Een eerste feit: "IN ALLES ZIT ENERGIE !"
..De vraag is hoe kun je die energie benutten?..................
Een warmtepomp is een apparaat dat energie verplaatst, in dit geval in de vorm van 'warmte':
warmte wordt verpompt van de plaats waar het beschikbaar is naar een plaats waar de warmte gewenst is. Een warmtepomp is geen nieuwe uitvinding, waarschijnlijk heeft u er al een of meerdere in uw woning in de vorm van een 'koelkast'. De warmte (energie) die in de koelkast zit wordt namelijk verpompt naar buiten de koelkast. De pomp die dit doet is geen 'pomp' zoals u die waarschijnlijk in gedachte heeft maar een apparaat dat bestaat uit verschillende componenten: compressor*, verdamper, condensor, expansieventiel en een 'koelmiddel'.
Deze componenten samen bieden de mogelijkheid om op een plaats warmte (energie) te ontrekken en op een andere plaats af te geven.
(*naast koelkasten met compressor bestaan er ook absorptie koelkasten maar dit terzijde)
Een praktijk voorbeeld:
(Warmtepomp installatie met gesloten verticale bron)
--stap 1--
Het maken van een bron voor de warmtepomp
Er word een gat (of meerdere gaten) geboord van 50 tot 100 meter diep, hierin laat met 2 of 4 buizen zakken die onderaan aan elkaar zitten.
Deze buizen worden tot nabij de warmtepomp in uw woning gebracht.
Bij meerdere boringen worden de buizen aan elkaar gemaakt , het best door een 'verdeler' in de woning nabij de warmtepomp.
Middels een 'gewone waterpomp' wordt water (voorzien van 30% glycol om bevriezing te voorkomen) rond gepompt door de buizen in de grond naar een platenwisselaar (verdamper) in de 'warmtepomp'.
Verdere info met betrekking tot Boren/bron treft u op de volgende pagina
--stap 2-- Het aanbrengen van het 'afgifte systeem'
Uw huis wordt voorzien van een laagtemperatuur afgifte systeem zoals bijvoorbeeld vloerverwarming, wandverwarming en LT (Lage Temperatuur) radiatoren / convectoren. Door de aanvoertemperatuur, om uw huis te verwarmen, zo laag mogelijk te kiezen (max. 35°C) wordt een zo goed mogelijk rendement (COP) van de warmte pomp verkregen.
Een 'gewone waterpomp' pompt water door de vloerverwarmingsbuizen naar een 2e platenwisselaar (condensor) in de 'warmtepomp'.
Let erop dat uw installateur voldoende slang aanbrengt ( zgn. hoofd-verwarming systeem) anders wordt uw woning niet voldoende warm.
(Een laagtemperatuur afgiftesysteem is dus noodzakelijk, uw CV- ketel zondermeer vervangen door een warmtepomp kan dus niet. Gewone radiatoren functioneren namelijk niet goed met lage temperatuur aanvoer*. Er zijn tegenwoordig wel LT-radiatoren/convectoren op de markt verkrijgbaar).
*tenzij ze overbemeten zijn
--stap 3-- Het plaatsen van de warmtepomp
De installateur plaatst de warmtepomp met eventueel een boiler voor warmtapwater en een buffer* om voldoende circulatie te waarborgen.
De slangen van de vloerverwarming worden bij elkaar gebracht op een 'verdeler'.
De 'bron' wordt aangesloten op de warmtepomp en de installatie leidingen worden aangesloten, het systeem wordt gevuld en goed ontlucht.
..spanning (stroom) erop en de warmtepomp kan in bedrijf worden genomen.
"En vanaf nu wordt uw huis en tapwater verwarmd met een warmtepomp".
*buffer is alleen noodzakelijk als groepen nageregeld worden (dicht kunnen lopen).
Werking principe warmtepomp:
Voordeel van een warmtepomp installatie:
Je maakt gebruik van 'energie' die min of meer gratis al beschikbaar is.
De elektrische energie voor het 'pompen van de compressor' moet je uiteraard nog wel inkopen (Elektriciteit), maar deze energie wordt ook afgegeven aan 'het doel'.
-COP- (het rendement van een warmtepomp) Coëfficiënt Of Performance
Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in COP (Hoe hoger dit getal hoe beter)
Energie uit de bron + toegevoegde energie (compressor) = afgegeven energie
Afgegeven energie (in kW) : toegevoegde energie (in kW) = COP
Vraag/voorbeeld:
Als je een warmtepomp met een COP van 5 hebt (bij 0 graden bron en 35° CV aanvoer)
en het afgegeven vermogen 10 kW is (bij 0 graden bron en 35° CV aanvoer)
Wat is dan je bron vermogen?
Hoeveel energie verbruikt deze uit het net?
Antwoord:
10 kW : COP 5 = 2 kW energie uit het net
10 kW - 2kW = 8 kW bron vermogen
Vergelijken op COP?
Er bestaan verschillende waarde-indicatoren die het rendement van een warmtepomp aanduiden. Wat zijn de verschillen?
De COP-waarde (Coëfficiënt of Performance) geeft dus de verhouding aan tussen de door de warmtepomp afgegeven hoeveelheid warmte en de door de warmtepomp verbruikte hoeveelheid energie. Dit is het theoretische rendement. In de praktijk is er uiteraard nog sprake van energieverbruik als gevolg van bijstook en distributie. Daarnaast is de temperatuur van de warmtebron afhankelijk van seizoensinvloeden. Hiervoor is de SPF (Seasonal Performance Factor) in het leven geroepen, die het reële rendement over een jaar aanduidt, rekening houdend met energieverliezen. COPA, ERP en EER liggen allemaal in dezelfde lijn als de SPF
'vergelijk appels met appels'
Als u warmtepompen gaat vergelijken op COP, kijk dan steeds of "dezelfde COP" bedoeld wordt.
