Warmtepompen: de basis uitgelegd

Verwarmen op gas en stookolie is een eindig verhaal, dat staat inmiddels vast. Er wordt daarom tegenwoordig volop ingezet op de warmtepomp als alternatief, een elektrisch aangedreven toestel dat warmte haalt uit de omgeving. Die warmte wordt vervolgens op voldoende hoge temperatuur gebracht voor de verwarming van woningen. Er zijn verschillende soorten warmtepompen op de markt, maar allemaal werken ze min of meer volgens hetzelfde principe. We geven een woordje uitleg bij de werking en het rendement van deze toestellen, en we beantwoorden enkele veelgestelde vragen.

 

PREMIE
Wie ervoor kiest om een warmtepomp te laten plaatsen door een gecertifieerde installateur, kan daarvoor een beroep doen op de Vlaamse verbouwpremie of de renteloze Verbouwlening. Meer informatie kan je terugvinden op de website van de Vlaamse Overheid.

 

Werking

Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een toestel die energie uit de bodem, het grondwater of de lucht onttrekt – drie componenten waarin door de zon (en magma in de aarde) heel wat warmte zit opgeslagen – en die in bruikbare warmte omzet voor centrale verwarming. Hoewel de meeste toestellen werken op elektriciteit, bestaan er ook warmtepompen die werken op aardgas. Er bestaan verder zowel monoblocwarmtepompen als warmtepompen die uit twee units bestaan (één unit buiten en één unit binnen).

 

Hoe werkt een warmtepomp?

De werking van een warmtepomp lijkt ingewikkelder dan het is. Het valt het best te vergelijken met een koelkast.

1. De warmtepomp haalt energie uit de lucht, de bodem of het water. Met die energie verdampt de warmtepomp een koudemiddel of koelvloeistof via een ingebouwde verdamper.

2. De verdampte vloeistof wordt vervolgens door een compressor uit de verdamper gezogen en door een compressor samengedrukt op hoge druk en hoge temperatuur. Een condensor zal de gassen onder hoge druk en op hoge temperatuur terug vloeibaar maken. De hoge temperatuur wordt zo afgegeven aan het warmteafgiftesysteem en de hoge druk wordt verwijderd via het expansieventiel.

3. Een ontspanner zal uiteindelijk de koelvloeistof van zijn hoge naar de oorspronkelijke lage druk terugbrengen, waardoor de cyclus kan herstarten.

In heel dit proces is het vooral de compressor die elektriciteit verbruikt, wat meteen al een groot voordeel van warmtepompen naar voren brengt: het lage energieverbruik. 65 tot 80% van de door de warmtepomp geleverde energie wordt gewonnen uit de omgeving. Zo zorgen ze voor een lagere CO₂-uitstoot.

 

Rendement

Hoewel een warmtepomp op een duurzame manier werkt, vergt de installatie nog steeds een flinke investering die je liefst zo snel mogelijk terugverdient. Dan is een maximaal rendement van primordiaal belang.

COP

Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt met de COP, de Coefficient Of Performance. Die wordt berekend door de energie die de warmtepomp onttrekt uit lucht, bodem of grondwater te delen door de elektriciteit die deze gebruikt om functioneren. Hoe kleiner het temperatuurverschil tussen de bron en de gewenste cv-temperatuur, hoe hoger het COP, en dus ook het rendement.

Een goede warmtepomp heeft over het hele jaar gezien een gemiddelde COP van 4. Dit betekent dat de warmtepomp voor elke verbruikte kW energie gemiddeld 4 kW nuttige warmte oplevert. Bij een warmtepomp zullen fabrikanten vaak verschillende COP's meegeven, op basis van de gewenste cv-temperatuur.

SCOP en SPF

De COP is een momentopname, maar de buitentemperaturen staan uiteraard niet stil, daarom vormt de SCOP – de Seasonal Coefficient of Performance doorgaans een betere maatstaf voor het rendement van een warmtepomp. De SCOP berekent die namelijk op een volledig jaar, rekening houdend met de verschillende buitentemperaturen over de seizoenen heen. De SCOP houdt daarbij rekening met zowel elektrische als thermische verliezen, waardoor dit een betere maatstaf is om het rendement van een warmtepomp te bepalen.

