Warmtepomp algemeen

 

Steeds meer ben ik erachter gekomen dat onder het mom van duurzaam, de werkelijke eigenschappen anders en vooral beter worden voorgesteld dan dat ze zijn. Als je dan op het internet gaat zoeken word je vaak op het verkeerde been gezet. Zoek maar eens op “warmtepomp”. Meestal kom je terecht bij installateurs die “verreweg de beste warmtepomp” hebben, maar eigenlijk bedoelen dat ze er een kunnen leveren. Of je komt terecht bij een informatie website van een tussenpersoon waar je voor het gemak 5 offertes kan krijgen en je alleen nog maar hoeft te tekenen bij het kruisje. Voor je het weet zit je vast aan een oplossing die je eigenlijk helemaal niet wilt.

Leveranciers onderbouwen de kwaliteit met dat ze er al heel veel geleverd hebben of dat er veel in gebruik zijn. De prestaties worden dan een beetje aangedikt en ze komen met tussenoplossingen die eigenlijk geen echte oplossingen zijn. Meestal wordt dan een lucht/water warmtepomp geadviseerd. Deze warmtepomp doet het best wel aardig in het voor- en najaar, maar in de winter, bij vorst, kan deze het vaak niet aan. Zonder het hardop te zeggen wordt er dan op gerekend dat je elektrisch gaat bijstoken (een dure liefhebberij) en, laten we wel wezen, veel mensen zullen het niet eens merken behalve dat bij de eindafrekening de energierekening toch iets hoger uitvalt dan gedacht. Of ze komen met de “hybride” oplossing waarbij er ook nog een gastoestel aanwezig is om bij te stoken. Naar mijn mening is dit per se geen goede oplossing en zo komen we dan ook niet van het gas los. Bij een hybride-gas-oplossing moet je later alsnog overstappen en dan krijg je de transitiekosten nog een keer.

De reden waarom installateurs vaak lucht- of hybride warmtepompen aanbieden is dat ze zelf niet gecertificeerd zijn om een bodemwarmtepomp te mogen plaatsen. voor een luchtwarmtepomp heb je geen certificering nodig en daarom zijn er zoveel klachten op dit gebied. Meer info op dit gebied in mijn boek.

Heel actueel (16 sept 2019) is een onderzoek van de consumentenrubriek Radar. 

quote

“Bij 38 procent van de warmtepomp bezitters zijn na installatie problemen ontstaan. 81 procent heeft hierover geklaagd, maar de meeste klachten worden niet opgelost: in de meeste gevallen zegt de aangesproken partij de problemen niet te kunnen verhelpen. Anderen ontkennen het probleem, of wijzen aansprakelijkheid hiervoor van de hand. Het gevolg: de meerderheid is ontevreden over de manier waarop klachten worden behandeld.

38 procent van de warmtepomp bezitters ondervindt na de installatie van de pomp problemen. Het meest gehoorde probleem, bij 60 procent, is dat de woning onvoldoende verwarmd wordt. 37 procent heeft niet het beloofde financiële rendement, 26 procent heeft onvoldoende warm water. Bij 3 procent is er zelfs sprake (geweest) van een onveilige installatie, met brand- of legionellagevaar tot gevolg.”

einde quote

In Radar zelf wordt een lans gebroken voor een certificering van alle warmtepomp installateurs en dat kan ik alleen maar ondersteunen. Het is toch te gek dat bijna 40% van de mensen ontevreden is.

Bij een bodemwarmtepomp moet de installateur wél gecertificeerd zijn. Zo zie je maar weer, goedkoop is duurkoop.

 

Als we een apparaat kopen kijken we op internet waar deze het goedkoopste is. Vervolgens kijken we naar de reviews of dit apparaat goed werkt. Als het apparaat geïnstalleerd moet worden zoeken we nog naar een installateur en kijken we ook naar de reviews of deze een beetje goed werk aflevert. Normaal gesproken is dat best een goede weg.

