijke optie omdat met een minimale belasting van het elektriciteitsnet een grote besparing kan worden gerealiseerd. Zolang het niet te koud kan je de warmtepomp, zo groot als een schoenendoos, de verwarming en het warm tapwater laten regelen. Dit bespaart tot 70 % gas. Maar als de temperatuur onder de 5 graden komt, kan je bijstoken met gas of in de toekomst groen gas of waterstof. Als je een nieuwe ketel moet, huur er dan een. Als je dan naar de warmtepomp wil kan dat dann wanneer je wil.  

Zet je verwarming twee weken op 50 graden aanvoertemperatuur. Als je daarmee je huis kan verwarmen kan je de stap maken naar een warmtepomp. Zo niet dan kan je kijken naar een hybride systeem waarbij je gas inzet als het echt koud wordt.  

https://www.verbeterjehuis.nl/verbeteropties/hybride-warmtepomp/ is handig als je je woning wil uitrusten met een warmtepomp.

Terugverdientijd

Het gasverbruik kan met wel 70 procent dalen. Daar staat een hoger stroomverbruik tegenover, maar dat kost veel minder. Een hybride warmtepomp zou zichzelf in vijf tot zeven jaar moeten terugverdienen, en met een levensduur van vijftien jaar levert het apparaat uiteindelijk geld op. De financiële besparing is voor iedere woning anders.

In een onderzoek bij veel woningen bleek dat gemiddeld 75 procent gas werd bespaard. Ondanks een gestegen elektriciteitsrekening was de financiële besparing zo'n 1000 euro, en als het prijsplafond er niet was geweest zelfs 1250 euro. Het gemiddelde gasverbruik daalde van 1850 kubieke meter naar 475 kuub, terwijl er 2360 kWh meer elektriciteit werd verbruikt.

Er blijkt veel warmte via muren en ramen weg te lekken als radiatoren loeiheet worden, meer dan wanneer er op lagere temperaturen wordt verwarmd zoals een warmtepomp doet. ,,Zo'n stukje radiatorfolie aan de muurzijde om nu al dat verlies te verminderen is dus een heel goed idee en de temperatuur van het water van de cv-ketel naar maximaal 60 graden Celsius zetten levert ook besparing op.

Veel hangt af van de manier waarop de warmte wordt afgegeven aan de woning. ,,Bij een van de huizen bleek de radiator op de vloer te staan, die kon zijn warmte niet kwijt en de cv-ketel bleef maar branden.'' Andere deelnemers maakten er een sport van zo min mogelijk gas te gebruiken en lieten de warmtepomp álles doen, maar bij heel lage temperaturen is het financieel gunstiger om de gasketel wat harder te laten branden.

Wie een warmtepomp heeft, kan kiezen: of zo veel mogelijk geld besparen of zo veel mogelijk gas besparen. Wie voor het laatste kiest, zal zien dat de elektriciteitsrekening hoog wordt, de meeste warmtepompen doen het slechter dan een cv-ketel als het buiten rond het vriespunt is.

Wie voor de laagste kosten kiest, kan de prijs van een kubieke meter gas en een kiloWattuur stroom invoeren en het systeem kijkt wat de goedkoopste oplossing is. Tussen de 0 en 4 graden geeft de hybride warmtepomp het op en gaat de cv-ketel weer branden. Fabrikanten zijn nu bezig met pilots om dat systeem te koppelen aan dynamische prijzen van energie. Als de elektriciteit goedkoop is, wordt er elektriciteit gebruikt en als de gasprijs gunstiger is, gaat de cv-ketel weer aan het werk.

Worden ze goedkoper?

Warmtepompen worden kleiner, stiller en eenvoudiger te installeren. Maar met de huidige hoge inflatie is het de vraag of de prijzen echt zullen dalen. Kostendalingen zullen vooral mogelijk zijn doordat installateurs minder tijd kwijt zijn aan advies en voorbereiding. Fabrikanten wijzen op de strengere eisen aan geluid en koudemiddelen, die de prijs weer opdrijven. De grootste kostenpost is de installatie, daar gaat 50 tot 60 procent van het geld naartoe. Fabricanten proberen de installatie eenvoudiger te maken, door bijvoorbeeld het afstellen te automatiseren. De installatietijd moet terug van anderhalve dag naar een halve dag. En er komen all-in-oneapparaten, cv en warmtepomp in één behuizing; dat moet de kosten ook drukken.

Alternatieven

Ja, met airco's lukt het ook om het huis te verwarmen en met infraroodpanelen aan het plafond ook. Maar of het mooi is om al die dingen aan muren en plafonds te schroeven, is een tweede.

Pendelen

Een warmtepomp moet zo lang mogelijk volcontinu draaien. Het duurt even voordat de thermodynamische koelcyclus op gang komt en het toestel ‘op stoom is’ om warmte te leveren. Iedere start/stop-actie gaat  daarbij ten koste van het rendement, en het is ook nadelig voor de levensduur van de compressor. Het
is daarom van groot belang dat een warmtepomp precies het juiste vermogen heeft. Een overgedimensioneerd systeem schakelt niet alleen vaker - het zogeheten ‘pendelen’ - maar is ook iets duurder dan een systeem met een wat lager vermogen. Alle componenten zijn immers net een slag groter. Binnen dezelfde range vergt een warmtepomp met 1 of 2 kW extra vermogen dus een extra investering. Een te kleine warmtepomp is echter ook niet goed. Die krijgt het gebouw in de winter niet warm en schakelt daardoor te snel over naar het
elektrische bijstookelement. De keuze voor een optimaal vermogen is daarom niet alleen belangrijk met het oog op de investering, maar ook vanwege het energiegebruik van de warmtepomp.

Een warmtepomp gaat het beste samen met vloerverwarming maar dat is niet altijd nodig. Wat voor andere mogelijkheden er zijn is hier te lezen.

dakwarmtepompWarmtepomp op het dak. Zie hier

Het principe

Het principe van verwarmen met een warmtepomp is dat warmte op een lage temperatuur (-10 tot 20 °C) wordt onttrokken aan de bron (bodem of buitenlucht) en afgegeven wordt op een hogere temperatuur (30 tot 40 °C) aan de woning of het gebouw. De warmtepomp brengt warmte van een lage temperatuur op een hogere temperatuur en doet dat met relatief weinig energie.

Een koelkast onttrekt warmte aan zijn inhoud. De melk, kaas en andere etenswaren koelen hierdoor af. De onttrokken warmte wordt op een hogere temperatuur (anders kan deze zijn warmte niet kwijt) aan de achterkant via een warmtewisselaar afgegeven.

Een warmtepomp doet vrijwel hetzelfde. Een warmtepomp onttrekt warmte aan een bron en geeft die af op een hogere temperatuur (30 tot 45 °C) aan de woning.

Een warmtepomp stelt eisen aan het afgiftesysteem. Het afgiftesysteem moet geschikt zijn (of gemaakt worden) voor lage temperaturen (maximaal 55 °C). Ook de verwarming en koelbatterijen in de luchtbehandelingskast moeten hierop aangepast worden. Deze lagere afgiftetemperaturen resulteren in een lager afgifte vermogen. Hierdoor moet in de bestaande bouw ook de isolatie verbeterd worden.
 

Koudemiddelen, compressoren, warmtewisselaars.

werking warmtepompWarmtepomp

Het kookpunt van een vloeistof is afhankelijk van de druk. Hoe hoger de (damp)druk hoe hoger het kookpunt. In een snelkookpan kookt water pas bij 120 graden en 2 bar. Hoe lager de druk hoe lager de temperatuur dat iets gaat koken. Als je de druk verhoogt wordt de temperatuur hoger. Die warmte kan dan worden afgegeven (via een warmtewisselaar). Als de druk laag is heeft een vloeistof een lage temperatuur en kan dan warmte opnemen (van water, de binnen of buitenlucht). Dus je neemt warmte op, je verhoogt de druk, dan geef je de warmte af en verlaagt de druk weer. Je kan dus de afgiftetemperatuur verhogen door de druk te verhogen. (Bij een koelkast verlaag je de temperatuur door de druk te verlagen). 

Een warmtepomp verhoogt de druk met een compressor (2) en verlaagt de druk door een expansieventiel (4). De warmtepomp neemt warmte op bij (1) en geeft warmte bij een veel hogere temperatuur af bij (3).  

In het circuit werk je met stoffen (koudemiddelen) die goed warmte opnemen of afgeven. Ammoniak, Kookdioxide, Propaan of de R-middelen (R410; R290; R132; R404; R407)
Stel een koudemiddelgas (of damp) heeft warmte opgenomen en is bij 8 bar 1 oC. De compressor maakt er dan 70 oC onder 23 bar van. Dit verwarmt tap- of CV water en gaat naar het (expansie)ventiel onder 23 bar maar 31 oC. Na het ventiel is de druk weer verlaagd naar 8 bar en wordt de vloeistof - 2 oC.  Vervolgens kan de (koel)vloeistof weer warmte opnemen waarna het verdampt en weer wordt gecomprimeerd door een compressor. 

Let Op!

Een koudemiddel kan giftig of brandbaar zijn, daarom mogen werkzaamheden aan het circuit in de warmtepomp alleen worden verricht door STEK erkende bedrijven met STEK gediplomeerde monteurs.

