Warmtepomp
Een warmtepomp is de meest milieuvriendelijke manier om een huis te verwarmen en warm tapwater te verkrijgen. Maar hoe wérkt een warmtepomp precies?
Een warmtepomp wint zijn warmte uit lucht, bodem of grondwater
De warmtepomp wint warmte uit de bodem, de lucht of het grondwater. Daarna zet hij dit om in bruikbare energie om uw huis te verwarmen. Een warmtepomp gebruikt elektriciteit. Het stroomverbruik in huis neemt dan ook toe, terwijl het gasgebruik afneemt. Neem bijvoorbeeld een lucht/water warmtepomp: tijdens het verwarmen onttrekt deze warmtepomp energie uit de buitenlucht. De energie pompt hij in het buitendeel op naar een bruikbaar niveau voor verwarming, waarna het systeem de warmte afgeeft in de ruimte. Hier liggen de bekende natuurkundige processen aan ten grondslag: verdampen en condenseren.
De werking van een warmtepomp
Tussen het buitendeel en het binnendeel van het warmtepompsysteem stroomt een koudemiddel. Met behulp van een compressor in het buitendeel, wordt dit koudemiddel rondgepompt. Voorop staat dat hij de warmte van een lage naar een hoge temperatuur brengt. En dan zodanig dat deze kan dienen als verwarming.
Met behulp van het koudemiddel onttrekt de warmtepomp warmte aan de buitenlucht. Dit koudemiddel heeft de bijzondere eigenschap dat het al verdampt bij een heel lage temperatuur. Hierdoor kan een warmtepomp zelfs bij een heel lage buitentemperatuur toch bruikbare warmte uit de buitenlucht opnemen. Het koudemiddel haalt warmte uit de buitenlucht doordat het verdampt onder lage druk en dit vormt zich tot een soort gas.
In een gesloten systeem pompt hij vervolgens het aanwezige gas rond en verhoogt hij de druk. Het resultaat is dat het warme gas condenseert bij de hoge temperatuur en verhoogde druk, waardoor warmte vrijkomt. Deze warmte geeft hij af aan de lucht of een watercircuit. Vervolgens staat hij dit af in de ruimte. Als dit gebeurt, verlaagt hij de druk in de condensor weer, transporteert het koudemiddel als vloeistof naar het buitendeel en neemt hij weer nieuwe energie uit de buitenlucht op. En zo herhaalt de cyclus van de warmtepomp zich steeds opnieuw.
Kortom: het winnen van warmte bij een lage temperatuur en het afgeven van deze warmte bij een hogere temperatuur is mogelijk door:
Warmte winnen: koudemiddel bij lage temperatuur laten verdampen door de druk te verlagen. Vloeistof wordt gas.
Warmte afgeven: koudemiddel (in gasvorm) bij een hoge temperatuur laten condenseren door de druk te verhogen. Gas wordt weer vloeistof en er komt warmte vrij die het systeem gebruikt voor verwarming.
Om de vraag over het energieverbruik van een warmtepomp goed te kunnen beantwoorden, moeten we eerst het antwoord weten op twee andere vragen, namelijk:
Hoeveel energie is er nodig om een huis te verwarmen, van warm water te voorzien en te koelen?
Met welk rendement kan de warmtepomp warmte uit de omgeving omzetten in nuttige warmte en (eventueel) een huis actief koelen?
Benodigde energie
Het antwoord op de eerste vraag is vooral afhankelijk van de zogeheten warmtebehoefte van je huis. De warmtebehoefte wordt bepaald door een aantal factoren, zoals:
· de grootte van je huis · de mate van isolatie van je huis · het aantal personen in je huishouden · de gewenste hoeveelheid warm water
Een groot, matig geïsoleerd huis heeft uiteraard een hogere warmtebehoefte dan een goed geïsoleerd klein huis. En wie dagelijks uitgebreid in bad gaat, verbruikt meer warm water dan iemand die ’s ochtends alleen kort onder de douche springt.
Voor wat koeling betreft: een water/water warmtepomp met passieve koeling gebruikt maar weinig elektrische energie. De compressor schakelt hierbij immers niet in. Wil je met een lucht/water warmtepomp koelen, dan wordt de compressor wél gebruikt en dat kost – zoals je hiervoor al kon lezen – de nodige elektrische energie.
