Gemiddelde COP-waarden van warmtepompen: een overzicht voor efficiënt verwarmen

Inleiding

Het kiezen van een warmtepomp voor het verwarmen van een woning is steeds vaker een realistische en duurzame keuze. De COP-waarde (Coefficient of Performance) is een centraal begrip bij het bepalen van de efficiëntie van een warmtepomp. Deze waarde geeft aan hoeveel warmte een warmtepomp per kWh elektriciteit levert. In dit artikel geven we een gedetailleerd overzicht van de gemiddelde COP-waarden van verschillende soorten warmtepompen, zoals lucht/water, hybride, monoblock, bodem- en water/water warmtepompen. Daarnaast leggen we uit hoe COP-waarden in de praktijk worden gemeten en hoe ze kunnen worden gebruikt om de prestaties van verschillende systemen te vergelijken. Het artikel richt zich zowel op woningeigenaars als op professionele verwarmingsinstallateurs die op zoek zijn naar betrouwbare informatie over de efficiëntie van warmtepompen.

Wat is COP en waarom is het belangrijk?

Definitie van COP

De COP-waarde is de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die een warmtepomp levert (afgegeven vermogen) en het elektriciteitsverbruik dat nodig is om deze warmte te produceren (opgenomen vermogen). In wiskundige termen wordt dit weergegeven als:

$$ \text{COP} = \frac{\text{Afgegeven warmte}}{\text{Opgebruikte elektriciteit}} $$

Een COP van 4 betekent dat een warmtepomp voor elke kWh elektriciteit 4 kWh warmte produceert. Dit maakt de COP-waarde een essentieel maatstaf voor de efficiëntie van een warmtepomp.

COP versus rendement

Hoewel COP-waarden vaak worden vergeleken met het rendement van conventionele verwarmingsinstallaties zoals CV-ketels, is er een belangrijk verschil in het vergelijkingssysteem. CV-ketels werken met verbrandingsprocessen en hebben een rendement dat wordt uitgedrukt als een percentage. Een HR-ketel (hoge rendementketel) heeft bijvoorbeeld een rendement van 100% tot 105%. Dit betekent dat 100% van de energie in het verbrandingsproces wordt omgezet in warmte.

Warmtepompen daarentegen werken met een thermodynamisch proces dat warmte uit een bron (zoals lucht of water) overbrengt naar een verhoogde temperatuur. Omdat een warmtepomp geen energie verbrandt, maar warmte overbrengt, is het rendement van een warmtepomp altijd hoger dan 100%. De COP-waarde geeft dus een betere weergave van het rendement van een warmtepomp.

Praktisch voorbeeld

Een voorbeeld maakt het verschil duidelijk. Als een warmtepomp een COP van 4 heeft, betekent dit dat voor elke 1 kWh elektriciteit die wordt verbruikt, er 4 kWh aan warmte wordt geleverd. Dit komt overeen met een rendement van 400%. In vergelijking met een HR-ketel met een rendement van 100%, is een warmtepomp dus aanzienlijk efficiënter.

Gemiddelde COP-waarden van verschillende warmtepomptypes

Lucht/water warmtepompen

Lucht/water warmtepompen zijn de meest gebruikte warmtepomptypes in particuliere woningen. Ze halen warmte uit de buitenlucht en zetten deze om in warm cv-water voor verwarming. De COP-waarde van deze warmtepompen hangt sterk af van de buitentemperatuur. Bij lagere temperaturen daalt de COP, terwijl deze bij hogere temperaturen stijgt.

Gemiddelde COP

De gemiddelde COP van lucht/water warmtepompen ligt rond de 4,5. Dit is een theoretisch gemiddelde over het hele jaar. In de winter, bij lage buitentemperaturen (bijvoorbeeld rond 0°C), kan de COP dalen tot 2,5 tot 3. In de lente en herfst, wanneer de buitentemperatuur hoger is, kan de COP echter aanzienlijk stijgen.