De vloeistof kan de warmte opnemen van de warmtebron door een warmtewisselaar. Die warmtebron kan een echte bron zijn maar ook de warmte in de buitenlucht of de lucht in huis. Omdat doordie warmte de koelvloeistof veredampt wordt de warmtewisselaar ookwel de verdamper genoemd (1). Aan de andere kant wordt de warmte afgegeven via de warmtewisselaar die condensator wordt genoemd omdat daar de (koelvloeistofdamp) weer vloeistof wordt. Er gaat ook behoorlijk wat energie zitten in het verdampen en condenseren. Water 1 oK te verhogen kost 4,2 KJ maar water verdampen kost 2500 kJ /oK    
 
Dus in de verdamper (1) zal de temperatuur van de warmtebron overgaan op het vloeibare koudemiddel, wat daarna verdampt. De verdampte vloeistof wordt tot een hogere druk en temperatuur samengeperst door middel van een compressor (2). Hiervoor is elektriciteit of een andere energie nodig. De hete verdampte vloeistof voert dan door de condensor (3) waar het condenseert en bruikbare warmte afgeeft. Tenslotte expandeert de verdampte vloeistof tot de druk van de verdamper en de temperatuur in het expansieventiel (4). De vloeistof stroomt daarna naar de verdamper, waar het proces weer van voor af aan begint.

De warmtepomp produceert drie maal zoveel energie als nodig is om de warmtepomp aan te drijven

Het rendement wordt uitgedrukt in COP = Coefficent of Performance

Als een warmtepomp een vermogen kan opwekken van 4 kW nuttige warmte (Qnuttig) en het verbruik is 1 kW (Wcompressor) dan is de COP (de performance) 4. Ofwel COP is Qnuttig/Wcompressor

Dus wat als de COP is 4 en er wordt 4000 kWh geleverd.
Hoeveel procent rendement heeft de warmtepomp dan ?
Hoeveel kHh elektrische energie wordt er dan verbruikt ?


Hoe groter het verschil in T verdamper en T condensor hoe harder de motor moet werken. = temperatuurslift. Vandaar dat de COP hoger wordt naarmate het verschil kleiner wordt. Daarom moet je bij COP er eigenlijk bij zetten over welk temperatuursverschil het gemeten is. B.v. B0W35 (Bron 0 oC en W(isselaar) 35 oC) of A7W35 (Air 7 oC W(isselaar) 35 oC)

Waarom verwarmt een elektrische warmtepomp voordeliger dan een gasketel?

• De calorische bovenwaarde van aardgas = 35170 kJ/m³ gedeeld door 3600 = 9,77 kWh/m³ bij een toesteljaarrendement van 100%
• Bij een toesteljaarrendement van 85% levert een gasketel 8,3 kWh per m³ aardgas
• 1 m³ aardgas kost ca. € 0,72, dus € 0,72/8,3 = € 0,0867 per kWh
• Omdat het C.O.P. van een WP-installatie gemiddeld op 4,0 zit, levert 1 kWh elektrisch, 4,0 kWh thermisch op
• 1 kWh elektrisch kost (gem. tarief) € 0,20/kWh, echter vanwege het hoge C.O.P. komt de prijs per kWh op € 0,05

In goed geisoleerde woningen van tegenwoordig is 6 kW verwarmend vermogen genoeg terwijl b.v. een keukengeiser al 9 kW levert.
Tegenwoordig worden 15.000-20.000 nieuwe woningen per jaar gebouwd. Daar kan je niet zoveel warmtepompen in kwijt. Veel interessanter zijn de 7 miljoen bestaande woningen (met gemiddeld 2,2 bewoners).
Men combineert de luchtwarmtepomp met de ketel (= hydride systeem) en zet er slimme elektronica tussen die berekent wat het meest economisch is.Je krijgt dan een modulerende ketel.  

Ecolution
Je kan dus via het bovenstaande idee met de warmte uit de ventilatielucht de CV installatie verwarmen. Ventileren is goed om vuile lucht te verversen maar ook om vocht af te voeren of dat wat van de bouwstoffen vrij komt. Binnenlucht van 20 oC gaat door de ventilator. Dat zorgt er voor dat in de verdamper de koelvloeistof verdampt en warmte opneemt. De compressor maakt er 50 oC van waarna het door de warmtewisselaar gaat die een 50 liter boiler tot 50 oCverwarmt. Daarbij koelt de koelvloeistof af tot 35 oC en gaat dan door het expansieventiel. De druk gaat er af en de vloeistof koelt weer af tot 10 oC. Vervolgens gaat de vloeistof weer in de verdamper. 50 oC kan nog maar om warm tapwater te verkrijgen van 60 graden zit er nog een HR ketel achter.  

Aandachtspunten bij de aanleg van lucht/water warmtepompen in de bestaande bouw
• Maak een transmissieberekening
• Let op het afgiftesysteem (LT)
• Geen menginjectie toepassen
• Denk om de diameter van het leidingwerk (dT) Die mag 4 meter lang zijn met een 200 mm kanaal en elke bocht is één meter er af. Hou je aan de voorschriften en isoleer het afgiftekanaal goed tegen condensatie want de lucht naar buiten is 6-7 oC. Zie onder. 
Het aanzuigen van lucht 150 m3/uur kost 15 euro per jaar bij een weerstand van 20 Pa. Heeft het luchtkanaal meer weerstand (kleinere buis, bochten, ribbels in bochten) b.v. 100 Pa dan kost dat 38 euro en bij 200 Pa 96 euro. Plus meer slijtage, veel weerstand en veel geluid. Dus installeer met de voorgeschreven kanalen en diameter en zorg ook voor genoeg ruimte onder de deuren zodat ook echt goed geventileerd kan worden.
Aanbevolen wordt uit de woonkamer 7 l/sec = 25 m3/uur af te zuigen, in de badkamer 14 l/sec = 50 m3/uur en 75 m3/uur uit de keuken. Dat is in totaal 150 m3.
Je hebt ongeveer 25 liter warm water nodig per persoon.   

• Instructie bewoners over het gebruik

 Drukken

Hoe werkt een warmtepomp via een filmpje.

 
O
 In de leeromgeving van Ozone kan je lesmodules volgen over de werking van warmtepompen en nog veel meer.

Actief koelen

Warmtepompen met buitenlucht als bron kunnen vaak actief koelen. Hierbij draait het warmtepompprincipe om en onttrekt de warmtepomp zijn warmte aan de woning en geeft deze af aan de omgeving (buitenlucht). Actief koelen kost elektriciteit doordat de warmtepomp in bedrijf is waarbij een compressor energie gebruikt. De werking is dan vrijwel gelijk aan een airco(splitunit), alleen wordt de koude niet afgegeven via lucht, maar via het afgiftesysteem. bodemwarmtepomp

Passief koelen

Een warmtepomp met de bodem als bron kan vaak passief koelen. Hierbij onttrekt de warmtepomp warmte aan de woning en geeft deze via een warmtewisselaar af aan de bodem. De warmtepomp komt hierbij niet in bedrijf. Passief koelen kost dus weinig energie.

Het koelen van een woning bij een bodembron is niet alleen comfortabel, ook wordt er warmte teruggebracht in de bodem. Deze warmte kan in de winter gebruikt worden om de woning te verwarmen. De combinatie koelen en verwarmen zorgt zo voor een goed functionerende warmtepomp met een goed rendement.

Ecolution2 Omdat de EPC voor nieuwbouw zo omlaag gaat moet je steeds vaker op warmtepompen over gaan.

Als alle ongeveer 1 miljoen nieuwe huizen die in Europa tot 2018 worden gebouwd warmtepompen zouden krijgen, zouden we elk jaar ongeveer 3.600.000 ton minder CO2
uitstoten. Dat komt overeen met ongeveer een miljoen auto's van de weg halen!

Er bestaan vier typen
1. de aardwarmtepomp
2. lucht-water warmtepomp waarbij de omgevingstemperatuur de warmte levert
3. stand alone (all electric) warmtepomp zorgt zelfstandig voor verwarming en warm tapwater
4. hybride warmtepomp zorgt voor de verwarming en tapwater  gasketel springt bij bij een hoge warmtevraag.  

Waar komt de warmte vandaan?

De volgende drie bronnen worden hiervoor gebruikt:

1. Lucht: (vb 2 van hierboven)

Buitenlucht verwarmd door de zon is overal gratis beschikbaar. Buitenlucht is als bron het meest toegankelijk en bijna onuitputtelijk. Omdat de gebruikte lucht van het gebouw naar de omgeving wordt teruggevoerd, wordt deze bron ook als de meest ecologische gezien. Alleen is het wel zo dat lage buitentemperaturen in het winterseizoen de prestatie van de warmtepomp verminderen.

Ventilatielucht in woningen en gebouwen is een algemene warmtebron. De Ecolution is er een voorbeeld van. Compleet geinstalleerd € 5000. In woningen wordt de ecolulion vaak toegepast samen met een HR ketel (tot een hybride installatie) en of dit rendabel is kan mooi berekend worden via de vaillant hybride calculator

2. Water:

Oppervlaktewater zoals meren, vijvers en rivieren hebben het nadeel van een lage temperatuur die tegen de 0 C kan lopen in het winterseizoen.

Grondwater is een zeer goede bron vanwege de relatief hoge temperatuur. Op een diepte van 10 meter is er een bijna constante watertemperatuur van 8 12 C.

Zeewater (als dit beschikbaar is) kan een geweldige bron zijn omdat de watertemperatuur op een diepte van 25 tot 50 meter constant tussen de 5 8 C ligt.

Afvalwater en rioolwater hebben het gehele jaar een relatieve en constante temperatuur. Warmte kan verkregen worden van industrie koelwaterprocessen, van het opwekken van elektriciteit zowel als van diepvriesinstallaties en rioolzuiveringsinstallaties. Deze warmte bron is ideaal voor industrie warmtepompen maar in het geval van woningen zijn de afstand tussen de bron en de gebruiker en de beschikbaarheid de belangrijkste beperkingen.