 Bij warmtepompen moet je echter zélf een zeer belangrijke keus maken

 Er bestaan grofweg twee soorten warmtepompen namelijk de lucht/water warmtepomp en de bodem/water warmtepomp. De verschillende eigenschappen met bijbehorende kosten heb ik op een rijtje gezet. Als referentie gebruik ik mijn eigen woning 900 m3 aardgas en 4000 kWh elektra per jaar:  

Lucht/water Bodem/water Geen
Aanschaf pomp €   6.500 € 11.000
Subsidie – € 1.400 – € 2.800
Huisinstallatie €   7.000 €    7.000
Overig verbruik elektra 4000kWh *1 €      PM €      PM € 15623
Gasverbruik 900 m3 / jaar + vastrecht € 19552
Extra elektrakosten pomp 15 jaar*2 €   5.375 €    4.296
Zonnepanelen bij energieneutraal €   8.536 €    6.468
Belastingteruggave zonnepanelen – € 1.700 – € 1.300
Totale kosten over 15 jaar € 24.311 € 24.664. € 35.175
Waardevermeerdering huis € 11.362 € 12.221
Geluidsoverlast Relatief veel, buiten Stil als een koelkast
Onderhoud Af en toe Onderhoudsarm jaarlijks
Levensduur warmtepomp *3 Middel Hoog
Prestatie Slechter bij koud weer Constant constant
Passieve koeling Niet mogelijk Mogelijk Niet mogelijk
Bron Buitenunit nodig Bronboring nodig
Break-even punt *4 Ca. 15 jaar Ca. 15 jaar nooit

 

 Bovenstaande tabel verdient toelichting:

*1 Bij verbruik 4.000kWh wordt het gewone huishoudelijke elektriciteitsverbruik bedoeld, dus niet voor de pomp voor de verwarming. Dit heb ik op 4.000 kWh gezet. Toch is dit energieverbruik van belang, omdat we deze energie ook willen compenseren met zonnepanelen.

*De extra elektrakosten zijn het gevolg van het beëindigen van de salderingsregeling. Verhoudingsgewijs zal de lucht/water warmtepomp meer elektra verbruiken als er geen opbrengst is uit de zonnepanelen (vooral in de winter dus). Ook bij een energieneutraal huis krijg je een elektra rekening.

*3 De Levensduur van een warmtepoimp installatie is niet 15 jaar zoals zo vaak gedacht wordt. Ook al kost de totale warmtepomp met huisinstallatie bijvoorbeel € 15000, het zal nooit zo zijn dat alles in een keer stuk is en alles vervangen moet worden. Het allerduurste component zal niet meer zijn dan bv. € 2000. Dit is vergelijkbaar met een cv-ketel, daar hoef je ook niet alles te vervangen mocht er wat stuk zijn.

*4 In de break-even tijd moet ook de prijsstijging van de energie meegenomen worden. Dat kan aanzienlijk zijn, denk aan 5 à 10 % per jaar. Voor elektra ben ik conservatief uitgegaan van 3 % per jaar, voor gas 6 % per jaar.

De terugverdientijd verdient ook een aanvulling. Stel je hebt een koophuis. Je hebt € 25.000 geïnvesteerd, dan is het huis meteen al € 15.000 (60 % van investering) meer waard geworden. De terugverdientijd en break-even tijd wordt berekend uit het eerdere gasverbruik (900 m3 aardgas) en elektra (4000 kWh).  De extra afschrijving en onderhoud van de warmtepomp, vooral van belang bij de luchtwarmtepomp, is niet meegenomen.

Voor een bodem/water-warmtepomp moet er een bron geboord worden. Dit is de belangrijkste verklaring waarom deze bodem/water warmtepompinstallatie aanmerkelijk duurder is. Voor het installeren van een bodem/water warmtepomp moet een installateur gecertificeerd zijn. De meeste installateurs zijn dit niet. De techniek is ook ingewikkelder; vooral het inregelen. Daarom bieden ze vaak aan wat ze wél mogen installeren. Dat is dan een lucht/water warmtepomp en dát is meestal niet in het belang van de klant.

Het wil overigens niet zeggen dat een lucht/water warmtepomp een slecht apparaat is of dat de installateur slecht werk levert. Het is gewoon het einde van de mogelijkheden met dit apparaat.

Je kunt het vergelijken met een brommobiel tegenover een gewone auto. Beiden werken ze, maar de prijzen en prestaties zijn anders.