Bijvoorbeeld gemeten volgens de EN 14511(Europese Norm) bij 0 graden bron naar 35 graden CV aanvoer / 30 graden CV retour of EN 14511 bij 0 graden bron naar 45 graden CV aanvoer / 40 graden CV retour. Of volgens de EN 255 bij 0 graden bron naar 35 graden aanvoer CV / 25 graden retour CV.
‘Als merk X zegt ik heb een COP van 4,8 en merk Y zegt ik heb een COP van 4,6 zegt dat dus eigenlijk op zich niets het gaat om de methode waarop dit, en met welke temperaturen, is vastgesteld.
Vergelijk dus COP cijfers gemeten bij dezelfde EN / NEN / DIN methode.
(NEN 7120: schrijven zomer 2010 kunnen we nog melden dat TNO bezig is met de ontwikkeling van een nieuwe methodiek om de prestatie van lucht/water warmtepompen beter te kunnen waarderen. Deze methodiek zal als normatieve bijlage deel uitmaken van de energie prestatienorm NEN 7120 welke eind 2010 wordt verwacht).
COP zegt dus iets over het rendement. Maar naast een goed rendement spelen natuurlijk ook andere zaken nog een belangrijke rol bij aanschaf van een warmtepomp. Kies een product dat degelijk is gebouwd, (stevige omkasting) goede geluidsisolatie heeft en een goede vertegenwoordiging in Nederland heeft. Aan een warmtepomp met een goed COP die vervolgens herrie maakt heeft u ook geen goede koop! Naast het rendement van de warmtepomp zelf speelt uw installatie ook nog een grote rol. Is de warmtepomp juist geconfigureerd? (transmissie berekening) hebben de leidingen niet onnodig veel weerstand? Is de bron wel juist berekend? Word een bron temperatuur van boven de 0 graden altijd gegarandeerd? Hoever liggen de slangen van de vloerverwarming uit elkaar? etc.
Extra tip aandachtspunt bij aanschaf:
Een warmtepompleverancier benoemt zijn product, vandaag de dag, zoals hij/zij dat wil.
Stel uw installateur heeft berekend dat voor uw woning 15 kW verwarmingsvermogen nodig is:
Een warmtepomp type XXXXXX-15 wordt bijvoorbeeld verkocht als een 15 kW warmtepomp, maar voor u is het zaak om te weten wanneer de warmtepomp deze 15 kW afgeeft. Als deze warmtepomp de 15 kW afgeeft bij een brontemperatuur van 20 graden naar een cv temperatuur van 40 graden,.... maar uw bron is in de winter maar 0°C en deze warmtepomp geeft dan bijvoorbeeld maar 11 kW af, dan kunt u een probleem hebben (te koud in huis).
Het benodigd vermogen wordt door uw installateur meestal bepaald bij een buitentemperatuur van -10°C, zodat u ook dan nog voldoende warmte heeft. De gekozen warmtepomp moet dus bij die omstandigheid het berekende benodigde vermogen nog kunnen afgeven.
Type warmtepompen
Water / brinewater (gesloten bron)
Horizontale collector
Bestaat uit kunststofbuizen die c. a.. 1.2 m tot 2 meter diep in de tuin liggen. Door deze buizen stroomt brinewater* van de warmtepomp. Dit water zal worden opgewarmd door de warmere aarde.
De opbrengst bedraagt gemiddeld 10 tot 25 W per meter buis.
In Nederland wordt deze methode bijna niet toegepast:
1. Je moet veel ruimte beschikbaar hebben
2. De opbrengst per meter slang is gering
3. Een boring komt vaak toch goedkoper uit
In Duitsland wordt deze methode vaker toegepast, omdat daar meer ruimte beschikbaar is en het boren daar zowat dubbel zo duur is dan bij ons vanwege 'gesteente' dat daar ook in de bodem voorkomt.
Ook de onlangs geintroduceerde 'manden' (slangen in cirkels) die op 2 tot 5 meter diep in de grond worden gebracht brengen vaak niet voldoende vermogen op (tenzij je natuurlijk veel van die 'manden' plaatst).
*Brinewater is water met een antivries toevoeging (doorgaans 30% glycol)
Water / brinewater (gesloten bron)
Verticale collector(s)
Wanneer men over een klein grondoppervlak beschikt, kan men warmte aan de aarde onttrekken via verticale aardsondes (meest toegepast in NL).
In één of meerdere boringen die tussen 25 en 110 m diep zijn worden kunststofbuizen neergelaten waardoor het water van de warmtepomp circuleert en de warmte opneemt. De boringen dienen bij voorkeur minimaal 5 meter uit elkaar te liggen.
Voordeel: onderhoudsvrij systeem
De opbrengst per meter boring:
Voorbeeld: de eerst meters diepte in de klei brengen bijvoorbeeld 25 watt op per meter, de volgende meters in fijn zand 35 watt, de volgende meters grof zand 67 watt, dan weer een laag van 30 watt, enz. Gemiddeld moet je denken aan 40 watt per meter boring. Maar dat is dus per gebied/plaats in Nederland verschillend.
Tip: Als er meerdere boringen zijn is de beste manier om de buizen in deze boringen te koppelen middels een verdeler in het 'ketelhuis' of een verdeler in een toegankelijke put voorzien van 'flow metertjes'. Op deze manier is altijd goed te controleren of elke boring effectief 'mee loopt'.