Warm water uit een warmtenet. 

Restwarmte uit verbrandingsovens, van datacentra of van de industrie kan via een waterleidingnetwerk vervoerd worden naar woningen. Die kunnen dan die warmte gebruiken als bron voor een warmtepomp. Die maakt er dan een hogere temperatuur van die geschikt is voor de opwarming van de woning. 

3. Bodem: Aardwarmtepomp (verticale of horizontale bron)

Een grote hoeveelheid aardwarmte heeft zich in de aarde verzameld dat langzaam naar de oppervlakte stroomt. Dit veroorzaakt zelfs dicht aan het oppervlak een relatieve hoge temperatuur. Warmte wordt aan de grond onttrokken net onder het oppervlak of dieper via boorgaten. Vanwege het onttrekken van warmte aan de grond wordt gedurende de zomer de temperatuur lager en kan zelfs bevriezen.

In de bodem zijn de temperaturen, in vergelijking met lucht of oppervlakte, veel stabieler en daardoor gunstiger voor een warmtepomp. In de winter is het in de bodem relatief warm (wanneer verwarming geleverd moet worden) terwijl in de zomer (koudelevering) de bodem relatief koel is. De bodem heeft nog een andere goede eigenschap: de warmte stroomt niet zo snel weg.

Oftewel, de bodem is een goede isolator. Hierdoor kan de bodem gebruikt worden als opslagsysteem: de in de winter geproduceerde koude, kan in de zomer gebruikt worden voor koeling.

Dat is vooral interessant wanneer het mogelijk is deze koude (of warmte) direct voor koeling te kunnen gebruiken. Dit is passieve of vrije koeling (zonder inzet van de warmtepomp).

In het Nederlandse klimaat en onder de Nederlandse regelgeving is vrije koeling wel mogelijk, maar vrije verwarming niet.


4. IJs


Je kunt ook warmte uit ijs halen. Het principe is heel simpel. de faseveranderingen van ijs naar water en van water naar ijs vragen heel veel energie.
Bijvoorbeeld:
Voor het smelten van 1 kilo ijs is net zoveel warmte nodig als voor het verwarmen van 1 kilo water van 0°C tot 80°C. Uit vloeibaar water van 0°C kun je dus heel veel energie halen. Dat is het principe achter de grote opslagcapaciteit. je hebt hiervoor een grote buffer nodig in de vorm van een tank of zak. Een tank kun je ingraven in de tuin en een zak kun je in de kruipruimte leggen.

5. Zout


Zouthydraten

Zouthydraten bevatten anorganisch zout en water. De smeltpunt temperatuurrange bevindt zich tussen 8°C en 90°C. Voordelen van zouthydraten zijn gunstige materiaalkosten, hoge latente smeltwarmte, goede warmtegeleiding en onbrandbaar. Een nadeel kan zijn dat slechte kristalvorming zouthydraten gevoelig maken voor superkoeling. D.w.z. dat het stollen van het materiaal lager is dan het eigenlijke vriespunt. Voor sommige toepassingen kan dat echter ook weer een voordeel zijn. Ook gewoon water is onderhevig aan het superkoelingseffect. Dit wordt meestal opgelost door additieven aan het materiaal toe te voegen. https://www.installatie.nl/nieuws/warmteopslag-in-zouthydraat/ 

Bodemenergiesystemen

De seizoensprestatiefactor

Het rendement van een bodemenergiesysteem wordt bepaald met de Seasonal Performance Factor (SPF), of in het Nederlands de Seizoens Prestatie Factor. 
Dit getal zegt eigenlijk hoeveel nuttige (thermische) energie het systeem levert ten opzichte van de hulpenergie die het systeem nodig heeft.
De hulpenergie van het bodemenergiesysteem omvat de compressorenergie plus de energie nodig voor de bronpomp(en) plus alle mogelijke energieverbruikers die worden ingezet om de bron te regenereren.
De verhouding wordt gegeven door:
 
Qth
-----
E
 
Waarin:
  • Qth→ Thermisch afgegeven energie
  • E → Aan het proces toegevoerde hulpenergie
De hulpenergie is de som van de aan de compressor toegevoerde energie en de door de bronpomp(en) verbruikte energie.
Bij een SPF berekening wordt rekening gehouden met wisselende bedrijfstoestanden (ruimteverwarming of tapwater bijvoorbeeld) en met wisselende brontemperaturen. De energie is dan uitgedrukt als totale hoeveelheid energie: kWh of GJ. Belangrijk is dat boven en onder de streep dezelfde eenheid staat. 
 
De besparing van een systeem kan alleen bepaald worden door het met een ander systeem te vergelijken.
 
Deze vergelijking wordt gemaakt met een “conventioneel” verwarmings- en koelsysteem, zoals verwarming met een gasketel en koeling met een airconditioning systeem.
Om een bodemenergiesysteem te kunnen vergelijken met een conventioneel systeem, zijn rendementsgegevens van de systemen nodig.
 
Als je een elektrische warmtepomp wilt vergelijken met een gasgestookte ketel, moet je omrekenen naar primaire energie.
Weten we de hoeveelheid hulpenergie die verbruikt is door het bodemenergiesysteem, dan volgt de noodzakelijke hoeveelheid primaire energie uit:
          Ehe
PE = -------
           ηel  
 
Waarin:
  • PE → Primaire energie (MWh)
  • Ehe
→ Hulpenergie (MWh)
  • ηel
→ Opwekrendement energiecentrale [%] Door de hoeveelheid primaire energie te vermenigvuldigen met een bijbehorende factor voor de CO2-uitstoot (in kg/kWh of in kg/m3 gas) kan dan ook de besparing op broeikasgasemissies worden bepaald.
 
Uit “Technisch onderzoek gesloten bodemenergiesystemen” is de vergelijking voor een aantal systemen uitgewerkt. Daaruit blijkt dat een besparing van meer dan 80% op primaire energie haalbaar is voor passieve koeling, terwijl voor verwarmingsbedrijf de besparingen op primaire energie tussen de 40% en 50% liggen.

Gesloten bodemwisselaar verticaal

 geslotenwko

Bij een gesloten bodemenergiesysteem bestaat er geen direct contact met het grondwater.

Koud of warm water wordt door een gesloten leidingenstelsel in de bodem rondgepompt. Is de vloeistof kouder dan de omringende bodem dan neemt de vloeistof warmte op, is de vloeistof warmer dan koelt deze in de bodem juist af.

Het temperatuurbereik van een gesloten bodemenergiesysteem ligt tussen -3 °C en +30 °C.

Normaal gesproken is voor het leveren van verwarming (> 35 °C) of tapwater (> 60 °C) met deze systemen nog omzetting van warmte naar een hogere temperatuur nodig. Hier wordt een warmtepomp voor gebruikt.
Gesloten systemen zijn erg geschikt om ook koeling, vooral directe of passieve koeling, te leveren.
 
Aandachtspunt is het kleine temperatuurverschil tussen intrede en uittrede van de bron. Daardoor is een hoog debiet nodig. 
 
Gesloten systemen worden vooral voor woningbouw gebruikt. Dit komt omdat ze makkelijk zijn te faseren, geen ingewikkeld distributienet of veel ruimte nodig hebben.  
Gesloten bodemwisselaars mogen vergunningsvrij worden toegepast en zijn relatief onderhoudsvrij. Nadeel is alleen dat de systemen een beperkte capaciteit hebben en dat de installatie door de lagere temperaturen een lagere COP zal hebben. Gesloten bodemwisselaars worden vaak toegepast bij (individuele) woningen en kleinere utiliteitsprojecten.
 
Bij een gesloten bodemwisselaar moet je er in het ontwerp rekening mee houden dat de bron uitgeput kan raken. Je onttrekt zoveel warmte aan de bodem, dat de grondtemperatuur rond de wisselaars zal dalen. Op den duur kan er zelfs een ijsklomp ontstaan. Door deze lagere grondtemperatuur daalt de temperatuur uit de bodemwisselaar naar de bron sterk.
 
Een veel gebruikte methode is de installatie geschikt maken voor 'vrije koeling'. De warmte die in de zomer uit de woning wordt onttrokken kan dan in de bodem worden opgeslagen. De temperatuur in de bodem is na de zomer dan hoger, met als gevolg een hogere brontemperatuur. Behalve dat je zo voorkomt dat de bron uitput, bereik je er ook nog een hogere COP mee.

Gesloten horizontaal

horizontaal systeem
 
 
Je hebt 4 tot 6 maal het vloeroppervlak in de tuin nodig als je aardwarmte dicht bij de oppervlakte wilt winnen, ofwel je hebt een hele grote tuin nodig.  
 
 
 
 
 
Aardwarmtekorven

wkoMen tracht tegenwoordig ook in de winter warmte uit de bodem te halen op 2-5 meter diepte (waar het 7-9 graden blijft) en via een warmtepomp de warmte te gebruiken voor b.v. de vloerverwarming. Dat doet men met aardwarmtekorven. Anderen denken dat daardoor de grond bij de korven kouder wordt zodat het uiteindelijk maar heel beperkt werkt.
Aardwarmtekorf

Vandaar dat men normaal op 60-150 meter boort waar die invloeden kleiner zijn of waar men werkt met aquifers (waterlagen waarin warmte wordt opgeslagen).
Mogelijk kan op 10-15 meter diepte gewerkt worden met broncirculatie en broninjectie..