Geen of veel minder gasverbruik
Misschien overbodig om te vermelden: heb je een all-electric woning met een warmtepomp, dan verbruik je meer elektriciteit. Daar staat tegenover dat je geen gas meer verbruikt en zelfs geen gasaansluiting meer hebt. Je bespaart dus fors op je energiekosten voor gas en betaalt ook geen vastrechtkosten meer voor de gasmeter. Heb je een kleinere warmtepomp die samen met een gasgestookte cv-ketel een zogeheten hybride installatie vormt? Dan gebruik je nog wel gas, maar veel minder dan voorheen.
Verwacht echter geen wonderen van een warmtepomp
Het vermogen t.o.v. een CV-ketel is laag, het duurt langer om het huis op te warmen en als het koud is hebben lucht-water warmtepompen minder vermogen, het is daarom aanbevolen om geen nachtverlaging toe te passen. Een extra elektrisch Element kan ook helpen om extra vermogen te leveren als het nodig is.
De warmtepomp maakt alleen nog geen warmwater, daarvoor is een (warmtepomp)boiler of hygënebuffervat nodig mijn voorkeur is om dit met een zonneboiler aan te vullen omdat de zonneboiler ook de verwarming ondersteunt maakt de warmtepomp minder draaiuren en verbruikt minder stroom waardoor weer minder zonnepanelen nodig zijn.
links een voorbeeld van hoe een warmtepomp hybride toegepast kan worden en rechts een versie met vloerverwarming
Hieronder heb ik enkele veel gestelde vragen (FAQ’s) en antwoorden:
Warmtepompen
Hoeveel stroom verbruikt een warmtepomp?
Voorbeeld berekening verbruik warmtepomp
Zoals je hebt kunnen lezen, wordt het energieverbruik van een warmtepomp beïnvloed door allerlei factoren. Onderstaand rekenvoorbeeld geeft je een goede indruk van het werkelijk verbruik met alleen een elektrische warmtepomp in een all-electric woning.
Uitgangspunten (energieprijzen 2021!)
· Je huis is voorzien van een cv-ketel op gas met een rendement van 95% (calorische bovenwaarde) · Je verbruikt in totaal 1.600 m3 gas per jaar (het gemiddelde voor een huis in Nederland) · Per jaar is 40 m3 gas nodig om te koken · Je gasverbruik voor verwarmen en warm water bedraagt dus: 1.600 m3-/- 40 m3= 1.560 m3 · Gas kost € 0,75 per m3, elektriciteit kost € 0,22 per kWh · Je gasrekening voor verwarming en warm water bedraagt dan: 1.560 x € 0,75 = € 1.170,- per jaarOm te berekenen hoeveel het in energiekosten kan gaan schelen wanneer je je gasgestookte cv-ketel inruilt voor een elektrische warmtepomp, moet eerst worden bepaald hoeveel warmte de cv-ketel in kWh levert voor verwarmen en warm water. Dat gaat zo: 1.560 m3 gas x 9,27 kWh(*)=14.461 kWh.
(*)Dit is de omgerekende hoeveelheid energie in kWh die 1 m3 aardgas levert bij een ketelrendement van 95% op calorische bovenwaarde.
Hoeveel kWh verbruikt een warmtepomp?
Hoeveel stroom verbruikt een warmtepomp per jaar? Vervang je je cv-ketel door een warmtepomp met een (heel goed te realiseren) rendement van 480% (COP = 4,8), dan is voor het leveren van dezelfde hoeveel warmte 14.461/4,8 = 3.013 kWh aan elektriciteit nodig. Dit kost je jaarlijks 3.013 x € 0,22 (prijs per kWh) = € 663,-.Conclusie: warmtepompen leveren dus voor meer kWh aan warmte dan dat ze gebruiken, doordat er energie uit de bron wordt gehaald. Hierdoor heb je minder energie nodig waar je voor moet betalen. En ook in financieel opzicht – kijkend naar het prijsverschil tussen een m3 gas en een kWh elektriciteit – is de warmtepomp veel voordeliger. Wek je dan ook nog eens je eigen stroom op met pv-panelen, dan wordt je voordeel alleen nog maar groter.
Van het gas af, kan dat zomaar?
Van het gas af
Dat is wat nu iedereen wil, en gezien de huidige gasprijs is dat ook begrijpelijk en daarom hier even een paar punten:
Als je vloerverwarming hebt is het geen probleem om een warmtepomp te gebruiken, als je een goed geïsoleerd huis hebt kan het ook zonder vloerverwarming.