Andere vorm van verticale collectors:
Er zijn tegenwoordig ook heipalen die zijn voorzien van collectors (in de beton) de slangen uit deze heipalen kunnen aan elkaar worden gekoppeld en dienst doen als collector. Hierbij moet wel een extra beveiliging worden getroffen! Als u namelijk te veel warmte ontrekt bestaat de kans dat het grondwater om de heipaal heen gaat bevriezen, hierdoor zet dit grondwater uit en kan dit uw heipaal 'van de kleef' drukken zodat uw woning/gebouw geen goede fundering meer heeft en uiteindelijk kan verzakken (In de praktijk al gebeurd). Ook is vantevoren minder nauwkeurig te bepalen hoeveel meter collector er zal zijn. Als een heipaal niet verder de grond ingeslagen kan worden stopt men de hei en wordt de paal ingekort. (koppensnellen) Het aantal meters kan dan te weinig zijn en tevens kan tijdens het 'koppensnellen' de collector beschadigd raken.
Water / Water (open bron)
Bij deze methode wordt aan een zijde grondwater opgepompt en via een warmtewisselaar naar de warmtepomp gestuurd.
Het afgekoelde water vloeit daarna aan de andere zijde weer terug in de bodem.
(Er loopt een circuit van bronwater naar platenwisselaar, + circuit van platenwisselaar naar warmtepomp / op deze manier kan het bronwater, wat vervuild kan zijn, nooit in de warmtepomp komen)
Warmte/koude opslag methode:
In de bodem zijn 2 'bellen' een warme bron en koude bron
In de winter wordt warmte uit de warme 'bel' naar boven gepompt en teruggebracht in de koude 'bel'. In de zomer net andersom koude wordt naar boven gepompt voor koeling en het opgewarmde water wordt terug gebracht in de warme bron.
Een goede (bron)waterkwaliteit en het water niet in aanraking laten komen met de buiten lucht is van groot belang voor een goede werking van dit systeem.
Noot: Bij alle typen warmtepompen dient in de leiding, voordat het water de platenwisselaar bereikt, een vuilfilter te zijn opgenomen.
Voordeel open bron: De watertemperatuur uit deze bron zal hoger zijn dan die in een gesloten bron, hierdoor is het rendement (COP) van de warmtepomp hoger dan bij een gesloten bron. (Vaak haal je hierdoor met dezelfde warmtepomp ook meer afgegeven vermogen, dan bij een gesloten bron)
Nadeel: Doordat grondwater nooit helemaal zuiver is moet jaarlijks onderhoud worden gedaan aan het bronsysteem (filters reinigen / bodem wisselaar onder druk inspuiten waardoor eventueel dicht gesleepte gaatjes weer open gaan)
Een openbron is doorgaans bij vermogens t/m 100 kW ook altijd duurder in aanschaf dan een gesloten bron.
Voor een woning zal dus bijna nooit een openbron worden gebruikt.
Lucht / water - lucht / lucht
Ook in de buitenlucht zit energie, dus ook die is bruikbaar.
Het jaarrendement van een lucht/lucht of lucht/water warmtepomp is lager dan van een ‘bodem warmte’ warmtepomp.
Een van de redenen hiervoor is natuurlijk dat in de winter de buitenlucht koud is (bijvoorbeeld -10 graden Celsius terwijl bodem water dan nog boven 0 graden is) , en juist op dat moment heb je natuurlijk de hoogste afgifte temperatuur nodig om een gebouw goed te kunnen verwarmen.
In gebieden waar niet geboord mag (of kan) worden is de lucht/water warmtepomp een goede en welkome keuze.
De aanschaf/montage prijs is natuurlijk, door het niet hoeven boren van een bron, een stuk lager dan bij de ‘bodem energie warmtepompen’.
Nadeel: Buiten staat een 'kast' (denk aan die airco units tegen de gevel) met o.a. een ventilator daarin.
Het geluid kan overigens mee vallen, er zijn heel stille buitenunits op de markt (bv. De Mitsubishi unit die NIBE gebruikt voor haar SPLIT systeem).
De lucht/lucht - lucht/water warmtepomp kan over het algemeen (niet allen) ook koelen, deze units doen dat uiteraard wel ‘actief’. Dat wil zeggen om te kunnen koelen is ook de compressor (lees elektrische energie uit het net) nodig.
Een goed voorbeeld voor toepassing van een lucht/water warmtepomp is verwarming van een buitenzwembad. Een buitenzwembad is meestal alleen in de zomer in gebruik, op dat moment is de buitentemperatuur 'hoog', hierdoor is het zwembadwater met een goed rendement te verwarmen.
Warmtepompboiler
Behalve 'buitenlucht' zijn er ook warmtepompen die gebruik maken van de ventilatielucht in uw woning. De warmte/energie uit de afgezogen lucht uit uw huis wordt door de warmtepomp 'gebruikt' voordat deze naar buiten wordt geblazen. Het beschikbaar vermogen is hierbij gering.
Een goede toepassing voor dit soort warmtepompen is het verwarmen van tapwater. U kunt bijvoorbeeld in een dag een boiler van 300 liter verwarmen met een gering toegevoegd elektrisch vermogen. (zie afbeelding)
Een ander slim systeem is om middels de afzuiging van lucht, brinewater te verwarmen dat uit de bron komt. Het brinewater komt dan uit de geslotenbron in een platenwisselaar van de afzuigunit, hierdoor wordt het bronwater iets opgewarmd, doordat het dan iets warmer in de warmtepomp aankomt wordt het rendement (COP) van de warmtepomp beter.
Beperking:
Een warmtepomp heeft het beste rendement (gunstigste COP) bij lage afgifte temperaturen. (Zo klein mogelijk verschil tussen bron en doel temperatuur)
Het afgifte systeem moet hiervoor geschikt zijn, dus bijvoorbeeld vloerverwarming en/of LT-radiatoren/convector's.
In een bestaand huis met radiatoren zomaar een CV-ketel vervangen door een warmtepomp kan dus (helaas) niet!
Afgiftesysteem:
Bereken de installatie (afgiftesysteem) met het gegeven dat u in de winter (-10°) met circa 35°C u huis kunt verwarmen.
(Delta T* van 5°C, Uw installateur / vloer-verwarmingsleverancier kan u hierbij helpen).