Monobron warmtewisselaar

mono

Deze wisselt warmte met water hoog in de bodem en koude met water laag in de bodem

Open bodemwisselaar

Een open bron pompt in tegenstelling tot een gesloten bron grondwater op (haalbron) en infiltreert dit weer in de grond (brengbron). In een warmtewissellaar boven de grond zal het opgepompte water zijn energie overgedragen aan de verdamper van de warmtepomp. Deze opstelling wordt water - water warmtepomp genoemd. Het is ook mogelijk een brine/warmtepomp met een brine-tussencircuit, te gebruiken op een open bron.
 
Een onderwaterpomp pompt het bronwater op. Om te voorkomen dat bij het oppompen gassen en andere stoffen vrijkomen (uitvlokken) die daardoor de wisselaar vervuilen, zal ten opzichte van de laagst verwachte druk (meestal het hoogste punt van de installatie of ter hoogte van de infiltratiebron) de druk 1,0 bar boven de minimale ontgassingsdruk gehouden moeten worden. De ontgassingsdruk kan worden bepaald door een watermonster te nemen. Voordat men de bron aansluit op de warmtewisselaar controleert men deze op vervuiling. Dit gebeurt door de bron geruime tijd te spoelen. In tegenstelling tot een gesloten bron vergt een open bron jaarlijks onderhoud. 

Zowel gesloten als open systemen zijn geschikt om verwarming of koeling te leveren. Maar een open systeem heeft een veel groter passief koelpotentieel.

bodemsystemen
Een gesloten systeem heeft een zeer lange levensduur (meer dan 50 jaar). Bij een open systeem hangt de levensduur af van eigenschappen van de locatie. Zoals bodemopbouw en grondwaterkwaliteit.
Er bestaan open bronnen voor drinkwater die meer dan 100 jaar oud zijn. 

Bij een warmte-/koudeopslag (WKO) wordt ook gebruik gemaakt van een open bron. Bij een WKO zijn in beide bronnen onderwaterpompen aanwezig waarvan de stromingsrichting seizoenafhankelijk omkeerbaar is.
 
Tussen het grondwater en het gebouwsysteem is een warmtewisselaar geplaatst. Hiermee zijn het grondwater- en gebouwcircuit gescheiden.
Door per seizoen te wisselen tussen de twee bronnen, ontstaat er een ‘warme’ en een ‘koude’-bron.
Het temperatuurbereik van een open systeem ligt tussen +5°C en +25°C.
 
Een open bodemenergiesysteem kan makkelijker een groot piekvermogen leveren (bijvoorbeeld > 500 kW) dan een gesloten systeem.
Ook heeft een open systeem een wat hoger rendement voor het leveren van verwarming. Dit komt omdat de brontemperatuur wat hoger ligt.

wko2
Een open systeem geeft tijdens koelen een grotere energiebesparing dan een gesloten systeem. De besparing tijdens verwarmen is ongeveer gelijk.  De aanleg van een gesloten systeem vraagt meer ruimte rond het pand dan een open systeem. 
 
Het is in Nederland niet toegestaan om zomaar grondwater op te pompen. Dit is wat je doet bij een openbron. Je moet hier een vergunning voor aanvragen. Of en wanneer je een vergunning aan moet vragen verschilt per gemeente.
Er is een handige site waarop je kunt zien of je een vergunning nodig hebt: WKO Tool.

 
Buitenlucht warmtepomp op water
 
buitenuchtEen lucht – water warmtepomp onttrekt zijn warmte aan de buitenlucht. De warmte wordt dan via de warmtepomp afgegeven aan het afgiftesysteem. Voordeel is de relatief goedkope bron. Hier is alleen een warmtewisselaar voor nodig die buiten voor de gevel of op het dak wordt geplaatst.
 
Met dit systeem kan vaak ook in de zomer gekoeld worden. Hierbij werkt het systeem net als een airco/unit. De warmtepomp werkt dan in een actief koelbedrijf. Een nadeel daarvan is een relatief hoog energieverbruik voor koeling.
 
Een ander nadeel is dat de warmtepomp bij lage buitentemperaturen een grote temperatuursprong moet overbruggen. Hierdoor daalt het warmtepomprendement.
 
Let op!
Een buitengeplaatste verdamper kan door zijn geluidproductie overlast veroorzaken. Bij koud en vochtig weer zal vocht uit de lucht condenseren (rijp) op de verdamper. De verdamper kan hierdoor invriezen.
 
Om dat te voorkomen wordt bij berijping van de verdamper de ontdooicyclus geactiveerd. De verdamper wordt dan verwarmd met warmte uit de woning of uit een voorraadvat tot alle rijp gesmolten is. Daarna begint de gewone warmtepompcyclus weer.

Buitenlucht warmtepomp op lucht

lucht lucht
Een lucht - lucht warmtepomp onttrekt zijn warmte aan buitenlucht en geeft deze af aan de ventilatielucht in de woning.
 
Lucht heeft een beperkte warmte-inhoud. Hierdoor heb je weinig vermogen beschikbaar om de woning te verwarmen. Daarom worden deze warmtepompen vooral toegepast in goed geïsoleerde woningen met een kleine warmtevraag zoals passiefhuizen.
 
Vrijwel altijd wordt een lucht - lucht warmtepomp gecombineerd met warmteterugwinning op ventilatielucht. De voor- en nadelen van de lucht - lucht zijn gelijk aan die van de lucht - water warmtepomp.
De afgifte via lucht heeft weinig vermogen. Je moet er dus zeker van zijn dat de woning ook daadwerkelijk goed geïsoleerd is en luchtdicht gebouwd.



 
Warmtepompboiler

De warmtepompboiler gebruikt ventilatielucht om warmtapwater te verwarmen. Vaak wordt een ketel gebruikt voor voldoende hoge watertemperatuur en watervoorraad.
 
De warmtepompboiler heeft als voordeel dat de bron altijd aanwezig is en altijd een voldoende (20 °C) temperatuur heeft. Ook hoeft deze warmtepomp nooit ontdooit te worden en is dit systeem goed toepasbaar in de bestaande bouw.
 
Een nadeel is dat veel systemen moeite hebben om de rendementen van moderne ketels te overtreffen. Het beschikbaar vermogen, energie en rendement (uit ventilatielucht) is beperkt.

Hybride warmtepompen

Voor minder goed geïsoleerde woningen is er de optie om gedurende een groot deel van het jaar een (buitenlucht of ventilatielucht) warmtepomp te gebruiken. Onder speciale omstandigheden, zoals vrieskou of te grote piekvraag kan er overgeschakeld worden naar een HR-ketel (liefst op groen gas), dit wordt ook wel een hybride warmtepomp genoemd. Hierdoor hoeft een minder zware warmtepomp geïnstalleerd te worden, met daardoor minder belasting voor het elektriciteitsnet en is minder vergaande isolatie nodig. Daarnaast is het niet noodzakelijk om vloerverwarming aan te
leggen. In sommige gevallen is het mogelijk dat de capaciteit van de huidige radiatoren al over gedimensioneerd is en hoeft er niets aangepast te worden. Indien niet het geval dan kunnen bestaande
radiatoren worden vervangen door convectoren of LT radiatoren, die bij lage temperatuur effectiever warmte aan de ruimte afgeven.   Berenschot, BDH: Routekaart hybride warmtepomp (2017)              
 
hybride warmtepomp
        
beleid
Add on

Soms wordt bij hybride warmtepompen het vermogen geleverd door de warmtepomp, soms door de ketel. Een warmtepomp die naast de bestaande ketel warmte onttrekt aan de buitenlucht wordt een add-on warmtepomp genoemd.
 

Bijstoken met een gasketel?

Vanwege de kosten, maar ook om pendelen te voorkomen, staat in utiliteitsgebouwen voor de koude dagen vaak een gasketel paraat. De extreme vermogenspieken hoeft de warmtepomp dan niet volledig af te dekken. Een gangbare verdeling is 80 procent warmtepompvermogen en 20 procent bijstookvermogen. Daarbij blijkt dat slechts in 3 procent van de tijd in het stookseizoen die bijstook daadwerkelijk nodig is. Bijstook met een gasketel wordt een bivalent systeem genoemd. In principe is een warmtepomp met een ingebouwd elektrisch element ook een bivalent systeem.

Wanneer moet de tweede warmtebron (gasketel of elektrisch element) bijspringen? En hoeveel vermogen moet de bijstook hebben?
Een betafactor van 1 betekent geen bijstook.
In bovenstaande voorbeeld met een 80/20 procentverdeling warmtepomp/bijstook is de betafactor 0,8.
Of in de woningbouw voor een bivalent systeem moet worden gekozen, is discutabel. Het elektrisch element heeft immers een COP van 1.

Lucht/water-warmtepompen, maar ook steeds meer bodemgebonden warmtepompen, zijn invertergestuurd
en kunnen daardoor op een lager vermogen draaien. Zeker in combinatie met een klein buffervat aan de afgiftezijde kan worden voorkomen dat de warmtepomp zijn warmte in het voor- en naseizoen niet kwijt kan en het ongewenste pendeleffect optreedt.

Leveranciers zijn niet eenduidig over de betafactor. Nefit adviseert in het technisch bulletin een betafactor van 0,8, terwijl Nibe een betafactor van 1 (dus geen bijstook) adviseert. Wie voor de economisch meest gunstige installatie kiest, komt vaak toch uit bij een bijstook met betafactor van 0,8.

Bij lucht/water-warmtepompengeven fabrikanten veelal het vermogen bij een buitentemperatuur van +7 °C op, terwijl de warmteverliesberekening uitgaat van -10 °C. Een warmtepomp die bij +7 °C precies 8 kW levert, zakt bij -10 °C terug naar zo’n 5 kW. Het is daarom verstandig om bij fabrikanten het vermogen bij -10 °C op te vragen. Daar zijn bedrijven minder open over.

