home

discl. / ©, lid NVJ

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z


warmtepomp

 

warmtepomp

Een warmtepomp onttrekt warmte aan een bron ("warmtedrager"; bodem, lucht of water) en verhoogt de temperatuur ongeveer zoals een koelkast werkt. Een warmtepompsysteem is in principe een energiezuinig verwarmingssysteem met een lange levensduur, maar er zijn veel aspecten waar al in het ontwerpstadium rekening mee moet worden gehouden. 
Doel van de warmtepomp is om bij te dragen aan een energiezuinig gebouw.
Een groot deel van het benodigde verwarmingsvermogen bij de warmtepomptechniek wordt onttrokken uit omgevingswarmte (de "bron"). Hierdoor is theoretisch minder vermogen nodig dan bij traditionele installaties. Het rendement van een warmtepomp zou daarom hoger moeten zijn dan van traditionele apparatuur. Wel zorgt de warmtepomp voor een verlaging van de omgevingstemperatuur (van de bron).


warmtepomp, principe; warmtebron is bodem, water of lucht;
klik voor groter (energiesparen):


Alle warmtepompsystemen bestaan uit drie hoofdonderdelen: 
- een bron (de omgeving, de "warmtedrager"; bijvoorbeeld bodemwarmte, oppervlaktewater, buitenlucht, restwarmte uit de industrie, afgezogen ventilatielucht)
- een omzetter (de warmtepomp)
- een afgiftesysteem (bijvoorbeeld radiatoren voor ruimteverwarming, luchtkoeling, boiler voor warm tapwater). 

De opzet van Bron, Omzetter en Afgifte wordt de BOA-methodiek genoemd: een warmtepomp heeft een warmtewisselaar (voor warmteoverdracht van het ene medium naar het andere) of bijvoorbeeld een condensor waarmee, te vergelijken met koelen van de koelkast maar dan juist warmen, de energie van de bron in temperatuur verhoogd wordt en afgegeven wordt aan bijvoorbeeld een waterleiding die de energie transporteert naar bijvoorbeeld een radiator. Wanneer in een warmtepompsysteem niet voldoende energie uit de bron kan worden betrokken, dan kan bijvoorbeeld elektriciteit of gas voor extra energie zorgen.


van omgevingswarmte naar "nuttige" warmte;
klik voor groter:


De investering van een systeem in combinatie met een warmtepomp is hoger dan bij traditionele verwarming, maar het systeem betaalt zichzelf na verloop van tijd terug en omkeersystemen kunnen ook koelen. Een warmtepompsysteem zorgt voor verlaging van de EPC ten opzichte van traditionele verwarming, wat vooral een rol kan spelen bij nieuwbouw, maar de keuze van het warmtepompsysteem en de onderdelen daarvan vereist de nodige aandacht: 
- het vermogen van de warmtepomp moet zeer goed afgestemd worden met de werkelijke hoeveelheid benodigde energie (verwarming); vaak wordt in de ontwerpfase van een iets te ideale situatie uitgegaan wat betreft isolatie en luchtdichtheid van het gebouw, waardoor een te klein warmtepompsysteem wordt gekozen (de warmtepomp draait daardoor teveel uren, verbruikt veel elektriciteit en de levensduur van de pomp wordt korter); het bepalen van het benodigd vermogen wordt dimensionering genoemd
- het rendement is sterk afhankelijk van de bron; het rendement van een warmtepomp hangt in eerste instantie sterk af van het verschil tussen de brontemperatuur en de afgiftetemperatuur (voor verwarming); de coefficient of performance (COP) geeft hiervoor een waarde; de COP is mede afhankelijk van binnen- en buitentemperatuur, dus van het seizoen
- een goede afstemming tussen warmtepomp en bronsysteem en afgiftesysteem is van essentieel belang voor de goede werking van de gehele installatie (bijvoorbeeld: een te laag vermogen van de bron heeft bevriezen tot gevolg en dus uitschakelen van de warmtepomp; een te laag vermogen van de warmtepomp geeft niet voldoende warmte en laat de pomp te vaak werken; een te laag vermogen van het afgiftesysteem (vloerverwarming en/of ventilator-convetoren) geeft niet voldoende warmte)
- het afgiftesysteem: eigenlijk kan een warmtepomp alleen in combinatie met lagetemperatuurverwarming (LTV, vloerverwarming, muurverwarming) omdat bij een warmtepomp de maximumtemperatuur tussen 35 en 45 graden C ligt (bij voorkeur zo laag mogelijk), dus veel lager dan de watertemperatuur van een conventionele c.v.-installatie (70 tot 90 graden C); om een woning te verwarmen op die lage temperatuur is voldoende isolatie van die woning nodig en een afgiftesysteem met een groot oppervlak (vloerverwarming, of convectoren met ventilator)
- temperatuur van de verwarming en rendement: iedere graad verhoging van de temperatuur van centrale verwarming boven 35 graden C betekent een rendementsverlies van de warmtepomp van 2%
-
omdat aan de warmtepomp een aanzienlijke hoeveelheid energie dient te worden geleverd, is het zelf opwekken van elektriciteit uiteraard aan te bevelen, bijvoorbeeld met pv-panelen; de pv-panelen leveren dan de soms forse elektische energie die nodig is voor de warmtepomp
- ook de warmtecapaciteit van het gebouw en het materiaal waarin de vloerverwarmingsleidingen zijn gelegd, spelen mee i.v.m. de langzame verwarming door het afgiftesysteem (lage temperatuur verwarming) en de lange opwarmtijd
- de regeling van het systeem is van essentieel belang (vermijden lagedruk- of hogedrukstoring, geregelde of ongeregelde circulatiepompen, gemiddelde afgiftetemperatuur zo laag mogelijk); bij een slecht ingeregelde warmtepomp wordt veel extra elektriciteit verbruikt
- als er door de bron onvoldoende warmte wordt geleverd of als er een storing is in het systeem, dan wordt door sommige warmtepompen elektrisch warmte toegevoegd, wat hoge extra kosten geeft (tenzij deze elektriciteit zelf wordt opgewekt)
- de warmtepomp maakt het soms mogelijk volledig onafhankelijk te zijn van gas, d.w.z. all-electric (dus ook elektrisch koken wat we in Nederland niet zo gewend zijn)
- als niet uitsluitend van de warmtepomp gebruik wordt gemaakt, is sprake van een hybride systeem, bijvoorbeeld een combinatie met een HR-ketel of met warmte-koude-opslag; de HR-ketel is meestal gasgestookt wat afhankelijkeheid van gas inhoudt; bij renovaties wordt vaak voor een hybride systeem gekozen (isolatie is niet optimaal, gas en HR-ketel zijn al aanwezig; bijverwarmen gebeurt dan met de HR-ketel en niet elektrisch)
- een bekende combinatie voor grotere gebouwen is die van warmtepomp en warmte-koude-opslag (wko, bodemwarmte); voor  wko is een vergunning nodig; vooralsnog lijkt een combinatie van warmtepomp en warmte-koude-opslag ideaal, maar uitsluitend voor grotere projecten en niet voor één of een paar woningen (situatie 2015)
- de warmtepompsystemen met lucht als bron zijn minder duur dan die de bodem als bron gebruiken, maar schijnen (ook) niet zo efficiënt te zijn ("het systeem verbruikt veel elektriciteit en maakt herrie")
- een installatie met een warmtepomp is duur, wat aanschaf met meer woningen bijna noodzakelijk maakt, wil men de investering in de besparing terugverdienen
- overdimensionering is bij een gas-HR-ketel normaal, bij warmtepompen niet (waarom niet...?)
- in combinatie met warmteterugwinning (wtw) kan ook de warme ventilatielucht (afvoer) worden gebruikt voor verwarming
- een combi-warmtepomp levert ook warm tapwater (naast warmte voor de centrale verwarming)
- een solo-toestel levert uitsluitend warmte aan de cv; door een losse boiler wordt in warm tapwater voorzien
- een gasgestookte warmtepomp kan een hoger temperatuurniveau realiseren zonder negatieve gevolgen voor het rendement (in vergelijking met een elektrische warmtepomp; gasgestookte warmtepompen wordt bij grotere gebouwen en zwembaden e.d. toegepast)
- er zijn nogal wat parameters (afhankelijkheden) en veel warmtepompsystemen, dus het zoeken naar een juiste opstelling en instelling is tijdrovend *)
- en, last but not least, als het Energiebedrijf de eigenaar is van de warmtebron dan moet vaak een aanzienlijk bedrag aan vastrecht worden betaald (een vastrecht van 1500 euro per jaar schijnt geen uitzondering te zijn!), waardoor de warmtepomp geen besparing oplevert maar de woonlasten juist met ca. 1000 euro per jaar kunnen stijgen (door o.m. extra hypotheeklasten en vastrecht)... (dit nadeel van een te hoog vastrecht geldt niet voor het warmtepompsysteem met lucht als bron, wel dat er een aanzienlijke hoeveelheid elektrische energie nodig is).


warmtepomp, principe van een luchtwarmtepomp;
klik voor groter:


bronnen voor een warmtepomp; bodem, water, buitenlucht of ventilatielucht;
klik voor groter (rensa verwarming en ventilatie):


afgifte van de warmte (of koelte) bij een warmtepomp; ventilator-collector of vloerverwarming;
klik voor groter (rensa verwarming en ventilatie):


Documentatie
- Gebruiksaanwijzing Vaillant Geotherm Brijn Warmwaterpompen


Met dank aan o.m. RVO, Energiesparen, SBRCURnet, Warmtepomp Startpagina.