Geluid: de lucht/water warmtepomp levert buiten tot maximaal 65 dB geluid (wettelijke eis). 50 dB is te vergelijken met een langsrijdende auto. Dat is gemeten op 5 m afstand. 40 dB is zeker al hinderlijk als je het onder je slaapkamerraam hebt staan. Er bestaan omkastingen die het geluid met ongeveer 10 dB verminderen. Dit gaat gedeeltelijk ook ten koste van het rendement. Het geluid gaat (behalve in de zomer) ook ’s nachts door.

Je kunt je afvragen waarom ik vaak het geluid benadruk. Tot nog toe heb ik van geen enkele eigenaar of de buren van een lucht/water warmtepomp gehoord dat het geen probleem is. In elk artikel over warmtepompen, en dan worden de lucht/water warmtepompen bedoeld, wordt gesproken over het geluid en wat eraan gedaan moet worden. Nergens heb ik van een echt succesverhaal gehoord behalve van de fabrikant of leverancier zelf.

Het elektriciteitsgebruik compenseren we met een aantal zonnepanelen, zodat het huis zowel energieneutraal als CO2 neutraal kan zijn.

Als we nu over een periode van 15 jaar kijken dan hebben beide warmtepompinstallaties met zonnepanelen netto ongeveer evenveel gekost. De waardevermeerdering van het huis is echter bij de bodem/water warmtepomp iets hoger omdat de te verwachten kosten bij de lucht/water warmtepomp door zullen gaan.

Mochten de financiën een probleem zijn dan is een zeer gunstige lening in de vorm van een hypotheek een optie. Deze hypothecaire lening kan maximaal € 25.000 bedragen en is op het moment van schrijven beschikbaar tegen een rente van ca. 2,3 % per jaar. Deze rente is aftrekbaar voor de belasting voor een periode van 10 of 15 jaar. De lening is onbeperkt extra aflosbaar en telt niet mee voor de maximale hypotheeklastnorm.  Zie:www.energiebespaarlening.nl.

Voor mij is de uitdaging om het hele huis (43 jaar oud) energieneutraal te maken en daarbij de gasaansluiting te verwijderen, ook wel 0-op-de-meter genoemd. Dat lukt praktisch gesproken alleen maar met een bodem/water warmtepomp met zonnepanelen. De keuzes die ik gemaakt heb, heb ik zeer uitvoerig onderbouwd. Ik hoop dat de lezer hiervan zal profiteren.

En voor de duidelijkheid, ik heb geen actief bedrijf en heb geen enkele relatie met welke fabrikant dan ook.

 

 

 

Een warmtepomp is een heel efficiënte machine om warmte uit de omgeving te halen. Als we 1 kW in de warmtepomp stoppen kunnen we 1 tot 5 kW extra en gratis uit de omgeving halen. Samen komt er dan 2 tot 6 kW aan warmte uit. Deze verhouding uit/in noemen we dan de Coëfficiënt Of Performance, de COP. De COP is te vergelijken met het rendement: hoe hoger, hoe beter. De warmtepomp is vergelijkbaar met een omgekeerde koelkast. Aan de ene kant wordt de warmte weggehaald en aan de andere kant komt die warmte plus de toegevoerde energie er weer uit. De warmtepomp haalt dan de warmte uit de buitenlucht, uit de grond of ook uit stromend water.

Sinds enige tijd moeten elektrische apparaten, dus ook een warmtepomp, een label voeren. Dit is om apparaten onderling te kunnen vergelijken. Welk apparaat is het beste en wat kan dit ding allemaal. 

Net als bij een koelkast of vriezer werkt de warmtepomp beter en goedkoper als het temperatuurverschil kleiner is. Bij thermische systemen wordt er dan gesproken over de Carnot cycle. Zie hiervoor:

 

https://nl.wikipedia.org/wiki/Carnotproces

Het effect van de verschillende temperaturen is als volgt in te zien (genoemde getallen zijn indicatief):

Als er helemaal geen verliezen zouden zijn dan is de COP (zeg maar winstfactor) de laagste absolute aanwezige temperatuur gedeeld door het verschil hoogste minus laagste temperatuur.

Het is dan jammer dat bij de thermische overdracht van gas naar vloeistof of omgekeerd, er een flinke temperatuursprong moet zijn om het vermogen over te kunnen dragen. In onderstaand voorbeeld neem ik een paar redelijk reële getallen om het effect van temperaturen te illustreren.