Soms staat in de brochure nog net -7 °C, maar -10 °C is nergens terug te vinden. Installatiehandleidingen kunnen een uitkomst bieden. Hierin staat vaak een grafiek met het afgegeven vermogen, en die loopt door tot -10 °C of zelfs -15 °C.

Hoge temperatuur warmtepomp

de meeste hogetemperatuurwarmtepompen eigenlijk twee warmtepompen in serie zijn met alle complexiteit, kostenverhoging en inefficiency ten gevolge. Weliswaar is de CV-ketel weg, maar de energierekening vliegt omhoog. Dat komt omdat gas per warmte-eenheid nu eenmaal veel goedkoper is dan elektriciteit.
Het is een lucht/water warmtepomp die uit twee delen bestaat, een binnendeel die op de plek van de Cv-ketel wordt gezet en een buitendeel. Het buitendeel haalt warmte uit de buitenlucht en het binnendeel maakt warm water tot wel 80˚C. Een standaard lucht/water warmtepomp maakt water warm tot 55˚C. De pomp moet harder werken. Dat heeft twee consequenties. Ten eerste is het apparaat complexer en daarmee duurder. Maar het elektriciteitsverbruik is ook hoger. Die combinatie zorgt ervoor dat het langer duurt om de investering van de warmtepomp terug te verdienen.

Valdorpels, kaderdichting, waterzijdig inregelen, zone-regeling, convectoren en een ventilatieplan zijn eigenlijk een beter alternatief.

Warm tapwater

Officieel moet bij het vermogen uit de warmteverliesberekening extra vermogen voor de bereiding van warm tapwater worden opgeteld. Het vermogen kan worden bepaald met behulp van ISSO-publicatie 72, middels een redelijk eenvoudige formule. In die rekensom spelen de inhoud van het boilervat, de gekozen opwarmtijd en de watertemperatuur een rol. Als voor een langere opwarmtijd voor tapwater wordt gekozen, daalt het vermogen. Moet een leeg boilervat bijvoorbeeld binnen drie uur weer op temperatuur zijn, dan neemt het extra vermogen van de warmtepomp fors toe.

Ter illustratie: voor een 180 liter groot boilervat met 12 uur opwarmtijd is het extra vermogen 0,79 kW. Bij dezelfde boiler, maar nu met een opwarmtijd van 3 uur geldt 3,15 kW extra warmtepompvermogen. De meeste fabrikanten en leveranciers houden echter geen rekening met het extra vermogen voor tapwater. Bij de berekening wordt een buitentemperatuur van -10 °C gehanteerd, maar in de praktijk is het vrijwel nooit een heel etmaal zo koud. Overdag loopt de temperatuur vaak richting het vriespunt, en dan heeft de
warmtepomp tijd over om de boiler op te warmen. Als een ontwerp volgens ISSO 72 verplicht is, moet bij de capaciteit van de warmtepomp echter zeker het benodigde tapwatervermogen worden opgeteld.

Koeling 

Een warmtepompinstallatie kan ook worden ingezet voor de koeling van een woning of gebouw. Hierbij is de keuze tussen vrije bronkoeling (passieve koeling) en actieve koeling. Bij vrije bronkoeling doet de warmtepomp niet mee.

Bij bijvoorbeeld een grondwaterbron zijn de temperaturen van het bronsysteem redelijk constant op ca. 10 °C. Deze brontemperatuur is uitstekend voor koeling. De warmtepomp hoeft niet in bedrijf te komen. 

Actief koelen kan met een daarvoor geschikte omkeerbare warmtepomp of door de kringloop hydraulisch om te schakelen. Als je de warmtepomp actief inzet, kun je een laag temperatuur koeling realiseren.

Vloerverwarming is voor het gebruik van laag temperatuur koeling niet geschikt vanwege de condensvorming. Hiervoor moet een apart afgiftesysteem worden aangelegd. Omdat je een warmtepomp inzet, moet je wel rekening houden met het energieverbruik.

Balansventilatie en wtw

Toepassing van gebalanceerde ventilatie met een WTW-unit is niet verplicht, maar wel een sterk bepalende factor voor het vermogen van een warmtepomp. Het warmteverlies bestaat, zoals hierboven beschreven, deels uit ventilatieverliezen. En die zijn bij -10 °C aanzienlijk. In een beetje woning is per uur zo’n 225 m3 verse
lucht nodig. Bij strenge kou is er een temperatuurverschil van 30 °C. Als daar de formule Q = m x c x ΔT op los wordt gelaten, dan levert dit (225/3600 x 1,2 x 30) =2,25 kW aan ventilatieverliezen op. Een WTW-unit haalt 90 procent van de warmte weer terug, zodat het verlies door ventilatie nog maar een paar honderd watt
bedraagt. Dat verklaart waarom vaak wordt gekozen voor de combinatie van een warmtepomp met een WTW-unit.

Absorptiewarmtepomp

Naast elektrische warmtepompen worden ook absorptiewarmtepompen toegepast. Deze warmtepompen worden thermisch aangedreven door de verbranding van aardgas en gebruiken als bron de omgevingslucht.
 
Een absorptiewarmtepomp heeft een hoger temperatuurbereik dan een elektrische warmtepomp, maar heeft een lager rendement.


Afgiftesystemen


Een warmtepomp heeft een hoog rendement als de afgifte temperatuur laag is. Dat kan alleen met speciaal geselecteerde LTV (lage temperatuur verwarming) afgiftesystemen. Dit zijn:

  • Vloerverwarming
  • Wandverwarming
  • LTV convectoren
  • LTV radiatoren
Het afgiftesysteem kan een grote invloed hebben op het goed functioneren van een warmtepomp. Een warmtepomp moet voor goed functioneren minimaal 10 minuten in (warmte) bedrijf zijn. Als de warmtepomp voor kortere periodes in bedrijf komt, wordt onder andere de olie in de compressor niet goed verdeeld waardoor veel bedrijfsuren ontstaan met onvoldoende smering en grotere slijtage. Het afgiftesysteem moet dus altijd in staat zijn om 10 minuten lang warmte van de warmtepomp op te nemen.
 
Vloer- en wandverwarming

Vloerverwarming en wandverwarming bestaat uit een net van verwarmingsleidingen in de vloer of wand. De leidingen liggen meestal met een hart op hart afstand van 10 tot 15 cm van elkaar. De leidingen van meestal 100 tot 200 meter komen bij elkaar bij de vloerverwarmingsverdeler en verzamelaar. Bij warmtepompen zit er op deze verdeler vaak geen pomp. Die zit vrijwel altijd in de warmtepompunit. Op de verdeler zitten inregelafsluiters.
 
Voordelen vloer en wandverwarming:
• Groot stralingsaandeel in de verwarming van de ruimte. Dat wordt door bewoners als comfortabel ervaren.
• Een lager energieverbruik. Door een hoger stralingsaandeel kan de luchttemperatuur lager zijn. Dit zorgt voor een lager warmteverlies van de woning.
• Er zijn geen radiatoren nodig die ruimte innemen of als minder mooi worden ervaren.
 
Nadelen vloer en wandverwarming:
• Er worden eisen gesteld aan de vloerafwerking. Een hoogpolig tapijt isoleert. 
 Hierdoor zal de afgifte temperatuur verhoogd moeten worden voor een gewenste ruimtetemperatuur. Het rendement van de installatie zakt en het energieverbruik zal toenemen.
• Bij groot glasoppervlak kan koudeval ontstaan. Vloerverwarming is minder goed instaat dan radiatoren om koudeval op te vangen.
• Vloerverwarming is een traag systeem. Als de ruimte en vloer afgekoeld zijn kan het (enkele) uren duren voordat de ruimte weer warm is.

LTV radiatoren

Een warmtepomp heeft een goed rendement als de aanvoertemperatuur laag is (maximaal 45 °C). Standaard radiatoren (geselecteerd op een temperatuur regime van 80 / 60 °C) zijn dus niet geschikt voor warmtepompen.
 
Als je radiatoren tegenkomt in woningen met een warmtepomp zijn het altijd relatief grote radiatoren. Deze radiatoren worden ook wel LTV radiatoren genoemd en zijn niet geschikt om te koelen.
 
Voordeel LTV radiatoren:
• Eenvoudig te plaatsen in bestaande woningen.
 
Nadelen LTV radiatoren:
• Geen mogelijkheid tot koelen en regeneratie van de bronnen.
• Radiatoren moeten groot uitgevoerd worden waardoor ruimtebeslag groot is.

LTV convectoren

Als je convectoren tegen komt in woningen met een warmtepomp zijn het altijd relatief grote convectoren (LTV convectoren).
 
Vaak voorzien van geforceerde afgifte door ventilatoren op de convector. Hierdoor is de afgifte hoger en kan de convector kleiner uitgevoerd worden.
 
Met convectoren met geforceerde afgifte kan ook gekoeld worden als deze voorzien zijn van een condensregeling. 

Luchtverwarming  
 
Luchtverwarming wordt vooral toegepast in passiefhuizen. Dit heeft weinig invloed op de warmtepomp. Wel moet de warmtewisselaar van de luchtverwarming geschikt zijn voor lage verwarmingstemperaturen (maximaal 45 °C). 

Op te stellen vermogen warmtepomp

Bij toepassing van conventionele technieken zal een cv-ketel, bijvoorbeeld, altijd 100% van het benodigde vermogen leveren.
 
Bij een warmtepompinstallatie is dit meestal niet het geval. Het kan wel, met een zogeheten monovalente installatie, maar die vergt een relatief hoge investering in de bron en de warmtepomp.
 
