Warmtepompboilers: zuinig en snel terugverdiend

Opleiding voor installatie blijft wenselijk

De laatste jaren kan de verwarmingssector de groeiende populariteit van warmtepompboilers duidelijk merken. Dat is niet verwonderlijk, want door de energiezuinigheid en snelle terugverdientijd is het een interessante investering. Zo'n toestel bevat echter heel wat elektronica en in sommige gevallen is koeltechnische kennis noodzakelijk. Daarnaast zijn er nog andere aandachtspunten bij de plaatsing, waardoor opleidingen voor installateurs steeds zijn aangeraden.

Warmtepompboilers

Warmtepompboilers situeren zich in de klasse van de hernieuwbare energie. Het werkingsprincipe kan vergeleken worden met een koelkast. Deze bevat namelijk een koudemiddel dat warmte onttrekt aan de binnenkant van de kast. Die warmte wordt dan buiten afgegeven. Een warmtepompboiler bevat ook een koudemiddel, waardoor de boiler warmte kan onttrekken aan de omgeving en dan afgeeft aan het water.

De installatie is beschikbaar in verschillende maten, gaande van L tot XXL. Welke maat het best wordt geïnstalleerd, hangt af van de specifieke sanitaire warmwatervraag in een woning, appartement of publiek gebouw. Een warmtepompboiler is vooral voordelig in een renovatie - zeker ter vervanging van een elektrische boiler - maar ook in nieuwbouw kan het toestel zijn plek vinden.

De warmtepompboiler zuigt lucht aan uit de omgeving en haalt hier warmte uit door middel van een verdamper. De warmte wordt vervolgens overgebracht naar een koudemiddel dat in de verdamper circuleert. Het koudemiddel verdampt hierdoor en wordt naar een compressor geleid. De compressor verhoogt de druk van het koudemiddel, waardoor de temperatuur stijgt. Het hete koudemiddel wordt vervolgens naar een condensor geleid, waar het zijn warmte afgeeft aan het water in de boiler.

Het afgekoelde koudemiddel wordt vervolgens teruggeleid naar de verdamper om het proces opnieuw te starten. Op deze manier kan een warmtepompboiler efficiënt warm water produceren, met een veel lager energieverbruik dan bijvoorbeeld een elektrische boiler. Het is een duurzame en energiezuinige oplossing voor het verwarmen van water.

2 types

Warmtepompboilers zijn verkrijgbaar in twee verschillende types, namelijk een monobloc en een splitsysteem.

Monobloc

Bij een monobloc is de warmtepomp boven op de boiler geplaatst. Alle componenten zijn in één enkele eenheid geïntegreerd, inclusief de compressor, de verdamper, de condensor en de warmwateropslagtank. Dit betekent dat het apparaat compact is en relatief eenvoudig binnen te installeren is. Bij een monobloc warmtepompboiler is er geen buitenunit aanwezig en dienen er geen koeltechnische handelingen te gebeuren.

De warmte wordt deels onttrokken aan de ruimte waarin de warmtepompboiler zich bevindt. Maar als het toestel naast een buitenmuur staat, worden aanvoer- en afvoerkanalen voorzien om de warmere lucht van buiten naar binnen te leiden en om de afgekoelde lucht weer naar buiten te brengen.

Doorgaans is de vraag naar enkel omgevingslucht vrij beperkt: vaak gaat het om een relatief kleine ruimte met te weinig inhoud voor een warmtepompboiler om goed te werken. Idealiter wordt er dus ventilatielucht onttrokken (meerdere vertrekken en/of uitblaas), bijvoorbeeld in combinatie met buitenlucht. Er kan ook warmte worden gehaald uit een lagetemperatuurwarmtenet of verwarmingsinstallatie.

Een monobloc kan aan de muur bevestigd worden (muurmodel), maar er bestaan ook staande vloermodellen. Muurmodellen zijn wel iets kleiner. Die hebben meestal een capaciteit van 100 l tot 150 l, terwijl vloermodellen een grootte van 180 l tot wel 500 l - afhankelijk van de fabrikant - kunnen hebben.

Idealiter wordt er ventilatie- of buitenlucht onttrokken

Splitsysteem

Bij een splitsysteem bevindt de warmtepomp (dus de compressor en verdamper) zich niet op het toestel, maar staat deze buiten opgesteld. De binneneenheid bevat dan de condensor en de warmwateropslagtank. Op die manier kan de warmtepompboiler een veel groter vermogen leveren en dus het water sneller opwarmen. Een splitsysteem is wel duurder dan een monobloc. Daarnaast is het niet bij elke woning mogelijk om een buitenunit te plaatsen. Er moet buiten sowieso voldoende plaats zijn en er moeten ook verschillende koeltechnische leidingen gelegd worden tussen de compressor en de boiler (die dan nog steeds binnen staat).