Delta T = verschil tussen aanvoer en retour temperatuur.
Tip: Als u een nieuwe woning gaat bouwen is het altijd aan te bevelen om te kiezen voor laagtemperatuur afgiftesystemen als hoofdverwarming. Dus Vloerverwarming, wandverwarming of een afgifte systeem uit de afbeelding hiernaast. (Jaga)
(Een HR-CV-ketel heeft ook een veel hoger rendement (minder gasverbruik) bij lagetemperatuur stoken t.o.v. hogere temperaturen)
Op deze manier is uw huis altijd klaar voor de toekomst!
Warmtapwater d.m.v. warmtepomp
Warm tapwater wordt d.m.v. een indirect gestookte boiler aangemaakt. Het tapwater wordt verwarmt
tot c. a. 55°C en een maal in de week d.m.v. een elektrisch element op 65° gebracht om legionella groei te voorkomen.
Ook hierbij is het noodzakelijk dat de boiler ontwikkeld/berekend is voor de warmtepomp. Was u bijvoorbeeld gewend om met een 35 kW CV-ketel een boiler te verwarmen, een warmtepomp doet dit met bijvoorbeeld 12 kW. Dit zal inhouden dat u meer warmwater op voorraad moet nemen om tot een hoog comfort te komen.
De 'spiraal' of 'vat in vat' systeem van uw boiler moet ontwikkeld zijn voor gebruik in combinatie met een warmtepomp. Om met een kleiner vermogen dezelfde energie over te brengen heb je nl. meer VO (Verwarmend Oppervlak) nodig. Dus een langere spiraal in de boiler of een goed 'vat in vat' systeem.
Ook zijn er 'combi warmtepompen' op de markt die al een tapwaterboiler ingebouwd hebben.
Noot: Tijdens het verwarmen van tapwater (58°C) zal het rendement (COP) van de warmtepomp wat slechter zijn dan tijdens het verwarmen van uw huis (35°C). Toch nog altijd goedkoper dan met een 'gasketel'.
Een bijkomend voordeel van een water/water warmtepompsysteem is dat je in de zomer, alle vertrekken waar vloerverwarming ligt, passief kan koelen, dus zonder de compressor hiervoor nodig te hebben.
Je kan dan namelijk het water uit de bron (met scheiding d.m.v. een platenwisselaar)
gebruiken voor koeling: U kan water van 18°C door uw vloerverwarmingsbuizen sturen om zodoende uw huis te koelen (lager dan deze 18° is niet aan te bevelen i.v.m. condensvorming op uw vloer). In de praktijk zien we vaak dat bij een buitentemperatuur van 30°C met een dergelijk systeem de woning op 23°C wordt gehouden, wat bij deze buitentemperatuur een aangename warmte is.
Ook zijn er nog andere mogelijkheden tot passief koelen, te denken valt bijvoorbeeld aan een 'koelplafond' het betonnen plafond is dan ook voorzien van 'slangen' waardoor in de zomer het koele water wordt gestuurd. Omdat uw plafond kouder is valt (natuurlijke wet) de koude naar beneden (omdat warme lucht stijgt). Deze laatste vorm vergt natuurlijk wel een extra investering.
Als u de warmtepomp naast verwarming dus ook voor koelen gebruikt heeft dit, naast dat uw huis gekoeld wordt in de zomer, nog een extra voordeel. De warmte uit uw huis wordt dan namelijk in de zomer naar de bron gebracht. Hierdoor wordt de bron (grondbodem) weer opgewarmd (van meer energie voorzien) deze energie (warmte) kunt u in de winter weer gebruiken en uit de bron terug halen middels de warmtepomp.
Noot: t.a.v. passief koelen: Koel nooit uw badkamer mee, deze zal namelijk slecht drogen, vochtig blijven, als u daar koelt. Bovendien vindt het menselijk lichaam het niet prettig om te douchen in een koele ruimte.
Nog een noot: Als u een plavuizen vloer heeft en u deze tijdens een hete zomer, als uw passief koeling aan het werk is, gaat dweilen zal de vloer slecht drogen.
Ventilatie:
Om optimaal energie te besparen moet uw woning natuurlijk goed geïsoleerd en kierdicht zijn. Maar om ons van voldoende 'verse lucht' te voorzien is een goed ventilatie systeem natuurlijk een vereiste. Gaat u uit van optimale energie besparing dan is een WTW- (warmte terug win) systeem de beste oplossing. De warmte die uit uw woning wordt aangezogen wordt weer gebruikt om de 'verse' lucht die (geheel of gedeeltelijk) van buiten komt te verwarmen. U moet hierbij wel frequent de filters in dit systeem vervangen.
De afzuigkap mag, in geval van een WTW-systeem geen eigen motor bevatten, in de nabijheid van of op de afzuigkap komt een afstandschakelaar van de ventilator die op zolder (of elders) hangt. Zodat u tijdens koken meer afzuig capaciteit heeft.
tekening: In de wc, badkamer en keuken wordt lucht afgezogen, in de huiskamer en slaapkamers wordt lucht ingebracht.
Een iets minder energiezuinig systeem is het aanvoeren van verse lucht door roosters in uw ramen en afzuiging door een centraal afzuigsysteem. Dit laatste systeem word wel als prettiger ervaren. En, wanneer u wilt: de warmte in de afgezogen lucht kan evenzogoed nog gebruikt worden voor bijvoorbeeld tapwaterverwarming of voor opwarming van het bronwater, voor het de warmtepomp ingaat*.zie het onderwerp warmtepompboiler
Het open zetten van ramen kunt u tijdens de verwarm- en koelperiode (onder de 19 graden en boven de 23 graden buitentemperatuur) beter niet doen. De roosters in uw ramen, of de WTW zorgen immers al voor voldoende ventilatie! Tegenwoordig zijn er ook 'slimme roosters' op de markt, bij veel wind op uw gevel sluiten deze gedeeltelijk zodat niet te veel 'koude lucht' uw huis binnen komt.