Aangezien een belangrijk deel van dit vermogen zelden wordt gebruikt, bijvoorbeeld alleen als het vriest, zal deze investering niet snel rendabel zijn. 
 
De meeste warmtepompinstallaties worden uitgevoerd als bivalente installaties. Hierbij dekt de waterpomp de basislast in de energiebehoefte.
De pieklast, bijvoorbeeld als het vriest, wordt dan gedekt door een elektrisch element (woningbouw) of een HR-ketel (utiliteitsbouw).
 
De hogere investering in de warmtepomp en bron is snel rendabel omdat deze het hele jaar optimaal bedrijfsuren kunnen maken, en dus energie kunnen besparen.
 
Bijkomend voordeel is dat de installatie een grotere bedrijfszekerheid heeft. Mocht de warmtepomp in storing staan, dan kan de pieklastvoorziening toch de benodigde warmte leveren.
 
Daardoor is het wel belangrijk dat een bivalente installatie goed wordt aangelegd, ingeregeld en gebruikt. Anders komt de pieklastvoorziening onnodig in bedrijf. De gebruiker zal daar niets van merken, maar het jaarrendement van de installatie wordt er ernstig door beïnvloed. Met hoge energierekeningen als gevolg. 
 

Vanwege de grote kans op spanningscorrosie (spontaan scheuren) is het niet verstandig om messing koppelingen te gebruiken. Spanningscorrosie kan optreden als een messing koppeling wordt blootgesteld aan:
• Trekspanning (spanning door montage of wijze van fabriceren);
• Vocht (condensvocht);
• Ammoniak of ammonia (aanwezig in leidingisolatie);
• Dit geldt ook voor messing vernikkelde, verchroomde of geschilderde fittingen. 

Het aanleggen van een captatiennet voor een warmtepomp.



Thermometers, filters en flexibele aansluitingen 

Voor service en onderhoud is het verstandig om in het bron en afgiftecircuit goede thermometers op te nemen. De temperaturen aan de bron- en afgiftezijde zijn belangrijk voor een goede werking en COP van de warmtepomp. Door hier thermometers te plaatsen kun je snel en eenvoudig zien of de installatie goed functioneert. 

Diverse componenten, bijvoorbeeld de warmtewisselaars, zijn erg gevoelig voor vervuiling. Daarom is het verstandig om zowel tussen de bron en de warmtepomp als tussen het afgiftesysteem en de warmtepomp filters te plaatsen om schade of storingen te voorkomen. 

Om trillingen en geluidsoverlast te voorkomen is het gebruikelijk dat een warmtepomp wordt aangesloten met flexibele aansluitleidingen.

Pompen

Een warmtepompinstallatie heeft veel meer pompen dan een conventionele installatie.
 In warmtepompen voor woningbouw zijn deze pompen vaak al ingebouwd, maar soms moeten ze ook buiten de warmtepomp worden geïnstalleerd.

De volgende pompen zijn vaak opgenomen in een installatie:

• Bronpomp
• Pomp tussen TSA bron en de warmtepomp bij een grondwaterbron
• Circulatiepomp(en) in het afgiftesysteem.

Vanzelfsprekend pas je in een duurzaam installatieontwerp energiezuinige pompen toe. 

Expansie, overdrukbeveiliging en ontluchting installatiedelen met warmtewisselaars zijn van elkaar gescheiden in de warmtepompinstallatie.

Al deze delen moet je voorzien van expansieontluchting en een overdrukvoorziening.

Denk er bij het bepalen van de positie van de ontluchter aan dat de traditionele ontluchters door de lage temperaturen niet optimaal functioneren. Plaats de ontluchters daarom bij voorkeur zo hoog mogelijk en/of op een zo 'warm' mogelijke plaats.

Pendelen 

Een afgiftesysteem kan een bepaald vermogen afgeven. Als de ruimte op de gewenste temperatuur is, zal de warmtevraag (vermogen) gering zijn. Hierdoor kan de warmtepomp maar kort in bedrijf komen.

Steeds kortstondig in bedrijf komen wordt ook pendelen genoemd. Het warmtepomprendement (COP) daalt hierdoor en in de compressor treedt meer slijtage op.

Daarom worden de meeste warmtepompsystemen voorzien van een buffervat. Dit buffervat zorgt ervoor dat de warmtepomp altijd voldoende warmte-energie kan afstaan, waardoor de pomp niet gaat pendelen. Het buffervat plaats je parallel aan de warmtepomp en het afgiftesysteem. 

Pieklastvoorziening

Een bivalente installatie heeft naast de warmtepomp ook nog een pieklastvoorziening, bijvoorbeeld een elektrisch element (met name in de woningbouw) of een HR-ketel (utiliteit). 

In warmtepompen voor woningbouw is deze voorziening vaak al geïntegreerd binnen de mantel. Als de pieklastvoorziening afzonderlijk geïnstalleerd moet worden, moet je rekening houden met de benodigde pompen, serviceafsluiters, inregelafsluiters en dergelijke.

Leidingen

Ongeïsoleerde leidingen veroorzaken veel nutteloos energieverlies. Controleer bij oplevering van de warmtepomp of de leidingen voldoende zijn geïsoleerd. Zorg dat de 'koude' leidingen tegen condens zijn geïsoleerd, zeker als er koeling wordt geleverd.

Krachtstroom

Zelfs de kleinere warmtepompen hebben al snel een 400 Volt krachtstroomaansluiting. Laat die aansluiting altijd over aan een gecertificeerde elektricien. De warmtepomp moet worden aangesloten volgens de daarvoor geldende eisen (NEN1010), op een aparte groep met een aardlek- of trage zekering. Ook moet er altijd een externe werkschakelaar worden geplaatst bij de waterpomp.

Vanwege de hoge aanloopstroom kun je bij de meeste warmtepompen een aanloopstroombegrenzer of softstarter toepassen. Als in een gebouw meerdere warmtepompen parallel zijn geïnstalleerd, bijvoorbeeld in appartementen, is het raadzaam om deze voorziening al toe te passen bij een vermogen van 1 kWe. 

Het algemene advies: gebruik een zekeringautomaat met aardlek.

Draairichting stroomveld

Bij het aansluiten van de warmtepomp moet je goed opletten op de draairichting van het stroomveld. Onjuiste aansluiting kan schade veroorzaken. Schakel bij service en onderhoudswerkzaamheden altijd de externe werkschakelaar uit voordat je de mantel opent.

Als je de hoofdschakelaar van de warmtepomp gebruikt, kan de interne bekabeling onder spanning blijven staan.

Stooklijn instellen

Bij een weersafhankelijke regeling is de CV-aanvoertemperatuur van de warmtepomp afhankelijk van de buitentemperatuur. De warmtepomp bereikt de hoogste aanvoertemperatuur bij een lage buitentemperatuur. Op dat moment is ook het grootste verwarmingsvermogen nodig. Bij een hogere buitentemperatuur is minder vermogen voor verwarming nodig. Als het buiten warmer is daalt de CV-watertemperatuur. De helling en hoogte van de stooklijn moet zodanig zijn dat in een gebouw de gewenste temperatuur bereikt wordt. 
 
bodemwarmtepompLuchtwamtepompLuchtwarmtepompCOPLuchtwarmtepompsensorenEcolution in huis
Het duurt 1,5 uur voor de luchtwarmtepomp om water op 50 oC te krijgen. Tot 65oC kan ook maar kost te veel energie.
0,39 m3 gas = 1 kWh. 1 m3 gas kost 60 ct.
De COP van een CV ketel ligt iets onder de 3.

De warmtepomp weegt 100 kg. Die is dus niet zomaar op te pakken. Ze moet gemonteerd worden op een stevige wand. (200 kg/m2) De compressor vibreert en maakt geluid. Dat doet alles wat beweegt. Het geluid moet naar de massa van de wand.

Dit resulteert in een besparing van ± 42%

Geluid

Het probleem is zelden ‘een probleem’. Het geluid van het buitendeel van een lucht/water-warmtepomp wordt geproduceerd door twee onderdelen, namelijk de ventilator en de compressor. Beide variëren in toerental (en dus in geluidsproductie), afhankelijk van de buitencondities en de temperatuur in de woning. Daarnaast speelt ook de modus van het systeem (ruimteverwarming, koeling, of warm tapwater) een rol. Tot slot kan het systeem nog functioneren in een legionellabeschermingsprogramma of een ontdooicyclus. Bij al deze verschillende omstandigheden (buitencondities en modi) ontstaan andere geluidswaarden, en veelal zijn deze niet te simuleren. Bovendien kan een geluidstest die bijvoorbeeld in april wordt uitgevoerd een andere uitkomst opleveren dan dezelfde test in november.

Bij een koude dag zal het systeem opschakelen en bij een relatief warme dag (dat is al bij >5 graden) draait het systeem (laag) in deellast. Bij omstandigheden waarbij de bewoners of gebruikers veelvuldig buiten zijn draait het systeem dus maar beperkt (voor de productie van warm tapwater), en met een zeer laag geluidsniveau. Dit is precies de reden waarom wij in de praktijk maar zelden problemen ervaren op dit thema, en dit zal ook het geval zal zijn bij onze collega-A-merken.

Een fabrikant probeert bij de ontwikkeling van een warmtepomp altijd een evenwicht te vinden tussen energie-efficiëntie, compactheid en een zo laag mogelijk geluidsniveau binnen de betreffende maatvoering. En uiteraard speelt ook de prijsstelling een belangrijke rol. Tot op heden volgen de gerenommeerde merken de Europese richtlijnen (ErP) maar die moeten worden aangescherpt. 