Is je huis zonder vloerverwarming minder goed geïsoleerd kan het ook nog wel maar op koude dagen kan het zijn dat je een trui aan moet doen omdat een warmtepomp op lucht nu eenmaal minder warmte levert als het buiten koud is. Ook geven radiatoren bij de lage temperaturen van een warmtepomp veel minder warmte af, dus bij slechte isolatie en radiatoren is hybride (warmtepomp wordt ondersteund door CV) de beter oplossing.
De stroom die een warmtepomp verbruikt is evenredig aan het gasverbruik, gas geeft bij verbranding 9,7 kWh aan warmte af die gemiddeld met 85-95% rendement aan het huis afgegeven wordt, een gemiddelde warmtepomp levert 3-3,5 kWh per opgenomen kWh aan stroom, dus 1000 m³ aardgas levert ca. 9000 kWh warmte en een warmtepomp heeft daarvoor 3000 kWh aan stroom nodig. Bij een gasprijs van 3,80 €/m³ kost verwarmen op stroom bij 0,90€/kWh dus €1100 minder(stand 19-9-2022) , als deze stroom door zonnepanelen opgewekt wordt kan je dus je huis voor 0€ verwarmen zolang de salderingsregeling geldt.
Een huis verwarmen met een warmtepomp is niet 123 gedaan, je hebt ook een (warmtepomp)boiler nodig voor warm water en/of een buffervat voor een betere werking van de warmtepomp, vanwege energiebesparing is het mijn advies om er dan ook een zonneboiler bij te plaatsen, hierdoor is de besparing op je stroomrekening ca. 25-30% en dankzij de subsidie op zonneboiler kost het niets extra.
Voorbeeld: Een huis verbruikt 1500 m² aardgas en 3000 kWh stroom (dus €8400/jaar, energieprijzen van 19-9-2022) , warmtepomp en zonneboiler kosten voor aftrek subsidie ca. €10.000, de zonnepanelen om op 0 te komen €6000,- montage van alles kost ca. 6000 dus in totaal ca. €22.000, de subsidie op warmtepomp/ zonneboiler en btw-teruggave op zonnepanelen zijn ca. €7000 dus kost het geheel €15.000 en dat is bij energieprijzen van 19-9-2022 en salderingsregeling binnen 2 jaar terugverdiend. Bij meer gasverbruik zal een grotere warmtepomp en meer zonnepanelen nodig zijn.
Een eenvoudige manier om te bepalen hoeveel vermogen er nodig is is gasverbruik delen door 200, dus voor 3000 m³ zal een 15 kW warmtepomp meestal genoeg zijn. (bij slechte isolatie en koud weer met minder comfort) Stroomverbruik van de warmtepomp kan vereenvoudig berekend worden door gasverbruik met 3 te vermenigvuldigen dus de 15 kW warmtepomp zal ca. 9000 kWh gaan verbruiken.
Bij de prijzen die tot het prijsplafond (2500 kWh en 1500 m³) zullen gelden (0,39 €/kWh en 1.69 €/m³) kost een kWh warmte met gas ca. 0,188 en met een warmtepomp 0,13, de besparing bij dit verbruik is 2535=1755= 4290 Euro en de terugverdientijd voor warmtepomp/zonneboiler en zonnepanelen bedraagt dan ca. 3,5 jaar.
Is mijn huis geschikt voor een warmtepomp?
Is mijn huis geschikt?
Om het warm te hebben in een huis met lage temperatuurverwarming, moet je huis goed geïsoleerd zijn en moet het warmteafgiftesysteem (radiatoren of vloerverwarming) voldoende warmte afgeven. Hieronder hebben we woningen in categorieën ingedeeld.
Woningen met een bouwjaar van 2000 of later zijn nu al klaar voor een warmtepomp. Door bouwbesluiten en normen voor nieuwbouw zijn deze woningen al voldoende geïsoleerd en geven de radiatoren voldoende warmte af.
Woningen die gebouwd zijn tussen 1992 en 2000 zijn in elk geval klaar voor een hybride warmtepomp oplossing en in sommige gevallen al voor een all electric warmtepomp.
Woningen van vóór 1992 waar twee of meer isolatiemaatregelen zijn toegepast zijn waarschijnlijk klaar voor een hybride warmtepomp.
Met de 50-gradentest kom je erachter of je woning er klaar voor is.