Zie ook brine-water warmtepomp en warmtepomp-info in jip-en-janneketaal.

Verg. betonkernactivering, warmtewisselaar.

Eng. heat pump

*) Een aantal negatieve reacties van bewoners over warmtepompen die, zo lijkt het, alle te maken hebben met de onervarenheid van leveranciers en installateurs van het project, maar waar wel een aantal lessen uit te leren zijn:
"De warmtepomp blijkt vanwege het vele glas niet op snelle temperatuursveranderingen in de kamer te kunnen reageren. Het gevolg is dat de bijstook inkomt. En dat kost elektriciteit."
"Ze zeggen dat we allemaal behoefte hebben aan airconditioning. Dat vind ik één van de meest vervelende smoesjes. Bewoners nemen helemaal geen airco, hooguit in de slaapkamer. Je gaat de mensen voorliegen dat ze besparen op de stroomkosten van een airco."
"Tijdens de presentatie op de VSK (2010) noemde iemand de warmtepomp de toekomstige woekerpolis."
"Mensen betalen veel geld voor warmtepompen en krijgen daar vaak nauwelijks besparing voor terug."
"Eén van onze leden was heel enthousiast over een project met huizen met een EPC van 0,4. Maar spreek je de bewoners, die gebruiken geen gas maar wél elektra en wel 9.000 kWh per jaar. Dat is geen financiële prikkel."
"De warmtepompen gaan stuk doordat de compressor of verdamper invriest. Ook is het mogelijk dat door onbalans heet aanvoerwater van de warmtepomp direct de retour van de warmtepomp in gaat. Nu de garantietermijn van de warmtepompen voor de eerste bewoners verstreken is, moeten ze zelf de reparatiekosten betalen."
"De bronwateraansluiting leverde te weinig water voor de warmtepomp."
"In het hele project ontbreken warmtebuffers zodat de warmtepompen gaan pendelen. Draaitijden komen meestal niet boven de vijf minuten. Dit pendelen is funest voor het rendement en uiteindelijk ook voor de compressor. Een adviseur, van Duitse komaf verbaasde zich over de installaties in Zutphen en vertelde dat warmtepompen in zijn thuisland op een groot buffervat zijn aangesloten zodat ze urenlang met goedkope nachtstroom kunnen draaien."
"Een warmtepomp is niet geschikt om watertemperaturen boven de 45 °C mee te maken, dus warmtapwater moet je er niet mee willen maken. Ze zijn dan inefficiënt. Ook is het niet mogelijk om met meerdere personen achter elkaar onder de douche te gaan, laat staan een bad te nemen. Die nadelen zijn allemaal niet verteld!"
"Bovenmatig installatiegeluid: de geluidslast is ruim boven de 30dB. In de zomer wordt bij een aantal bewoners daarom gekozen voor rust in plaats van koeling door de stekker van de distributiepomp van het afgiftecircuit eruit te trekken. Doordat er in die woningen geen gebruik wordt gemaakt van passieve koeling betekent dit dat er ook geen warmte in de bodem wordt teruggebracht."
"Soms moet (elektrisch) worden bijgestookt om een comfortabele ruimtetemperatuur van 20 graden te krijgen. Een andere klacht van de bewoners is dat de temperatuur op de bovenverdieping en de benedenverdieping niet apart regelbaar is. Als het beneden warm genoeg is, slaat de warmtepomp af terwijl het boven nog koud is."

Vergelijkbaar zijn de problemen bij de
Rijksuniversiteit Groningen (RUG) met een miljoenenstrop door problemen met de klimaatbeheersing in het verblijf voor proefdieren (bron Nu, 28 okt 2011): 
"De temperatuur en luchtvochtigheid kunnen niet goed worden geregeld, waardoor experimenten niet altijd goed worden uitgevoerd. Een nieuw pand van de universiteit dat begin dit jaar in gebruik is genomen wordt verwarmd door warmtekoudeopslag. Dat systeem kan de temperatuur niet altijd constant houden. "Als het morgen een stuk kouder is dan vandaag duurt het even voordat de temperatuur weer op peil is", legt een woordvoerder uit. De temperatuurschommelingen hebben gevolgen voor de experimenten. De kosten om het systeem aan te passen lopen op tot vier miljoen euro. Wie verantwoordelijk is voor de strop is nog onduidelijk."

Warmtepomp gevoelig voor fouten (uit Gawalo 2010-05).