Een mogelijkheid is uiteraard het toepassen van omkastingen. In diverse gevallen zal dit een oplossing kunnen bieden. Het ontwerp en de maatvoeringen leveren echter (esthetische) discussies op en kunnen het rendement van de warmtepomp beïnvloeden, door de veroorzaakte weerstand. Het lijstje met andere mogelijkheden om geluidsreductie in een lucht/water-warmtepomp toe te passen, is overzichtelijk:
 1) De wisselaar (verdamper) vergroten.
 2) De diameter van de ventilator vergroten, zodat de ventilator met een lager toerental hetzelfde luchtvolume kan verplaatsen (waaruit de warmte kan worden onttrokken).
 3) De compressor geluiddempend bekleden, door hem bijvoorbeeld in een afzonderlijk segment in het buitendeel te plaatsen.

Maar bij low noice worden de onderdelen groter. Dat is een ander nadeel. Toch is nog veel beter te ontwikkelen.  

Geluid is een specifiek ‘vak’ en de huidige norm bij grondgebonden woningen is vastgesteld ‘op de erfgrens’. De maximale vraag (geluid) wordt gecreëerd bij -10 graden buitentemperatuur, maar zoals iedereen weet is het dat maar zelden in Nederland. Hoe gaan we dit dan toch toetsen in de praktijk? Een fabrikant kan zich prima richten op een bepaalde geluidseis, maar dan wel bij een omstandigheid die onder laboratorium-omstandigheden is te simuleren en te testen. Bijvoorbeeld op 1 meter in vrijveldconditie, gemeten bij een bepaalde temperatuur.

De geluidseisen zouden per dagdeel moeten worden vastgesteld (dag, avond, nacht) vanuit de gedachte dat overdag meer achtergrondgeluid hoorbaar zal zijn en dat in dit dagdeel bijvoorbeeld de boiler geladen kan worden of een legionellaspoeling kan plaatsvinden. Hierbij kan worden meegewogen dat het technisch mogelijk is om capaciteitssturing toe te passen op basis van temperatuur en/of tijd. Afhankelijk van ingestelde waarden wordt het systeem dan voor bijvoorbeeld 50, 75 of 100 procent vrijgegeven.

Er zal duidelijk vastgesteld moeten worden in welke modus de eis van toepassing is (ruimteverwarming, koeling, warm tapwater, legionellaprogramma of ontdooicyclus) inclusief een buitentemperatuur waaronder het systeem actief is. Tevens kan er nagedacht worden over het toekennen van een ‘overschrijdingstijd’. Een bepaalde modus (warmtapwater-bereiding, legionellabestrijding en dergelijke) duurt bijvoorbeeld niet langer dan zestig minuten en kan geprogrammeerd worden in een dagsituatie. Wanneer deze overschrijding meegerekend mag worden, kunnen veel additionele maatregelen overbodig zijn.


geluid  

Ad on warmtepompen

In de industrie maar ook op het Koning Willem I College gebruikt men tegenwoordig add on warmtepompen ofwel een tweede warmtepomp die een bron van 35 oC brengt op een wisselaar van 70oC. Ammoniak heeft een hele hoge warmtecapaciteit en je hebt er dus heel weinig van nodig. Dit gebruikt men tegenwoordig veel. Je hebt dan wel veiligheidsmaatregelen nodig (gasmasker bij de hand, oogdouche) hoewel e.e.a. vaak niet echt gevraarlijk is. De ammoniak die er uit gaat heeft dan nog maar een temperatuur van - 12 oC. Olie is dan een probleem. Olie wordt vast bij alge temperaturen. Degene die compressoren e.d. weet te maken zonder olie kan rijk worden.

Berekeningen

Als je wil weten hoe groot je warmtepomp moet zijn kan je het onderstaande gebruiken. Het geeft weer bij - 10 oC hoeveel je nodig hebt (afhankelijk van je isolatiewaarde. Gemiddeld was die als stat aangegeven in de onderstaande jaren. is je woning nadien beter geisoleerd dan pak je een waarde die daar beter mee overeenkomt). Het is trouwens bijna nooit -10 in Nederland. Maar als het gebeurt

vermogen

Simpele vuistregel: Voor een woning met EPC 0,4 wordt uitgegaan van een warmteverlies van 35 W/m2. Dat geldt voor een woning met gebalanceerde ventilatie en een betafactor van 1. Bij mechanische ventilatie geldt een verlies van 45 W/m2

Dan kijk je hoe groot je woning is (hoe groot je vloeroppervlak is) en dat vermenigvuldig je. Als je je gasverbruik weet kan je vuistregel 3 gebruiken.

 

vermogen2

Wat moet je dan kiezen ?

1. Heb je vloerverwarming ?  ja ga naar 2 nee -> hybride warmtepomp
2. Is de bodem geschikt om in te boren ? ja ga naar 3 nee (hybride) lucht-water warmtepomp
3. Gebruikskosten prevaleren voven investeringskosten ? 
ja ga naar 4 nee (hybride) lucht-water warmtepomp
4. Is er ruimte om een boilervat te plaatsen
ja grondgebonden warmtepomp nee hybride lucht-water warmtepomp

Een warmtepomp is lage temperatuur verwarming. Daarvoor heb je eigenlijk vloerverwarming nodig (of veel grotere radiatoren). heb je dat niet kom je op hybride uit.

De warmtepomp werkt het beste bij hoge buitentemperatuur en lage tempertuur in het water van de verwarming.

Voor het selecteren van het juiste vermogen van een hybridewarmtepomp heb je de betafactor nodig. Die is gemakkelijk te berekenen door het vermogen van de warmtepomp te delen door het vermogen dat de woning nodig heeft. Dan is er een tabel waarin je ziet hoeveel % de warmtepomp bezig is warmte te produceren of dat de HR ketel dat doet.

regel
warmtepomp3

Als je woning 12 KW nodig heeft dan moet je een hybridewarmtepomp kopen van 12 * 0,4 = 4,8 kW (zeg 5 kW. Dan kan je 85 % ondervangen.

typen
Wat brengt dat dan op.

1. Wat was je energieverbruik voor de verwarming per jaar ?
2. Hoeveel gas zou er verstookt zijn bij alleen een HR ketel ?
3. Wat is de efficiency van de warmtepomp (de CoP waarde) ?
4. Hoeveel gas verbruikt de nieuwe (hybride warmtepomp) ?

ad1 = totaalverbruik - 100 m3 pp x 10  (dat is het warme water voor de douche etc) = kWh.  
of als je hier boven b.v. hebt berekend dat je woning 12 kW nodig heeft dan is het verbruik 1600 x 12 = 19.200. 1600 is het aantal uur dat de warmtepomp draait.

ad2 = 1 m3 = 10 kWh
Het rendement van een HR ketel = 90 % Hier boven hebben we berekend 19.200 kWH Dus 1920 m3 gas 1m3 gas = 0,65 euro => € 1248

ad 3 CoP = efficiency = afgegeven energie tov verbruikte energie (= Coëfficient of Performance)

A7/W35 = 4,7 wil zeggen bij een buitentemperatuur van 7 oC een afgifte van 35 oC rendement 4,7
A2/W35 = 3,6 wil zeggen bij een buitentemperatuur van 2 oC een afgifte van 35 oC rendement 3,6

Bij hybride mag je gemiddeld uitgaan van A7/W35 = 4,7

ad 4. Hoeveel ben je kwijt bij een hybride warmtesysteem.

85 % door warmtepomp met COP 4,7 = 19.200 * 0,85 / 4,7 (CoP) = 3472 kWH
15 % door HR ketel rendemet 90 % = 19.200*0,15*0,9/10 (zie ad2)= 253 m3 

1 kWh elektra kost 0,225 => 0,225*3472 = € 781
1 m3 gas kost 0,65 => 253 * 0,65 = € 168,35  = samen € 950,--

Bij ad 2 hebben we uitgerekend dat verwarmen met HR € 1248 kost. Met warmtepomp erbij kost het € 950

Je bespaart dus € 300,--

Een warmtepomp kost € 2150 en met aftrk van subsidie € 1900,--. Je hebt hem dus tussen de 6 en 7 jaar terugverdiend.

Je bespaart er zo'n 30 % energie mee als de de elektra niet opwekt met PV.

All electric

allelectric

 

Als je vloerverwarming hebt kan je ook voor een all electric oplossing kiezen. Warmtepomp met elektrische boiler + elektrische naverwarmer tegen Legionella. Je hebt wel een grote bioler nodig.

Vragen

1. Hoeveel verwarmingsvermogen heb je nodig
2. Grondgebonden of lucht
3. Keuze warmwatervoorziening
4. Selecteer het juiste vermogen

Ad1
4 personen en douche => 200 liter boiler = 1 kW extra er bij
4 personen en bad of > 5 personen => 300 liter boiler = 1,5 kW eztra er bij

Nu weer de beta factor = vermogen warmtepomp / totaal nodig vermogen = 0,8

beta

Bij 0,8 wordt in 93 % in de warmtevraag voorzien. De 7 % wordt bijverarmd en daar hoef je niets voor aan te schaffen. Te zien is dat de warmtepomp eigenlijk wel kleiner kan (want beta 0,5 is ook genoeg) maar als het drie maanden heel koud is dan gaan de energiekosten drastisch omhoog. De pomp moet dan zo in zijn max gaan werken dat dat ook niet goed is.

Welk vermogen moet je kopen bij de woning van 12 kW (uit het bovenstaande voorbeeld) en 200 l boiler en betafactor 0,8 ?

0,8 * (12 + 1) kW (van de boiler) = 0,8*13 = 10,4 kW. Dus je hebt een warmtepomp nodig van 11 kW.

Wat is de terugverdientijd ?