Verder heb je ook nog de SPF (Seasonal Performance Factor), die is in principe identiek aan de SCOP en is eigenlijk een procentuele uitdrukking daarvan, waarbij ook het opwekkingsrendement van de elektriciteitscentrale mee in rekening wordt gebracht.

Een optimaal rendement

Om een optimaal rendement te behalen met een warmtepomp zijn er een aantal belangrijke factoren.

• Ten eerste is het rendement sterk afhankelijk van het type warmtepomp – welke soorten er zijn, kan je hier lezen. Een warmtepomp die energie onttrekt uit de bodem zal meer renderen dan een warmtepomp die energie neemt uit de buitenlucht, doordat de buitenlucht veel gevoeliger is aan temperatuurschommelingen, en dus minder constant is.
• Een warmtepomp als woningverwarming heeft enkel nut in een woning waar er zo weinig mogelijk warmteverliezen zijn. Is je woning voldoende geïsoleerd (dak, vloer, muur, hoogrendementsglas), dan zal je er meer voordeel uit kunnen halen.
• Uiteraard speelt de afregeling van het toestel een bepalende rol, hoewel je de installatie van lucht-water- en lucht-lucht-systemen tegenwoordig zelf kan doen, laat je de opstart altijd over aan een professional.
• Een warmtepomp combineer je het best met een lagetemperatuursverwarming, zoals vloerverwarming.
• Wie voor een deel zelf voorziet in zijn elektriciteit met zonnepanelen, zal uiteindelijk ook minder betalen in verbruik.

 

Energielabel

Alle warmtebronnen moeten voorzien worden van energielabels. Voor warmtepompen betekent dit een overeenkomstige onderscheiding voor zowel warmteopwekking als warmwatervoorziening. Voor warmwatervoorziening is het hoogst mogelijke energielabel momenteel A, voor warmteopwekking A++.

Het is vooral interessant om nader te kijken naar de werkelijke waarden die de fabrikant in zijn documentatie opgeeft. Het is namelijk zo dat bepaalde lucht-waterwarmtepompen ook vandaag al voldoen aan de criteria van het energie-efficiëntielabel A+++, dat in de toekomst wordt ingevoerd en een nog hoger rendement zal bieden. Het verschil tussen twee energie-efficiëntieklassen kan oplopen tot 25%, een aanzienlijk verschil in energieverbruik.

 

Opstelling

Afgiftesysteem

Doorgaans wordt bij een warmtepomp vooral vloerverwarming aangeraden als beste optie. Het best passende afgiftesysteem voor je warmtepomp hangt in de eerste plaats af van of je een lagetemperatuurwarmtepomp hebt, dan wel een hogetemperatuurwarmtepomp.

Lagetemperatuurwarmtepomp

Wanneer er over warmtepompen wordt gesproken, gaat het in de eerste plaats over lagetemperatuurwarmtepomp die water opwarmen tot 50 °C. Deze werken het best in combinatie met lagetemperatuurverwarming, en dan komt vloerverwarming inderdaad als meest geschikte mogelijkheid uit de bus, gezien daarbij het cv-water ook op lage temperatuur (tot 40 °C) wordt verdeeld – in tegenstelling tot klassieke radiatoren, waar het water op 80 °C doorstroomt.

Ventiloconvectoren zijn echter een goed alternatief: doordat de ventilator aanslaat en die de lucht door de convector forceert, kan de kamer met een lagere watertemperatuur worden opgewarmd. Je kunt bij dit systeem gewoon gebruikmaken van het bestaande leidingsysteem voor radiatoren. Verder zijn overgedimensioneerde radiatoren, waar het water toestroomt aan een temperatuur van 35 tot 55 °C eveneens een goede optie.

