Wat is een warmtepomp?

De warmtepomp is de afgelopen jaren enorm in populariteit toegenomen en blijkt een zeer innovatieve en milieuvriendelijke vervanger van de CV ketel en andere warmtebronnen. In plaats van het opwekken van warmte door gebruik te maken van gas, maakt deze pomp gebruik van de natuurlijke bronnen: lucht, water en aarde. Daarmee is deze pomp een stuk minder vervuilend dan de traditionele CV ketel en functioneert deze vele malen efficiënter.

Het principe van de warmtepomp is het best uit te leggen aan de hand van een afbeelding. Hier kunt u zien dat het uit drie elementen is opgebouwd: de warmtebron (lucht, water of aarde), de pomp en de afgifte van warmte (in de vorm van lucht of water). Het koudemiddel dat zich in de warmtepomp bevindt, heeft als belangrijkste eigenschap dat het reeds bij zeer lage temperaturen kookt. Het proces ziet er als volgt uit:

Verdamping: door het onttrekken van warmte uit de lucht, het water of de aarde begint het koudemiddel te koken en het koudemiddel wordt het omgezet in gas.
Compressie: de compressor zorgt ervoor dat het gas wordt samengeperst en dat de druk wordt verhoogd, deze weerstand laat de temperatuur toenemen.
Condensatie: het gas ontsnapt onder hoge druk uit de compressor, waarbij het de warmte afgeeft aan de binnen-unit (radiator, airconditioning). Deze warmte wordt gebruikt om de ruimte te verwarmen.
Expansie: tijdens de expansie wordt de druk van de vloeistof verlaagd, zodat de algehele druk in de pomp op een juist niveau komt te staan. Zo kan het koudemiddel opnieuw aan de cyclus beginnen.

Lucht-lucht warmtepomp en lucht-water warmtepomp

Er wordt onderscheid gemaakt tussen twee verschillende pompen, waarbij lucht de natuurlijke warmtebron vormt: de lucht-lucht warmtepomp en de lucht-water warmtepomp. Het verschilt tussen de systemen is de manier waarop zij de warmte afgeeft. De lucht-lucht warmtepomp geeft de warmte af aan lucht en is dus geschikt als verwarming via een airconditioning unit. Een lucht water warmtepomp geeft de warmte af aan een gesloten (CV) systeem. De warme lucht warmt het water op met behulp van een warmtewisselaar. Beide systemen zijn uitermate geschikt voor uiteenlopende locaties en worden veel toegepast bij kantoren, hotels, winkels en restaurants en natuurlijk woningen.

Energieverbruik en kostenbesparing

Het nadeel van de traditionele CV ketel is het energieverbruik en de uitstoot van milieuvervuilende stoffen. Natuurlijk, de kachel realiseert de gewenste kamertemperatuur, maar heeft hier relatief veel energie voor nodig. De voordelen van een warmtepomp zijn het best uit te leggen aan de hand van een voorbeeld: een traditionele kachel heeft 4000W energie nodig om 4000W aan warmte te produceren, de kosten zijn ongeveer 1 euro per uur (25 cent per 1000W). In tegenstelling tot deze kachel, heeft een warmtepomp slechts 600W energie nodig om 4000W aan warmte te kunnen leveren, wat neerkomt op een rendement van ruim 650%. Hierdoor kost het verwarmen van een ruimte met deze pomp slechts 15 cent per uur (nog geen 4 cent per 1000W). Het verschil komt voort uit het feit dat bij een warmtepomp alleen energie gebruikt wordt voor de compressoren.

Welke warmtepomp is voor u geschikt?

Desalniettemin is het belangrijk een goed gefundeerde keuze te maken in het geval u opzoek gaat naar een warmtepomp. De minimale en maximale capaciteit van een systeem kan flink afhangen van de buitentemperatuur. Het kan voorkomen dat onder normale omstandigheden een prima resultaat kan worden behaald, maar dat de pomp bij temperaturen van onder de -10 graden opeens de helft van het vermogen verliest. Houd daarom rekening met de gangbare buitentemperatuur in de omgeving.

Bovendien is het van belang dat de pomp niet wordt onder- of overbelast. Indien u bijvoorbeeld een ruimte wilt verwarmen en u daar een verwarmingsvermogen van 6000W voor nodig heeft, dan is het verstandig op zoek te gaan naar dit soort pomp die een standaardvermogen heeft van tussen de 5000W en 7000W. Schaft u een pomp aan met een lager standaardvermogen en een piekvermogen van rond de 6000W, dan zal het systeem continu overbelast worden. Hierdoor is onderhoud vaker nodig en zal het systeem eerder kapot gaan of verslijten.

Waar kunt u de warmtepomp voor gebruiken?

De warmtepomp is een zeer veelzijdig systeem dat voor verschillende doeleinden kan worden toegepast. Als centrale verwarming, vloerverwarming of als airconditioning Indien gewenst kan de pomp zelfs worden aangesloten voor de verwarming van een zwembad.

