De warmtepomp: altijd een comfortabel huisklimaat

De warmtepomp is de kachel van de toekomst. Het systeem zorgt het hele jaar door voor een comfortabel huisklimaat én voor een hoge energiebesparing. In de zomer houdt de warmtepomp uw huis koel, ’s winters wordt uw woning verwarmd.

Verwarmen en koelen

Een warmtepomp is een systeem dat net als een cv-installatie of zonnecollector het huis kan voorzien van verwarming en warm water. Een warmtepomp kan bovendien ook koelen. Warmtepompsystemen zijn duurzaam. Het rendement voor verwarming kan oplopen tot 140 procent. De bron van warmte is bovendien onbeperkt en kosteloos beschikbaar: grond- en oppervlaktewater, buitenlucht en ventilatielucht.

Warmte uit de bodem en de lucht

Warmtepompen zijn al een paar jaar op de markt als bron voor ruimteverwarming, -koeling en warm tapwater. Warmtepompen voor verwarming gebruiken meestal de bodem als warmtebron; boilers die worden aangedreven door een warmtepomp gebruiken doorgaans warmte uit de lucht. Vroeger werd het principe achter een warmtepomp alleen toegepast in koelkasten en airconditioningsystemen.

Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp werkt in feite als een koelkast, maar dan omgekeerd. Waar een koelkast warmte onttrekt en die via het rooster aan de achterkant afgeeft, trekt de warmtepomp energie uit de buitenlucht, aarde of water naar binnen. En hij geeft er koude (naar buiten) voor terug.

In een notendop werkt een warmtepomp als volgt:

Bodemwater of buitenlucht wordt geleid langs een vloeistof in de warmtepomp die op lage temperatuur al verdampt. Bij het verdampen neemt die vloeistof warmte op uit de warmtebron.

De pomp drukt vervolgens de vloeistofdamp samen. Daardoor stijgt de druk en neemt de temperatuur nog meer toe. De warmte wordt vervolgens langs bijvoorbeeld waterleidingen van een verwarmingssysteem geleid, en daaraan afgegeven. Als de bodem de warmtebron is, pompt de warmtepomp grondwater omhoog. Dan wordt de warmte uit het water gehaald en het afgekoelde water weer teruggepompt. Weer andere warmtepompsystemen hebben een speciale collector op het dak. Ze onttrekken daar warmte aan de buitenlucht.

Wat is het rendement van een warmtepomp?

Warmtepompen werken op elektriciteit of op gas. Maar de hoeveelheid benodigde energie is veel lager dan die van een gasgestookte HR-ketel. Het rendement van de installatie staat op de warmtepomp genoteerd, achter de aanduiding COP. COP staat voor coefficient of performance. Achter COP staat altijd een getal. Dat geeft de verhouding aan tussen de hoeveelheid warmte die de warmtepomp afgeeft en de hoeveelheid energie die de installatie nodig heeft om te pompen en dergelijke. Een COP van 1 betekent dat de warmtepomp net zoveel warmte afgeeft als hij aan energie opmaakt. De huidige elektrische warmtepompen hebben een COP tussen 3 en 5. Bij een COP van 3 geeft de warmtepomp driemaal meer warmte af dan hij nodig heeft; het rendement is dan 300 procent.

Wanneer werkt een warmtepomp beter dan een HR-ketel?

Om een eerlijke vergelijking met een HR-ketel te kunnen trekken, moeten we ook het elektriciteit- of gasverbruik voor de warmtepomp meewegen. Elektriciteit ontstaat door verbranding van kolen en gas. Bij die productie gaat 60 procent van de energie verloren in restwarmte. Elektriciteitsproductie heeft dus een rendement van 40 procent.

Een elektrische warmtepomp duikt onder het energieverbruik van een gasgestookte HR-ketel (rendement 100 procent) als de pomp een COP heeft van minimaal 2,5. Want 2,5 maal 40 procent (elektriciteitsrendement) is 100 procent.