Haalbaarheid

Wil je een warmtepomp laten installeren, maar weet je niet of je woning met de huidige isolatiegraad kan overschakelen op lagetemperatuurverwarming? Dat kan je controleren door op een koude dag de aanvoertemperatuur van je cv-water te verlagen tot 50 °C, de radiatoren open te zetten en na te gaan of het nog warm genoeg is in je woning. Is dat zo? Dan moet een dimensioneringsnota van een vakman duidelijkheid scheppen of je huidige afgifteopstelling voldoet en of je radiatoren moet bijplaatsen of vervangen. Is het te koud? Dan is in eerste instantie bij-isoleren de boodschap.

Hogetemperatuurwarmtepomp

Je bent aan het renoveren, je wil een warmtepomp laten plaatsen, maar je wil of kan je traditionele radiatoren niet vervangen? Dan kan een hogetemperatuurwarmtepomp ook een oplossing bieden. Die warmt het water op tot boven de 65 °C en is op die manier meer geschikt voor wie zijn radiatoren wil behouden. Deze zijn echter wel prijziger in aanschaf. Een andere optie voor wie (voorlopig) zijn huidige afgiftesysteem behoudt en niet meteen kan bij-isoleren, is een hybride opstelling. Daarover kan je hier meer lezen.

De keuze voor een warmtepomp of hybride systeem, maak je op basis van een professionele warmteverliesberekening

 

Monobloc of tweeledig?

Monobloc

Bij een monoblok warmtepomp zitten de verdamper en condensor samen in één (buiten)unit. Het water wordt in deze unit opgewarmd en loopt dan via geïsoleerde buizen naar binnen. Er zijn verschillende voordelen aan monoblokwarmtepompen. De belangrijkste hierbij is dat er geen koeltechnische handelingen hoeven uitgevoerd te worden. Het koelcircuit wordt namelijk al in de fabriek gemaakt en getest. De installateur dient enkel twee leidingen (met water of brine) naar binnen te brengen.

De warmteverliezen zijn zeker niet hoger dan met een splittoestel, in tegendeel. Het water heeft doorgaans een lagere temperatuur dan het koudemiddel (lees lagere warmteverliezen). Een belangrijk aandachtspunt is het risico op bevriezen van de leidingen bij een langdurige stroompanne, maar tegenwoordig bieden de meeste fabrikanten hier al een oplossing voor.

 

Tweeledig

Bij een tweeledig systeem zitten de verdamper en condensor in twee aparte units, meestal één buiten en één binnen. Tussen de twee lopen leidingen met koelmiddel. De opwarming (of soms ook afkoeling) van het water door het koelmiddel gebeurt dan in de binnenunit.

Bij dit type warmtepompen is het van groot belang dat de technicus die het werk uitvoert, beschikt over enerzijds een speciaal bekwaamheidscertificaat voor de omgang met koudemiddelen en anderzijds over de geschikte specialistische gereedschappen, zoals bijvoorbeeld een vacuümpomp.

Grote fabrikanten bieden in dit geval een inbedrijfstellingsservice aan, waardoor men niet zelf op zoek moet naar een technicus. Natuurlijk zijn er ook nog verschillen tussen brine en koudemiddel. Bij splitwarmtepompen op basis van koudemiddel is de compressor meestal in de buitenunit ondergebracht.

 

Onderhoud

Warmtepompen zijn onderhoudsvriendelijk, maar zoals bij alles wat woningtechnieken omslaat, is een regelmatig onderhoud positief voor de levensduur van het systeem. Een jaarlijkse check-up door het installatiebedrijf zal er ook voor zorgen dat het gemiddelde rendement hoog blijft en dat alles naar behoren blijft functioneren. Het is tot op dag van dit schrijven echter geen verplichting.

SANITAIR WARM WATER
Als je met een warmtepomp je woning verwarmt, is er voor warm water wel nog een extra boiler nodig. Als de warmtepomp voldoende vermogen heeft, kan deze daaraan gekoppeld worden. Tegenwoordig wordt vaak een aparte warmtepompboiler geïnstalleerd.