De hoogste temperatuur is dan niet de aanvoertemperatuur, maar de hoogste temperatuur in de compressor (heetgas). Deze is ongeveer evenredig met het over te dragen thermische vermogen, dus reken er voor het gemak 20 graden bij. Dit is vanwege de overdracht van de warmtewisselaar. De 35 ˚C-aanvoertemperatuur wordt opgehoogd naar 55 ˚C. Voor de brontemperatuur nemen we in dit voorbeeld 7 °C zie hieronder.

Bijvoorbeeld (273 K + 7 °C)/ (55 °C – 7 °C) = 280/ 48 = 5,83

Bij een lucht/water warmtepomp is de laagste temperatuur niet de temperatuur van de buitenlucht, maar van de afgekoelde lucht; denk aan tot 20 graden lager. Als we als voorbeeld de 7 °C aanhouden dan wordt het sommetje voor de lucht/water warmtepomp:

(273 K + 7 °C – 20 K)/ (55 °C –7 °C+ 20K) = 260/ 68 = 3,82

 

We hebben er dus alle belang bij dat de afgiftetemperatuur zo laag mogelijk is en de bron-temperatuur zo hoog mogelijk. Helaas is het geen ideale wereld en zullen we de berekende theoretische COP van 5,83 respectievelijk 3,82 niet halen. Dit verschil wordt veroorzaakt door mechanische en elektrische verliezen in het systeem. De verliezen zitten in de compressor, eventueel de ventilatoren bij de lucht/water warmtepomp, in de elektronica en ook in de warmteverliezen van b.v. de boiler. Als we de bron dus op 7 °C kunnen houden en de radiatortemperatuur beperken tot 35 ˚C dan is het redelijk optimaal. In een normale winter is het gemiddeld 4 ˚C, maar kan de temperatuur ook zakken tot ‑15 °C. In het geval van een lucht/water warmtepomp gaat de COP dan heel hard achteruit. Bovendien zijn er andere effecten, zoals bevriezing van het systeem, die het alleen maar erger maken. In de praktijk ben je in deze situatie voor een groot deel elektrisch aan het stoken.

We zien zo al heel snel dat er beperkingen zijn in de COP. Als we een laagtemperatuursysteem hebben om warmte af te geven zoals vloerverwarming, wandverwarming of laagtemperatuur- verwarming van 35 ˚C en de bron is 7 ˚C, dan kunnen we theoretisch al nooit ver boven de COP van 6 uitkomen. Maar de praktijk is iets weerbarstiger. Als het afgegeven vermogen minder wordt, bijvoorbeeld in het voor- of najaar, worden de eigen verliezen (elektronica, pompen en boilerverliezen) verhoudingsgewijs groter. Hierdoor zakt de verhouding, dus de COP, ook weer.

 

Vergelijking cv-installatie met warmtepomp

Laten we een gasgestookte cv-ketel vergelijken met een warmtepomp. Een klassiek centraal verwarmingssysteem is gebaseerd op hoge temperaturen. De standaardradiatoren van een cv-installatie kunnen alleen de warmte kwijt als er hoge watertemperaturen gebruikt worden. Bij een warmtepompinstallatie is het water bij lange na niet zo heet. Deze temperatuur is nominaal 35 ˚C in plaats van 75 ˚C. De effectiviteit van een radiator is dan aanmerkelijk lager, ongeveer een factor 5. De oplossing hiervoor is oppervlaktevergroting in de vorm van grotere radiatoren, vloerverwarming, wand- of muurverwarming of geforceerde luchtverwarming d.m.v. ventilatoren op of in de radiatoren. Dit laatste wordt bijvoorbeeld toegepast bij convectorputten. Een groot voordeel van een warmtepompinstallatie is dat de pomp nagenoeg continu aan staat. Hoe kleiner het temperatuurverschil en hoe regelmatiger, hoe zuiniger de installatie. Dit is de essentie waarom een warmtepomp zo zuinig in gebruik kan zijn. Elk ander gebruik maakt het onzuiniger. In tegenstelling tot een cv-installatie, die alleen bij een vraag een groot vermogen kan afleveren, is een warmtepomp een continue bron van warmte maar dan met een lagere temperatuur. Dit verklaart ook meteen waarom voor warm water een boiler nodig is om het water te bufferen. Een klassieke cv-installatie kan een groot vermogen (bv. 25 kW) afgeven voor direct gebruik bij douchen of het bad vullen.