Hybride warmtepompen

Een hybride warmtepomp is een variant van de lucht/water warmtepomp, aangevuld met een HR-ketel als back-up. Als de warmtepomp niet voldoende warmte kan leveren bij zeer lage buitentemperaturen, neemt de HR-ketel het over. De gemiddelde COP van een hybride warmtepomp ligt rond 4 tot 4,5. De aanwezigheid van de HR-ketel zorgt ervoor dat de COP minder sterk varieert over het jaar in vergelijking met een puur elektrische lucht/water warmtepomp.

Split- en monoblock systemen

Lucht/water warmtepompen komen meestal in twee configuraties: split of monoblock. Een split-systeem bestaat uit een binnenunit en een buitenunit. Een monoblock-systeem is geheel buiten geplaatst. De COP van een monoblock warmtepomp is iets lager dan die van een split-systeem en ligt rond de 4,2.

Bodemwarmtepompen

Bodemwarmtepompen, ook wel aardwarmtepompen genoemd, halen warmte uit de aarde. Ze gebruiken een lus in de grond, die tot wel 100 meter diep kan zitten, om warmte uit de grond op te tillen. Omdat de aardtemperatuur het hele jaar relatief stabiel is, is de COP-waarde van een bodemwarmtepomp in de praktijk hoger dan die van een lucht/water warmtepomp.

Gemiddelde COP

De gemiddelde COP van een bodemwarmtepomp ligt rond de 5 tot 5,5. Dit maakt bodemwarmtepompen aanzienlijk efficiënter dan lucht/water warmtepompen. De stabiliteit van de grondtemperatuur zorgt ervoor dat de COP minder sterk varieert over het jaar.

Uitdagingen

Hoewel bodemwarmtepompen efficiënter zijn, zijn ze ook duidelijk duurder en complexer in de installatie. De investering in grondwerken en leidingen maakt deze optie minder aantrekkelijk voor woningeigenaars die op zoek zijn naar een kostenefficiënte oplossing.

Water/water warmtepompen

Water/water warmtepompen halen warmte uit oppervlaktewater of putwater en zetten deze om in warm cv-water. Dit type warmtepomp is zeldzaam in particuliere woningen vanwege de hoge kosten en de complexiteit van de installatie. De COP-waarde van een water/water warmtepomp ligt ook rond de 5 tot 5,5, vergelijkbaar met die van bodemwarmtepompen.

Lucht/lucht warmtepompen (airco)

Lucht/lucht warmtepompen, vaak aangeduid als airco’s met verwarming, zetten warmte uit de buitenlucht om in warme lucht die in de woning wordt geblazen. Dit type warmtepomp is minder efficiënt dan lucht/water of bodemwarmtepompen. De gemiddelde COP ligt rond de 4.

Lucht/lucht warmtepompen worden vooral gebruikt voor tijdelijke of aanvullende verwarming. Ze zijn geschikt voor lichte verwarming in winters met milde temperaturen, maar zijn minder geschikt voor het verwarmen van woningen in extreem koude omstandigheden.

COP versus SCOP: het jaarlijkse rendement

Wat is SCOP?

De SCOP-waarde (Seasonal Coefficient of Performance) is een maat voor het gemiddelde rendement van een warmtepomp over het hele jaar. In tegenstelling tot de COP, die een momentopname geeft, geeft de SCOP-waarde een betrouwbaarder beeld van de efficiëntie van een warmtepomp in de praktijk. De SCOP wordt berekend door het COP over verschillende tijdsperiodes op te tellen en te delen door het totale aantal uren per jaar.

Waarom is SCOP belangrijk?

De COP van een warmtepomp varieert aanzienlijk over het jaar. In de winter, bij lage buitentemperaturen, is de COP lager dan in de lente of herfst. De SCOP-waarde maakt dit verschil duidelijk en geeft een beter beeld van het daadwerkelijke rendement van een warmtepomp in de specifieke klimaatcondities van een woning.

Hoe wordt SCOP gemeten?

Om de SCOP van een warmtepomp te bepalen, moeten zowel het elektriciteitsverbruik als het warmteoutput worden gemeten over een langere periode. Dit vereist het plaatsen van een kWh-meter voor het elektriciteitsverbruik en een Delta T-meter voor het afgifte- en retourvermogen van het verwarmingssysteem.