Warmtepomp-cv en het milieu

Een manifest, opgesteld door verschillende organisaties zoals Greenpeace en milieudefensie, is aangeboden voor de totstandkoming van het nieuwe Nationaal Energieakkoord. Hierin staat onder andere een voorstel dat vanaf 2021 alleen nog maar (hybride) warmtepompen geïnstalleerd worden. Op dit moment heeft ongeveer 95% procent van de huizen in Nederland een CV-ketel. Om bij te dragen aan een gezond milieu, is het noodzakelijk dat er (ook) in Nederland van aardgas afgestapt wordt. Door de CV-ketel te vervangen door een duurzame warmtebron, zoals (hybride) warmtepompen, wordt er minder aardgas gebruikt.

De voordelen van de lucht-water warmtepomp

Deze warmtepomp is goed te installeren naast of in buurt van de ketel en kan aangeschaft worden tegen relatief lage investeringskosten.
Er hoeven geen drastische aanpassingen gemaakt te worden aan de ruimte en omgeving om het systeem optimaal te laten functioneren.
De lucht-water warmtepomp zorgt er ook voor dat het sanitaire water tegen een zeer lage prijs verwarmt kan worden.
Naast een verwarmende functie kan het warmtepompsysteem ook tijdens de warme dagen de ruimte verkoelen.

De nadelen van de lucht-water warmtepomp

Tijdens de koude dagen werkt een lucht-water warmtepomp niet optimaal en zal harder moeten werken om de gewenste binnentemperatuur te realiseren. Dit gaat ten koste gaat van het rendement. Het kan voorkomen dat bij extreem koud weer het noodzakelijk is om een secundaire verwarmingsbron te gebruiken. Dit is afhankelijk van verschillende factoren zoals vermogen, de grootte van de ruimte en de type ruimte.

Warmtepomp:

Vereist uiterst goede isolatie;
Interessant bij nieuwbouw maar ook geschikt voor de bestaande bouw
Neemt veel ruimte in beslag;
Energie is duurzaam gewonnen;
Een warmtepomp is een deel van het verwarmingssysteem
Warmte (aarde, water of lucht) bestaat al;
Prijzen van elektriciteit dalen.

CV-Ketel:

Kan bij elk type woning;
Kan in elk huis geplaatst worden (klein, groot, oud, nieuw);
Een nieuwe CV-ketel gaat ongeveer 15 jaar mee;
Gas is duurder dan elektriciteit, en ook CV’s stoten meer CO2 uit;
De CV-ketel is het verwarmingssysteem;
Warmte moet nog opgewekt worden (door middel van aardgas);
Prijzen van gas zullen gaan stijgen.

Warmtepomp inzet methodes

Monovalente Werking

Bij dit systeem wordt uitsluitend verwarmt door de warmtepomp, er zijn geen bijverwarmingen. Hierbij is het dan ook zeer belangrijk dat de warmtepomp goed gedimensioneerd is. Men moet er voor zorgen dat er altijd genoeg warmte beschikbaar is, maar een over gedimensioneerde warmtepomp is natuurlijk ook niet goed (deze zal iets meer energie gebruiken en pendelgedrag met zich meebrengen).
Natuurlijk moet ook rekening gehouden worden met de behoefte aan warm tapwater.

Mono-energetische werking

(Deze manier wordt het meest toegepast in de woningbouw in Nederland). De warmtepomp zorgt voor het grootste deel van de warmtebehoefte, maar bij erg koud weer wordt deze ondersteund door een ingebouwd elektrisch element.
Bij de meeste installaties wordt 80 % (Bétafactor 0,8) van het benodigde warmtevermogen ingezet als warmtepomp vermogen. Het aandeel van de jaarlijkse activiteit van de warmtepomp/compressor bedraagt dan ca 97 % en van het elektrisch element dus ca 3%.

Bivalent-parallelle werking

De warmtepompinstallatie wordt tijdens de verwarmingswerking aangevuld met een bijkomende warmtegenerator bijvoorbeeld een gasgestookte HR cv-ketel. Het verwarmingsvermogen van de warmtepomp wordt dan meestal met een Bétafactor tussen .4 en .7 (40% tot 70% van het benodigde totaal vermogen) ingezet. In de periode dat de warmtepomp zelf onvoldoende energie kan leveren zal dus een 2e warmtegenerator worden bij geschakeld.

Bivalent-alternatieve werking (ook wel hybride genoemd).

De warmtepomp zal een bepaalde periode voorzien in verwarming, waarna geheel gewisseld wordt naar een andere warmtegenerator (HR aardgas ketel bijvoorbeeld).
Dit komt in de praktijk voor bij lucht/water warmtepompen, er kan berekend zijn dat bijvoorbeeld onder een buitentemperatuur van 6 °C de HR aardgasketel minder energiekosten met zich mee brengt dan de lucht/water warmtepomp. De buitentemperatuur zal dan het omschakelpunt worden van warmtegenerator (boven 6 °C de lucht/water warmtepomp, onder de 6 °C de HR cv ketel).