5 mogelijke configuraties

Een warmtepompboiler kan een ideale oplossing zijn voor mensen die reeds over fotovoltaïsche zonnepanelen beschikken, want die twee installaties kunnen gemakkelijk aan elkaar gekoppeld worden. Op die manier wordt het sanitair water ook opgewarmd met zonne-energie. Bovendien zijn bepaalde modellen uitgerust met een extra warmtewisselaar, zodat de opwarming ook kan gebeuren met een externe bron (zoals een ketel of thermische zonnecollectoren) als bijverwarming. Samengevat zijn er dus vijf verschillende manieren waarop een warmtepompboiler kan worden geconfigureerd:

• Warmtepompboiler (zonder extra energiebronnen);
• Warmtepompboiler gekoppeld aan fotovoltaïsche zonnepanelen;
• Warmtepompboiler gekoppeld aan fotovoltaïsche zonnepanelen, met bijverwarming via een ketel;
• Warmtepompboiler met bijverwarming via thermische zonnecollectoren;
• Warmtepompboiler met bijverwarming via een ketel.

Verschil met zonneboiler?

Hoewel een warmtepompboiler kan worden gekoppeld aan zowel fotovoltaïsche zonnepanelen als thermische zonnecollectoren, toont die combinatie toch enkele verschillen met een zonneboiler. Bij een zonneboiler is er slechts één energiebron, namelijk zonne-energie. Bij een warmtepompboiler dient zonne-energie enkel als aanvulling. Het is dan ook belangrijk om de door thermische zonnecollectoren opgewekte energie te beperken bij warmtepompboilers, anders bestaat het risico dat de temperatuur in de kuip van de boiler in overdrive gaat. Een alternatieve oplossing is om het aantal collectoren af te stemmen op het boilervolume en het dagelijkse verbruik.

Tegenwoordig is er ook de Smart Grid-technologie. Hiermee kan je bij overproductie van de fotovoltaïsche panelen je warmtepompboiler gaan boosten naar een hogere temperatuur door 'gratis' stroom te gebruiken. Een warmtepompboiler van 200 l die bijvoorbeeld op 50 °C gestookt wordt, kan geboost worden naar 55 of 60 °C en geeft dan meer l/min water aan 45 °C.

Voor- en nadelen

Energiezuinig met snelle terugverdientijd

Het belangrijkste voordeel van een warmtepompboiler is zonder twijfel dat het een energiezuinig toestel is, zeker in vergelijking met de klassieke elektrische boiler. Bij een elektrische boiler resulteert de inbreng van 1 kWh elektriciteit in 1 kWh thermische energie. Bij een warmtepompboiler, daarentegen, wordt 1 kWh elektriciteit omgezet in 3 à 3,5 kWh thermische energie (afhankelijk van de omstandigheden). Dat komt omdat de warmtepompboiler een groot deel van zijn warmte uit de lucht haalt: 1/3 van het vermogen is afkomstig uit elektriciteit, 2/3 uit ventilatielucht, buitenlucht of lagetemperatuurwarmtenet/verwarmingssysteem.

Hoewel een warmtepompboiler beduidend duurder is dan een elektrische boiler, zorgt het lagere jaarlijkse verbruik ervoor dat het verschil in aankoopprijs snel gecompenseerd kan worden. Na gemiddeld 1,5 jaar kan de meerprijs van een warmtepompboiler reeds volledig worden terugverdiend.

Elektrische weerstand

Elke warmtepompboiler is voorzien van een elektrische weerstand. In de eerste plaats zorgt die voor een bescherming tegen legionella, maar de weerstand maakt het ook mogelijk om in geval van nood - bijvoorbeeld als de waterkuip plots leeg blijkt - een boostverwarming te voorzien. Het sanitair water kan dan sneller worden opgewarmd, maar in feite werkt de warmtepompboiler dan zoals een elektrische boiler en gaat elk energiebesparend voordeel verloren.

Functionaliteit via smartphone

Naast de energiezuinigheid en de bijhorende besparing zijn er voor de particulier nog andere voordelen verbonden aan een warmtepompboiler. Het is namelijk mogelijk om de warmtepomp vanop afstand te bedienen met de smartphone. Dat kan bijvoorbeeld handig zijn als de particulier op vakantie gaat en bij vertrek vergeet om de warmtepompboiler in vakantiemodus te plaatsen. Dankzij de smartphone kan overtollig verbruik dan zelfs vanop de bestemming vermeden worden.

Lange opwarmtijd

Een mogelijk minpunt van warmtepompboilers dat zeker in acht moet worden genomen, is de lange opwarmtijd bij het type monobloc. Een model van 200 l heeft 7 à 8 uur nodig, voor een model van 270 l moet er gerekend worden op ongeveer 10 uur. Deze tijdspannes gelden bij een volledig afgekoelde (ca. 10 °C) of lege warmtepompboiler. In de praktijk zal het vaak dus wat minder lang duren.

Bij het splitsysteem ligt die opwarmtijd veel lager, 3 à 4 uur is reeds voldoende. Dat komt omdat er achter een dergelijk toestel veel meer kracht zit. De compressor staat immers buiten, dus er is - voor de gebruiker - minder geluidsoverlast.