Terugverdienen?
Een veel gestelde vraag is kan ik de warmtepomp terug verdienen?
Elke situatie is natuurlijk een op zich zelf staande situatie. Elk gebouw en elke gebruiks situatie is weer anders. (Vraag in een rijtje van dezelfde woningen en dezelfde gezinssituatie maar eens de gebruiksgegevens op, grote kans dat hier toch verschillen in zijn / hoeveel keer wordt er een douche genomen, ligbad gebruikt, warmte gewenst enz.)
...het antwoord is meestal Ja... (zie onderstaand een praktijk voorbeeld / kosten 15 jaar berekening) en zeker .....
!!Bij een nieuwe woning is een warmtepomp de beste optie!!
...Ga daarbij ook nog elektrisch koken en de woning behoeft geen gasaansluiting meer! (lees aanleg en vaste kosten
gasleiding). Naast het hoge comfort van een warmtepomp, is je woning in de toekomst ook meer waard. Met een laagtemperatuur verwarmingssysteem haal je naast dit hoog comfort, ook het beste rendement in huis.
Dat zal ook in de toekomst zo zijn.
Daarbij .. (naar de verre toekomst) elektriciteit zal altijd blijven!
Het grote voordeel van een brinewater/water warmtepomp: Je ervaart veel meer comfort en bovendien heb je in de zomerperiode dus 'min of meer gratis*' in alle vertrekken koeling.
Heb je eenmaal gekozen voor de warmtepomp, dan ga je direct minder energiekosten betalen!
*Alleen draaien van een pompje
...Een bestaande woning ombouwen naar een warmtepomp situatie is niet altijd haalbaar, alleen bij een 'flinke renovatie' is dit denkbaar (de bestaande radiatoren moeten worden omgeruild voor vloerverwarming of LT -convector's).
Eenvoudig rekenvoorbeeld / vergelijk over 15 jaar:
Praktijkvoorbeeld: Normale eengezinswoning , 8 kW transmissie.
Uitgaande van alleen verwarmen (geen koeling) van bestaande woning met een gasverbruik van 2 275 m³ gas per jaar.
1- HR-CV ketel
Aanschaf HR Gaswandketel + toebehoren + montage = 2500,- euro.
Gasverbruik 2 275 m³ per jaar. toelichting /omrekening naar elektra (warmtepomp):
2 275 m³ aardgas heeft een energie waarde van (2 275 m³ x 35,17 MJ energie inhoud aardgas ) = 80 000 MJ.
Jaarrendement HR-ketel = 90% dus afgeven vermogen aan woning is 72 000 MJ aan energie.
2 - Lucht/water warmtepomp 8 kW
Aanschaf binnen + buitenunit + montage = 10.000,- euro
(subsidie 2009 = 1000 euro, investering dus 9.000,- euro)
Gemiddeld jaar COP = 3,5
72 000 MJ (benodigde energie) : 3,5 (COP) = 20 571 MJ
20 571 MJ : 3,6 (energie inhoud elektra) = 5 714 kW/h elektra (wat dan uit het net moet komen).
3-Water/water(brine) warmtepomp 8 kW
Aanschaf combiwarmtepomp + bron + montage = 15.000,- euro
(subsidie 2009 / gesloten bron / 3800 euro, investering dus 11.200,- euro)
Gemiddeld jaar COP = 4,5
72 000 MJ (benodigd vermogen) : 4,5 (COP) = 16 000 MJ
16 000 MJ : 3,6(energie inhoud elektra) = 4 444 kW/h elektra (wat dan uit het net moet komen).
Kosten per 15 jaar (aanschafprijs warmtebron + energieverbruik):
HR-ketel 2.500,- euro + (15 x (2275 m³ aardgas x 0,66 euro)) = 25.022,- euro
Lucht/water warmtepomp 9.000,- euro + (15 x(5714 kw/h x 0,19 euro)) = 25.849,- euro
Water/water (brine) warmtepomp 11.200,- euro + (15 x (4444 kW/h x 0,19 euro)) = 23.865,- euro
( berekend met gemiddelde energieprijs 2009 )
U ziet de water/water (brine) warmtepomp is op den duur het voordeligst, daarbij komt nog dat een gesloten bron 30 jaar mee gaat,
dus als u na 15 jaar de warmtepomp gaat vervangen, pakt het nog voordeliger uit!
Milieu aspect: CO2 uitstoot
CV – ketel = 1,76 kengetal aardgas x 2275 m³ x 15 jaar = 60 060 kg
lucht/water warmtepomp = 0,6 kengetal elektra x 5714 kw/h x 15 jaar = 51 426kg
water/water warmtepomp = 0,6 kengetal elektra x 4444 kw/h x 15 jaar = 39 996 kg!
Ook voor het milieu is een water/water warmtepomp de beste keuze!
Gaan we er echter vanuit dat u ook wil gaan koelen (4 kW) middels de vloerverwarming, dan wordt het nog anders.
Met de gasketel kan u niet koelen, u dient dus een ‘koelapparaat’ aan te schaffen van bijvoorbeeld 1,500,- euro . Uitgaande van een gunstig rendement en 500 draaiuren kost u dit 666 kW/u uit het net, x =,19 euro = 127,- euro per jaar.
Voor de lucht/water die omkeerbaar is hoeft u niets aan te schaffen, uitgaande van hetzelfde rendement kost u dit 127,- euro per jaar aan energie.
Voor koeling met de water/water(brine) warmtepomp is geen ‘compressor energie’ nodig u hoeft immers alleen maar het koele water uit de bodem rond te pompen. Kosten 500 uur x 0,17 kW = 85 kW/h x 0,19 euro = 16,15 euro per jaar.