Door deze metingen te doen, is het mogelijk om het COP per uur, per dag, per maand of per jaar te berekenen. Dit levert een gedetailleerd inzicht in het werkelijke rendement van de warmtepomp.

Rekenvoorbeeld

In een praktische situatie kan het COP verloop niet lineair zijn. Bijvoorbeeld in januari kan het gemiddelde COP 4 zijn, maar het werkelijke COP over 263 draaiuren was 4,36. Dit betekent dat het COP niet alleen bepaald kan worden op basis van de gemiddelde temperatuur, maar ook op basis van de duur van het gebruik.

Hoe kies je een warmtepomp op basis van COP?

Efficiëntie en kosten

Het kiezen van een warmtepomp met een hoge COP is verstandig, zowel voor het milieu als voor de eigenaar. Een warmtepomp met een hogere COP werkt efficiënter en verbruikt dus minder elektriciteit. Dit leidt tot lagere energiekosten en een snellere terugverdientijd van de investering. Daarnaast is minder elektriciteit nodig, wat het gebruik van zonnepanelen voor het compenseren van het verbruik beperkt.

Klimaat en locatie

Het kiezen van een warmtepomp moet ook rekening houden met de klimaatcondities en de locatie van de woning. In regio’s met zeer koude winters is een hybride warmtepomp of een bodemwarmtepomp een betere keuze dan een puur elektrische lucht/water warmtepomp.

Vergelijking met een CV-ketel

Om het rendement van een warmtepomp te vergelijken met dat van een CV-ketel, is het belangrijk om rekening te houden met de verhouding tussen elektriciteit en gas. Een HR-ketel heeft een rendement van ongeveer 100%, wat overeenkomt met een COP van 1. Een warmtepomp met een COP van 4 is dus 4 keer efficiënter dan een HR-ketel.

Hoe kun je de COP van je warmtepomp optimaliseren?

Goede isolatie

Een goede isolatie van de woning is essentieel om de efficiëntie van een warmtepomp te verbeteren. Door warmteverlies te beperken, hoeft de warmtepomp minder hard te werken om de gewenste temperatuur te bereiken. Dit resulteert in een hogere COP en lagere energiekosten.

Correct dimensioneren

Het dimensioneren van een warmtepomp is een belangrijk aspect voor het optimaliseren van de COP. Een warmtepomp die te klein is, kan onvoldoende warmte leveren, terwijl een te grote warmtepomp inefficiënt werkt. Het is daarom belangrijk om de warmtepomp correct te dimensioneren op basis van de energiebehoefte van de woning.

Gebruik van zonnepanelen

Het gebruik van zonnepanelen kan het verbruik van een warmtepomp compenseren en het rendement verder verhogen. Een warmtepomp met een hoge COP kan met een kleiner aantal zonnepanelen worden gevoed, wat de totale investering kan beperken.

Conclusie

De COP-waarde is een essentieel maatstaf voor de efficiëntie van een warmtepomp. In dit artikel hebben we de gemiddelde COP-waarden van verschillende warmtepomptypes besproken, inclusief lucht/water, hybride, monoblock, bodem- en water/water warmtepompen. We hebben ook de invloed van de buitentemperatuur op de COP besproken en de betekenis van de SCOP-waarde uitgelegd.

Het kiezen van een warmtepomp met een hoge COP leidt tot lagere energiekosten, een snellere terugverdientijd en een lagere CO₂-uitstoot. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met de klimaatcondities en de locatie van de woning bij het kiezen van een warmtepomp.

Door goede isolatie, correct dimensioneren en het gebruik van zonnepanelen, kan de COP van een warmtepomp worden optimaliseerd. Dit zorgt voor een efficiënter en duurzamer verwarmingsinstallatie voor de toekomst.

Bronnen

1. Warmerhuis.nl
2. Engie.nl
3. Klimaatexpert.com
4. Demargaretha.nl
5. Technea.nl