De gasgestookte warmtepomp heeft een rendement van 120 tot 140 procent. Dat is vergelijkbaar met een elektrische warmtepomp met een COP van 3 tot 3,5. Die installaties hebben een 11 tot 31 procent hoger rendement dan de beste HR-ketels (109 procent).

Stand van zaken

Het aantal warmtepompen in Nederland groeit sterk. Volgens het CBS werden in 2017 een kleine 50.000 warmtepompen geplaatst bij woningen. Begin 2018 waren ruim 220.000 woningen voorzien van een warmtepomp. Kortom, de warmtepomp is geen innovatief systeem meer, maar een beproefde verwarmingstechniek.

Doelstellingen klimaatakkoord

Het aantal warmtepompen in Nederlandse woningen neemt de komende jaren waarschijnlijk sterk toe. zeker nu de overheid maatregelen neemt om het aardgasverbruik drastisch te verlagen. In de voorstellen voor het Klimaatakkoord staat dat in 2030 al 2 miljoen woningen aardgasvrij moeten zijn. Warmtepompen gaan hierin een belangrijke rol spelen. Daarnaast stijgt de energiebelasting op aardgas de komende jaren waarschijnlijk met zo’n 75%, terwijl de energiebelasting op elektriciteit omlaag gaat. Ook komt er een gebouwgebonden financiering. Huizenbezitters moeten in de toekomst gemakkelijker een financiering kunnen krijgen om hun woning te verduurzamen en energieneutraler te maken. Deze lening is niet gebonden aan een eigenaar, maar aan de woning. Door deze aanpassingen wordt het nog goedkoper om een woning met een warmtepomp te verwarmen.

Compressiewarmtepompen

De meeste warmtepompen zijn compressiewarmtepompen. De drie belangrijkste onderdelen zijn de verdamper, de compressor en de condensor. Die spelen een rol in de drie stappen waarmee de warmtepomp warmte verzamelt: warmte ophalen, samenpersen en afgeven.

Warmte ophalen

De verdamper bevat een zogeheten transportvloeistof die al bij lage temperatuur verdampt. De vloeistof is vergelijkbaar met de koelvloeistof uit koelkasten en airco’s. De warmte van de bron (de bodem, lucht of oppervlaktewater) is voldoende om de vloeistof in de verdamper te verwarmen en te laten verdampen. In gasvorm stijgt de transportvloeistof dan op.

…samenpersen…

De compressor in de warmtepomp perst de damp vervolgens samen. Daardoor stijgt de druk en neemt de temperatuur toe. Voor deze compressie is energie nodig. Het gaat om een elektrische warmtepomp als compressie plaatsvindt met een elektrische compressor. Gasgestookte warmtepompen voeren de druk op met een gasmotor.

… en weer afgeven

In het derde belangrijke onderdeel van de warmtepomp, de condensor, krijgt de damp weer de ruimte. Daardoor neemt de druk af en gaat de damp weer over in vloeistof. Daarbij komt warmte vrij. Die warmte gaat via de condensor naar de verwarmingsinstallatie of boiler. De temperatuur van de afgegeven warmte is aanzienlijk hoger dan de temperatuur van de opgenomen warmte.

De transportvloeistof stroomt vervolgens weer naar de verdamper, waarna het proces weer opnieuw begint.

SolarFreezer: een nieuw warmtepompsysteem

Barts Installatietechniek wil vooroplopen in duurzame toepassingen zoals de warmtepomp. We zijn officieel dealer van de SolarFreezer: een warmtepompinstallatie met een bufferzak in de kruipruimte en zonnecollectoren op het dak. Daardoor hoeven we niet de diepte in te boren.

Hoe werkt het systeem?

1. We verzamelen thermische energie door collectoren te plaatsen onder PV-panelen.
2. Deze energie wordt direct gebruikt voor het maken van warm water en verwarming met een warmtepomp.
3. Daarnaast wordt deze energie gebruikt voor het ‘voeden’ van de bufferzak.
4. Als er te weinig energie van het dak beschikbaar is, kan de warmtepomp energie onttrekken uit de bufferzak.