Kosten per 15 jaar met koeling (Aanschaf warmte/koel bron + energiekosten):
CV ketel 25.022,- euro verwarming + 1.500,- euro aanschaf koeling + (15 jaar x 127,- euro) = 28.427,- euro.
Lucht/water warmtepomp 25.849,- + (15 jaar x 127,- euro) = 27.754,- euro
Water/water (brine) warmtepomp 23.865,- euro + (15 jaar x 16,15 euro) = 24.107,- euro
In de berekening is geen rekening gehouden met het feit dat u, als u kiest voor een warmtepomp, geen gas meer nodig heeft. Dus als u Elektrisch gaat koken, bespaart u zich ook de vaste kosten van de gasaansluiting, waardoor een warmtepomp nog gunstiger uit zal pakken dan in bovestaand voorbeeld.
Attentie het betreft hier een praktijk voorbeeld, zoals gezegd is elke situatie op zich staand.
Bovenstaande berekening geeft echter wel een realistisch beeld / verhouding.
Gekeken is in de berekening alleen naar 'de warmte bron' aanschafprijs, immers voor elk van de 3 systemen is een afgifte systeem nodig. Wij gaan er vanuit dat dit in alle 3 de gevallen een LT (laag temperatuur) systeem betreft.Het afgifte systeem (vloerverwarming / convectoren / radiatoren) zit dus niet in de genoemde 15 jaar prijs inbegrepen!
10. Wat betekent een warmtepomp in het dagelijks gebruik?
De belangrijkste consequenties van het gebruik van de warmtepomp op een rij:
Vloerverwarming met een lage aanvoertemperatuur is inherent aan een energiesysteem met een warmtepomp. Vloerverwarming zorgt voor een gezonder en behaaglijker binnenklimaat. Een bijkomend voordeel is dat er geen radiatoren in de woning nodig zijn. Dit bespaart veel ruimte en dit is visueel aantrekkelijk.
(eventueel past u hier en daar LT convectoren toe, b.v. op de zolder en berging)
De keuze van de vloerafwerking vraagt extra aandacht bij vloerverwarming. Laat u hierbij adviseren door uw vloerleverancier.
De temperatuur staat standaard dag en nacht ingesteld op 20°C. Badkamers en slaapkamers zijn respectievelijk hoger en lager ingesteld. Het systeem is volledig zelfregulerend, maar de toekomstige bewoner kan de temperatuur van de woning daarnaast ook zelf beperkt aanpassen en afstellen. Als u toch nachtverlaging wil toepassen (wat soms een kleine besparing zal opleveren verlaag dan met niet meer dan 2 graden Celcius).
Als de buitentemperatuur hoog en de gewenste ruimteverwarming laag is, schakelt de warmtepomp automatisch om van ‘verwarmen’ of ‘neutraal’ naar ‘koelen’. Hierdoor kan de temperatuur enkele graden dalen ten opzichte van de buitentemperatuur.
De individuele warmtepomp is een combiwarmtepomp of een solo met losse boiler, wat altijd betekent dat de warmtepomp een groot voorraadvat heeft voor warm tapwater. Bij een collectieve warmtepomp (in de appartementen) zijn verschillende systemen mogelijk.
Door de aanwezigheid van een warmtepomp is een gasaansluiting niet nodig (tenzij u op gas wil koken).
Een warmtepomp heeft een hoog energierendement en gaat (net als een CV-ketel) vijftien jaar mee.
Hoeveel stroom gaat mijn warmtepomp gebruiken?
Allereerst moet u dan weten welk vermogen warmtepomp in uw woning/gebouw nodig is.
Als het goed is heeft uw installateur een Transmissieberekening gemaakt. Een transmissie berekening is een berekening die aangeeft hoeveel energie er nodig is om uw woning/gebouw te verwarmen. In die berekening zitten alle gegevens van uw woning/gebouw , dus o.a. isolatie waarde / glas oppervlak / soortglas, soort dak enz. Uit deze berekening volgt een warmtepompvermogen.
Voor een goed geïsoleerd nieuwbouw huis kun je ook tijdelijk dit uitgangspunt gebruiken:
Totaal te verwarmen vloeroppervlak x 62,5* Watt = benodigd warmtepomp vermogen.
Als u in uw woning/gebouw een ventilatiesysteem krijgt dat warmte terugwint (WTW) kunt u volstaan met vloeroppervlak x 50* Watt = benodigd warmtepomp vermogen. *gebaseerd op 100% verwarming door warmtepomp, dus geen bijverwarming.
Laten we een voorbeeld maken.
Woning:
Begane grond = 8 x 6 m = 48 m²
1e verdieping = 8 x 6 m² = 48 m²
zolder (ook slaapkamer) = 5 x 6 m² (shuindak) = 30 m²
totaal: 48 + 48 + 30 = 126 m² te verwarmen vloeroppervlak.
126 m² x het kengetal van 62,5 W (er komt geen WTW) = 7875 Watt
Benodigd is dus een warmtepomp met een vermogen van 7875 Watt = 7,8 kW (kilowatt)
Voor Nederland geldt het volgende gemiddelde*:
Voor woning verwarming draait een toestel 2000 vol lasturen
Voor tapwater verwarming draait een toestel 500 vol lasturen
Totaal dus 2500 uren.
(*Dit gemiddelde komt uit statistieken, natuurlijk verschilt dit per gebruiker, gezinsgrote enz.)
We weten dus nu dat we een warmtepomp van 7.87 kW gaan toepassen (zal 8 kW worden)
We gaan ervan uit dat we een warmtepomp gaan toepassen met een gemiddeld COP van 4,5
(Afgegeven vermogen : toegevoegd vermogen = COP)
Bekend zijn het benodigd afgegeven vermogen (7.87 kW) en COP
Dus 7,87 kW (afgegeven vermogen : 4,5 (COP) = toegevoegd vermogen = 1,75 kW
Deze warmtepomp gebruikt dus 1,75 kW en er komt (7,87-1,75) 6,12 kW uit de bodem.