Je hebt 12 kW * 1600 draaiuren per jaar = 19.200 kWh nodig waarvan 93 % komt van de warmtepomp 17856 kWH en 7 % 1344 kWh elektrisch.

De kosten van de warmtepomp = 1/CoP * de geleverde energie = 1/4,7 * 17856 = 3799 kWh
De 7% = 1344 kWH moet je hierbij optellen => 5143 kWH
1 kWH = 0,225 euro dus de kosten worden 5143 * 0,225 = € 1157

De HR ketel kost € 1248 in verdruk..zie ad 2 en deze oplossing kosr € 1157. Ongeveer € 100,-- per jaar winst. De aanschaf van 11kW warmtepomp is €3750 (na aftrek van €2050 subsidie).
Terugverdientijd 37 jaar ?? 40 % CO2 reductie.  

Beoordeling bijdrage bivalente warmtepomp 

De beoordeling van de bijdrage van een bivalente warmtepomp aan de energiebehoefte gebeurt aan de hand van de bètafactor. Dit is de verhouding tussen het vermogen van de warmtepomp en het totaal benodigde vermogen.

grafiekbeta

In de grafiek is het aandeel van de warmtepomp aan de warmtelevering als functie van de bètafactor aangegeven. Hieruit blijkt dat bij een bètafactor tussen de 0,3 en 0,6 de bijdrage van de warmtepomp tussen de 88% en 94% bedraagt (zie ISSO-publicatie 72, paragraaf 2.4.1). 

Voorbeeld: Energieverbruik

Een woning heeft de volgende warmtebehoefte:

• Transmissieverlies van 5 kW;
• Warmtebehoefte van 1000 vollasturen per jaar.
• Als je hier een monovalente warmtepomp installeert met een COP van 4, dan is het elektriciteitsverbruik 5 kW x 1.000 uur = 5.000 kWh / COP 4 = 1.250 kWh.

Als je een bivalente warmtepomp installeert met een vermogen van 3 kW en een elektrische naverwarmer van 2 kW, dan is het energieverbruik: 5 kW transmissieverlies / 3 kW warmtepompvermogen = 0,6 bètafactor. 

In de grafiek kun je aflezen dat dan 95% van de energie door de warmtepomp wordt geleverd.

Het verschil in energieverbruik tussen beide opstellingen is 1.438 - 1.250 = 188 kWh. Tegen een tarief van € 0,22 per kWh is de gebruiker dan per jaar € 41,36 meer aan energiekosten kwijt. Met deze lage (extra) energiebesparing is de veel hogere investering in een monovalente warmtepomp meestal niet interessant.

Het energieverbruik kun je dan als volgt berekenen:

Warmtepomp: 5000 kWh x 95% = 4750 kWh x COP 4 = 1.188 kWh.
Naverwarming: 5000 kWh x 5% = 250 kWh.
Totaal energieverbruik is dus 1.188 + 250 = 1.438 kWh.    

Totaal concept

 In het onderstaande concept is vanalles gecombineerd. De warmtepomp haalt de warmte uit de buitenlucht. De wordt aangezogen onder de zonnepanelen. De koude lucht wordt weer naar buiten gebracht en koelt de zonnepanelen hetgeen een hogere opbrengst oplevert. De zonnepanelen leveren stroom voor de warmtepomp. De warmtepomp verzorgt warm tapwater of gaat de vloerverwarming in. Zie hier


DHS1DHS2
DHS3DHS4 

Warmtepompen in smart grids

WarmtepompnetwerkIn de komende jaren mag een toename worden verwacht in de toepassing van elektrische warmtepompen voor ruimteverwarming en warm tapwaterbereiding in de Nederlandse woningbouw, van ca. 60.000 stuks nu tot ca. 500.000 warmtepompen in 2020. Elektrische warmtepompen kunnen een unieke functie invullen bij het managen van slimme netwerken (smart grids). Door de hoge voorspelbaarheid van zowel gebruik als de mate van netbelasting, en ook de optie tot bufferen/uitgestelde net-belasting zijn warmtepompen de ideale optie.
Warmtepomp systemen bieden veel mogelijkheden voor load management in smart grids. In 2020, uit-gaande van circa 500.000 geïnstalleerde warmte-pompen van ongeveer 3 kWe gemiddeld, kunnen zij een regel-bare belasting bieden in de grootte van totaal 1.500 MW.

De warmtevoorziening in de woning biedt de beste mogelijkhe-den voor load management.
Het grootste potentieel van de warmtepomp ligt momenteel op het gebied van verwarming en valt samen met het seizoensge-bonden gebruik. Het produceren van warm tapwater kan gedurende het gehele jaar gebruikt worden voor load balancing. In de nieuwbouw, bepaalt productie van wam tapwater een steeds groter deel van het energiegebruik. Daarnaast kunnen omkeerbare warmtepompen koeling bieden, waarbij het elektriciteit gebruik van de warmtepomp samenvalt met elektriciteit uit zon PV productie, die in de zomer op zijn hoogst is.
Naast het schakelen en regelen bieden de zogenaamde ‘hybride’ (Combinatie van gasgestookte CV ketel en een warm-tepomp, al dan niet in 1 omkasting) warmtepompen in de Ne-derlandse situatie de mogelijkheid om naast op basis van net-werkbelasting te sturen, ook te wisselen van energiedrager.
Gezien de fijnmazige gasinfrastructuur in Nederland ligt hiereen volledig onontgonnen regel potentieel voor de netbeheer-ders. Om het potentieel voor warmtepompen in smart grids optimaal te ontsluiten, zijn er de nodige aandachtsgebieden geïdentificeerd, waaronder een technisch en juridisch kader.
Technisch kader:
● Het concreet identificeren van het technische regelpotentieel van types warmtepompen;
● De huidige en toekomstige mogelijkheden van de warmte-pomp bij load balancing;
● Bepaling van het potentieel voor CO2-reductie door middel van een efficiënter gebruik van duurzaam opgewekte elektrici-teit;
● Optimalisatie van installaties en gebouwen ten aanzien van de functie van het opslaan van energie in nieuwe en bestaande gebouwen;
● Intelligente oplossingen t.b.v. voorspelling van elektriciteits-productie en verbruik;
● Ontwikkeling van toepasbare besturingssystemen;
● Interfaces voor de communicatie tussen de slimme meters en warmtepomp.

Daarbij wil je je huis in zones kunnen verwarmen. Je kan de radiator gewoon uit zetten maar alles is ook elektronisch te regelen met radiatorknoppen die op afstand of via sensoren te regelen zijn. Dit via een display waarop je aan kan geven hoe warm of koud je het wil hebben in welke kamer. 
   
Technische details


Buitentemperaturen

Selectie warmtepomp


COP

Schema


Combiwarmtepomp

warmtepompverwarmen

Warmtepompkoelen

Milieu-impact

De milieubelasting van het gebruik van een warmtepomp vrijwel altijd minder groot is dan die van verwarming met een cv-ketel. Dat komt omdat efficiënt en duurzaam verwarmen zonder aardgas meer invloed heeft op klimaat en milieu dan de productie, het onderhoud en de afvalverwerking van de materialen van deze systemen. Wel groene stroom gebruiken.
Het gebruik van propaan, ander ontwerp van warmtepompen en meer recyclen kan de impact verder verlagen. (2023)

Let op het koelmiddel. Veel oudere modellen gebruiken nog HFK's, een sterk broeikasgas. Dat wordt met ingang van 2025 verboden. Warmtepompen met natuurlijke en onschadelijke koelmiddelen zijn al verkrijgbaar

warmtepompen

 

Klimax Installatiebedrijven heeft voor de kantoren een warmtepompsysteem op basis van lucht-lucht gecombineerd met warmteterugwin (WTW) ventilatie en individuele regeling toegepast. In het magazijn hebben we ventilatoren aangebracht die in de winter de warme lucht naar beneden drukken. Hierdoor bespaar je op eenvoudige wijze tot 40% van het gasverbruik.

Cursus Warmtepompen basis monteurs

 In de leeromgeving van Ozone kan je lesmodules volgen over de werking van warmtepompen en nog veel meer.
et9


Er bestaan cursusssen  als warmtepompen basis voor monteurs. De cursus richt zich op monteurs die willen kennismaken met warmtepomptechnologie en het monteren van warmtepompinstallaties.Aan het eind van deze cursus heeft de monteur voldoende basiskennis van warmtepompinstallaties om deze op basis van geldende normen en leveranciersdocumentatie te monteren.
Tijdens deze cursus worden de volgende onderwerpen behandeld:
- principe van een warmtepomp
- samenstelling van de warmtepompinstallatie
- mogelijkheden van verschillende warmtebronnen
- mogelijkheden van verschillende warmtepompsystemen
- eisen aan aangiftesysteem
- opstellingsruimte van warmtepompen
- hydraulische aansluiting (montageaspecten)
- elektrische aansluiting
- regeling warmtepomp, afgifte en gebruik
- aansprekende voorbeeldprojecten

Om de kennisbehoefte op het gebied van het ontwerpen en installeren van warmtepompsystemen adequaat in te vullen, is op initiatief van OTIB door ISSO in samenwerking met DWA installatie- en energieadvies, UNETO-VNI, Kenteq en Stichting Warmtepompen de leergang Warmtepompen ontwikkeld. Deze leergang bestaat uit een zestal cursussen die samen in de kennisbehoefte kunnen voorzien, zowel voor een eerste kennismaking als verdere specialisatie.

Meer info is te vinden op deze flyer Men maakt onderscheid in de onderstaande richtingen.

warmtepompen

Trainingen zijn hier te vinden

warmtepompen