Installatie

Toestelgrootte berekenen

Aangezien de dimensionering van een warmtepompboiler afhankelijk is van de sanitaire warmwatervraag, moet de grootte van het toestel voor iedere situatie berekend worden. Al zijn er natuurlijk wel enkele richtlijnen. Voor een gemiddeld gezin van vier personen zou een toestel van 180 l of 270 l moeten volstaan, in een appartement zou 100 l of 150 l al voldoende moeten zijn.

Uiteraard moet de noodzakelijke grootte van een warmtepompboiler zorgvuldig berekend worden. Daarvoor mag worden uitgegaan van minimaal 50 l water van 45 °C per persoon van het huisgezin. Door de lange opwarmtijd zou het erg problematisch zijn, mocht het toestel te klein zijn. En als de elektrische bijverwarming steeds moet bijspringen, zal er niet veel kunnen worden bespaard op de energiekosten.

De grootte van het toestel moet voor iedere situatie berekend worden

Een overgedimensioneerde warmtepompboiler is minder ernstig. De boiler zal dan gewoon minder aanslaan, want de temperatuur gaat amper verloren in de goed geïsoleerde kuip (sommige toestellen hebben tot 8 cm PIR-isolatie). Maar door de kostprijs van het toestel is dat toch ook af te raden.

Aandachtspunten bij plaatsing monobloc

Voor het installeren van een monobloc moet met verschillende zaken rekening worden gehouden. Indien er omgevingslucht wordt aangezogen, moet er eerst en vooral voldoende ruimte vrij zijn rond de warmtepompboiler. Fabrikanten raden minimaal 20 m³ aan. Daarnaast moet er zeker voor gezorgd worden dat een vloermodel stabiel wordt opgesteld.

Die 20 m³ vrije ruimte is niet de enige reden waarom er grondig moet worden nagedacht over de plaatsing van een monobloc. Ook de potentiële geluidsoverlast speelt een rol, want een warmtepompboiler produceert ongeveer 53 dB. Daarom wordt het toestel beter niet vlak bij een slaapkamer of leefruimte (bijvoorbeeld keuken of woonkamer) opgesteld.

De fabrikanten streven er wel naar om het geluid bij ieder nieuw model meer en meer te dempen. Een monobloc mag zeker niet in een ruimte staan die verwarmd is, want die warmte zal opnieuw onttrokken worden door de warmtepompboiler. Door de werking van een warmtepompboiler kan de temperatuur in een ruimte immers enkele graden dalen. Daarom wordt een monobloc idealiter geplaatst in een geïsoleerde garage of kelder.

Ten slotte moet bij een monobloc met aanvoer- en afvoerkanalen van en naar buiten de nodige aandacht besteed worden aan die kanalen. De buizen voor de luchtaanname en -afvoer mogen niet te lang zijn, anders zal de ventilator de tegendruk niet kunnen overwinnen.

Aandachtspunten bij plaatsing splitsysteem

Aangezien de compressor bij een splitsysteem buiten opgesteld staat, verdwijnen de aandachtspunten van een monobloc bij dat type. Buiten is er sowieso meer vrije ruimte beschikbaar, en ook het probleem van geluidsoverlast vermindert.

Voor de plaatsing van een splitsysteem dient u als installateur wel koeltechnisch geschoold te zijn. Tussen de buitenunit en het boilervat dat binnen staat, moeten er namelijk koelleidingen gelegd worden.

Opleiding voor de installateur

Het installeren van een monobloc is op zich niet zo ingewikkeld, maar het toestel beschikt wel over heel wat elektronica. Een opleiding om alle verschillende onderdelen van een warmtepompboiler te leren kennen, is dan ook geen overbodige luxe. Dergelijke opleidingen worden door de meeste fabrikanten van warmtepompboilers zelf aangeboden en nemen slechts een halve dag in beslag.

Zoals hierboven aangegeven vraagt de installatie van een splitsysteem koeltechnische kennis. Daarvoor is het dan ook nodig om een specifieke opleiding te volgen.

Onderhoud

Een warmtepompboiler is in principe onderhoudsarm. Wel is het zeker aangeraden om jaarlijks te controleren of de ventilator en de warmtewisselaar niet te veel zijn vervuild door stof. Dat stof kan eenvoudig worden weggenomen met een borstel, een licht vochtige doek of stofzuiger. De particulier zou dat zelf kunnen doen, maar fabrikanten adviseren toch om een professional in te schakelen. Zo kunnen eventuele defecten meteen worden opgemerkt.

Daarnaast moet een warmtepompboiler minstens eenmaal om de twee jaar grondig worden nagekeken. Dat garandeert immers de levensduur van het toestel. 

Met dank aan Atlantic, Bosch Climate, Buderus, CTC, Daikin, NIBE, Remeha, Thermo Comfort en Viessmann