Het jaar verbruik:
Zoals eerder gesteld is het gemiddeld aantal draaiuren op jaarbasis 2500 uur. 2500 uren x het uurverbruik van 1,75 kW = 4375 kW/h stroomverbruik per jaar voor deze warmtepomp.
4375 kW/h x ,19 euro = 831,25 euro stroom verbruik
Nog een stapje verder: .
Benodigde afgegeven energie is 2500 uur x 7,87 kW = 19 675 kW/h
Elektra heeft een energie inhoud van 3,6 MJ per kW/h
19 675 x 3,6 = 70 830 MJ is er nodig per jaar
Stel nu dat u een HR cv-ketel zou kiezen in plaats van de warmtepomp
Totaal afgeven vermogen dat nodig is was 70 830 MJ
Een HR-ketel heeft een jaarrendement van 90% dus moeten we meer toevoegen om aan een afgifte te komen van 70.830 MJ
70.830 gedeeld door 0,9 (rendement) = 78 700 MJ aan aardgas hebben we nodig dan.
Aardgas heeft een energie inhoud van 35,17 MJ (bovenwaarde) per m³
78 700 gedeeld door 35,17 = 2237 m³ aardgas zou nodig zijn voor deze woning als we een HR cv-ketel zouden installeren
2237 m³ x 0 ,66 euro = 1.476,- euro .
Besparing op energiekosten (in dit voorbeeld) per jaar bij toepassing warmtepomp (t.o.v. HR-ketel) 1476 - 831 = 645,- euro
Warmtepomp inzet methodes:
Monovalente Werking
Bij dit systeem wordt het hele huis uitsluitend verwarmd 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 overgedimensioneerde warmtepomp is natuurlijk ook niet goed (Zal iets meer gebruiken en pendelgedrag met zich meebrengen).
Hierbij moet ook rekening gehouden worden met de constante behoefte aan warm tapwater.
Mono-energetische werking
(Deze manier wordt het meest toegepast in de woningbouw)
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 70 à 80 % van het benodigde warmtevermogen ingezet als warmtepomp vermogen.
Het aandeel van de jaarlijkse stookactiviteit van de warmtepomp bedraagt dan rond de 95 à 98 %.
Bivalent-parallelle werking
De warmtepompinstallatie wordt tijdens de verwarmingswerking aangevuld met een bijkomende warmtegenerator
bijvoorbeeld een gasgestookte CV-ketel.
Het verwarmingsvermogen van de warmtepomp wordt dan gerekend op 50 à 70 % van de warmtebehoefte van het huis.
Het aandeel van de warmtepomp in de jaarlijkse stookactiviteit ligt tussen de 72 en 90 %.
Bivalent-alternatieve werking
De warmtepomp zal tot aan een bepaalde minimum buitentemperatuur voor de volledige verwarming van het huis zorgen. Wanneer de buitentemperatuur te laag is wordt de warmtepomp volledig uitgeschakeld en wordt het huis verwarmd door een andere verwarmingsinstallatie. Dit komt vooral veel voor bij lucht/water warmtepompen. Dat komt omdat deze een laag rendement hebben bij lage buitentemperaturen.
Draai-uren van een warmtepomp over een jaar gezien
In deze tabel hebben we het ‘theoretisch’ aantal draaiuren van een warmtepomp in monovalente toepassing , welke totaal 2000 uur per jaar is zonder tapwater en 2500 uur met tapwater,
afgezet tegen het gemiddeld aantal ‘graaddagen’ per maand van het jaar 2000 t/m 2007.
Dat resulteert in een tabel waarin u ziet hoeveel uren ‘theoretisch’ een warmtepomp (compressor) zou draaien in een bepaalde maand. Door de ‘draaiuren’ van uw eigen warmtepomp hiermee te vergelijken krijgt u een beeld of uw warmtepomp goed is gedimensioneerd, of kunt u (middels verhoudingen) omrekenen, wat u totaal jaarverbruik ongeveer zal zijn.
Temperaturen van een gesloten bron
Op de afbeelding links ziet u een voorbeeld van het temperatuur verloop zoals dat in een gesloten bron kan zijn, gedurende het jaar / jaren.
Het vermogen van een warmtepomp
Een warmtepomp wordt in Nederland vaak ingezet op 80% van het berekende (transmissie) vermogen.
Hiermee dek je circa 97% van de 'jaarvraag', voor de overige 3% wordt een elektrisch element ingezet als 'bijverwarming' Mono energetische werking
Reden 1: De warmtepomp zal niet zo snel gaan pendelen, het volle vermogen is immers niet vaak nodig.
Reden 2: Kosten/baten analyse
Stel het transmissie vermogen is uitgerekend op 12 kW, (Transmissie is vermogen dat nodig is om uw huis/gebouw te verwarmen) dan kiezen we voor 9,6 kW (=80%) warmtepomp (wordt in de praktijk 10 kW, type warmtepomp dat beschikbaar is). noot: van de transmissie wordt ook het opwarmvermogen niet meegeteld, deze is immers alleen de eerste keer van toepassing, bij een warmtepompinstallatie houden we de woning altijd op temperatuur (geen nachtverlaging).
Rekenvoorbeeld (bevat diverse [wel realistische] aannames):
Voor 12 kW = 12.000 : 40 watt/meter = circa 300 meter boring nodig
kosten voor 300 meter boring: 7.500,00 euro (gerekend met 25 euro per meter)
Voor 10 kW = 10.000 : 40 w/m = 250 meter boring
kosten voor 250 meter boring: 6.250,00 euro (gerekend met 25 euro per meter)
Aanschaf bron = 1.250,00 euro goedkoper
Aanschaf warmtepomp van 12 i.p.v. 10 kW = 250 euro goedkoper Besparing bij installatiekosten met 80% gekozen vermogen: 1500,00 euro
-Op basis van een 80% inzet, draait een warmtepomp theoretisch
2000 uur voor verwarming en 500 uur voor tapwater = 2500 uur per jaar.
Nodig voor deze voorbeeld woning is dus: 2500 uur x 9,6 kW = 24 000 kW/h
-Hiervan wordt 97% 'gedekt' door de warmtepomp = 23 280 kW/h
en 3% wordt bijverwarmt met het elektrisch element = 720 kW/h
-Van de 23 280 kW/h is bij een warmtepomp met een gemiddeld COP (rendement) van 4
5820 kW uur nodig uit het net = 1.105 euro (19 euro cent pet kW/h)
-Als we de 720 kW/h (de 3% bijverwarming) ook met een COP van 4 (dus meegenomen hadden in warmtepomp vermogen) hadden ingezet hadden we uit het net 180 kW/h nodig gehad i.p.v. de 720 kW/h
Meerprijs energiekosten per jaar, in dit voorbeeld, met een warmtepomp ingezet op 80% van het vermogen:
is dus 720 - 180 kW/h = 540 kW/h (x 0,19 € ) = 102,60 euro
Conclusie:
-Bij aanschaf van de installatie hebben we 1.500,- euro bespaart door een warmtepomp te kiezen gebaseerd op 80% van het benodigde verwarmingsvermogen.
-
Hierdoor draait de warmtepomp minder 'pendelend' (aan/uit gedrag) waardoor het aantal starts en stops van de compressor wordt verminderd, waardoor de levensduur wordt verlengt.
-De meerkosten aan energie voor deze keuze bedraagt 102,60 euro per jaar.
Als we rente van de 1500 euro (besparing) buiten beschouwing laten, alsmede toekomstige energieprijs wijzigingen, Zou het 14,6 jaar (1500:102,6) duren om gelijk uit te komen t.o.v. als we voor 100% dekking hadden gekozen.
De warmtepomp inzet op 80% van het transmissie vermogen is dus een verantwoorde keuze.
(Uiteraard geld dit alleen als uw warmtepomp standaard is voorzien van een elektrisch element.)
Verder ter info: Jaarverbruik elektra van deze theoretische (grotere) woning = 6540 kW/h = 1242,00 euro aan energie kosten
Hier van is 720 kW/h (bijverwarming) rechtstreeks beschikbaar aan verwarming gekomen
en via de warmtepomp 5820 x (COP) 4 = 23 280 kW/h.
23 280 + 720 = 24 000 kW/h ten gunste van verwarming.
24 000 kw/h elektra heeft een energie inhoud van (x 3,6**) 86 400 MJoule
Met een HR-gasketel van 90% rendement zou (86.400 : ,9) 96 000 MJoule aan aardgas nodig zijn geweest,
ofwel (96 000 : 35,17*) 2729 m³, a 0,66 = 1801,00 euro per jaar. energie kosten
* energie inhoud aardgas / ** energie inhoud elektra
Milieu:
Bij een warmtepompsysteem met een capaciteit van 3 tot 5 kW komt tien tot vijftig procent minder C02 vrij dan bij een HR-ketel. Vanwege die lage C02-uitstoot levert de warmtepomp een bijdrage aan de vermindering van het broeikasprobleem.
EPC
Een warmtepomp geeft een goede verbetering m.b.t. het Energie Prestatie Coëfficiënt, indien u een nieuwe woning wil bouwen moet uw woning, vanwege het bouwbesluit, aan een bepaalde EPC norm voldoen. (EPN)
Deze norm wordt in de toekomst steeds verzwaart. In 2020 mag een huis geen energie meer gebruiken. Dat wil zeggen de energie die nodig is moet u zelf opwekken d.m.v. bijvoorbeeld bron, zon en wind.
Een warmtepompinstallatie heeft, naast goede isolatie en HR++ glas, dus een gunstig effect.
Voor meer info over EPC, bezoek: http://www.senternovem.nl
Hoeveel warmtepompen zijn er al toegepast in Nederland
Volgens het CBS stonden eind 2005 in Nederland 30.839 warmtepompen opgesteld.
Het gezamenlijke thermische vermogen is 376 MWth, en de bespaarde hoeveelheid energie uit fossiele brandstoffen wordt door CBS geschat op 1212 TJ per jaar. Dit komt overeen met het gasgebruik voor 22 duizend
huishoudens.
In 2005 is in de woningbouw 13 MWth vermogen bijgeplaatst: 1848 warmtepompboilers en 1620 warmtepompen. In 2004 was dat nog 68 MWth. De meeste toepassingen van warmtepompen belanden in kantoren of de industrie. In 2005 is in de zogeheten utiliteitsbouw 73 MWth bijgeplaatst (2319 installaties). Industriële toepassingen leveren ook de grootste besparingen op in fossiele brandstoffen. Als u kiest voor een warmtepomp bent u dus niet de eerste. Geen vrees voor 'kinderziekten' dus.
Subsidie
De overheid stimuleert soms aankoop van 'duurzame' energie met subsidie. In September 2008 is een regeling van kracht geworden waarbij u subsidie kunt ontvangen bij aankoop van een warmtepomp. Maar let op; alleen voor bestaande woningbouw. (Een woning ouder dan 1 jaar)
EIA
Ondernemers die investeren in energiebesparing en duurzame energie kunnen rekenen op een fiscaal voordeel als zij Energie-investeringsaftrek (EIA) aanvragen.
De EIA is bedoeld voor ondernemers die willen investeren in energiebesparende technieken en de toepassing van duurzame energie in hun onderneming. Door de EIA leveren dergelijke investeringen u als ondernemer dubbel voordeel op. Niet alleen bespaart u op uw energiekosten, u betaalt ook minder inkomsten- of vennootschapsbelasting.