COP en SCOP van een lucht-water warmtepomp: begrijpen van het rendement

Published by Redactie on september 25, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

Een lucht-water warmtepomp is een duurzame oplossing voor verwarming en warmwaterbevoorrading in woningen en bedrijven. Het principe is eenvoudig: de warmtepomp haalt warmte uit de omgevingslucht en zet deze om in nuttig warme water, dat vervolgens wordt gebruikt voor verwarming of sanitair gebruik. Het rendement van deze warmtepomp wordt uitgedrukt in twee belangrijke parameters: COP (Coefficient of Performance) en SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Deze getallen geven inzicht in hoe efficiënt de warmtepomp werkt onder verschillende omstandigheden.

In deze artikel zullen we de werking van een lucht-water warmtepomp bespreken, de COP en SCOP uitleggen, de invloed van buitentemperatuur en afgifte-temperatuur op het rendement toelichten, en de betekenis van deze getallen voor de keuze van een warmtepomp. We zullen ook aandacht besteden aan praktische voorbeelden en grafieken die het rendement illustreren. Het doel is om zowel particuliere huiseigenaren als professionals in de bouw- en renovatiebranche een degelijk overzicht te geven van deze technologie en haar prestaties.

Werking van een lucht-water warmtepomp

Een lucht-water warmtepomp bestaat meestal uit een buitendeel en een binnendeel. Het buitendeel zorgt voor de opname van warmte uit de buitenlucht, terwijl het binnendeel de warmte overdraagt naar het water in het verwarmingssysteem. De basiswerking van de warmtepomp is gebaseerd op een kringloopproces met koelmiddel. Dit proces kan als volgt worden samengevat:

Aanvoer van lucht: Het buitendeel zuigt buitenlucht aan via een ventilator.
Warmteopname in de verdamper: De lucht wordt over een verdamper geleid, waarbij het koudemiddel warmte opneemt.
Compressie van het koudemiddel: De compressor verhoogt de druk en temperatuur van het koudemiddel.
Warmteafgifte in de condensor: Het warme koudemiddel geeft zijn warmte af aan het water in de condensor.
Expansie en herhaling: Het koudemiddel koelt af en verandert in vloeistof. Vervolgens passeert het het expansieventiel en keert terug naar de verdamper om het proces opnieuw te starten.

De efficiëntie van dit proces wordt bepaald door verschillende factoren, waaronder de buitentemperatuur en de gewenste afgifte-temperatuur van het water. In het volgende gedeelte zullen we de COP en SCOP van de warmtepomp bespreken, die deze efficiëntie kwantitatief weergeven.

COP: Coefficient of Performance

De COP is de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die een warmtepomp afgeeft en het elektrische vermogen dat de warmtepomp nodig heeft om deze warmte te leveren. Het is een maat voor het rendement van de warmtepomp op een bepaald moment. Een hogere COP betekent een efficiëntere warmtepomp.

De COP wordt meestal gemeten onder standaardomstandigheden, zoals een buitentemperatuur van 7 °C en een afgifte-temperatuur van 35 °C of 45 °C. Voor een lucht-water warmtepomp zijn deze waarden bijvoorbeeld 4,4 en 3,6. Dit betekent dat bij een buitentemperatuur van 7 °C en een afgifte-temperatuur van 35 °C, de warmtepomp 4,4 keer zoveel warmte levert als het elektriciteitsverbruik. Bij een afgifte-temperatuur van 45 °C is deze factor lager, namelijk 3,6.

Het is belangrijk om te begrijpen dat de COP van een luchtwarmtepomp sterk afhankelijk is van de buitentemperatuur. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe moeilijker het voor de warmtepomp is om warmte op te nemen uit de lucht. Dit resulteert in een lagere COP. Omgekeerd, bij hogere buitentemperaturen, zoals in de zomer, is de COP hoger en werkt de warmtepomp efficiënter.

Een voorbeeld van de COP-berekening: - De warmtepomp levert 5 kWh warmte. - Het elektriciteitsverbruik is 1 kWh. - De COP is dus 5.

Deze COP is 500% rendement, wat in de verwarmingssector uitzonderlijk hoog is. In vergelijking met traditionele verwarmingsmethoden zoals elektrische CV-ketels, die een rendement van maximaal 100% hebben, is een warmtepomp aanzienlijk efficiënter.

SCOP: Seasonal Coefficient of Performance

Hoewel de COP een waardevolle maat is voor het rendement op een bepaald moment, geeft het geen compleet beeld van het seizoensverloop. Daarom is de SCOP ontwikkeld. De SCOP is een gemiddeld rendement over het hele jaar en rekening houdt met de variabele buitentemperaturen gedurende het seizoen.

De SCOP wordt berekend aan de hand van een reeks representatieve buitentemperaturen en afgifte-temperaturen die gedurende het jaar voorkomen. Deze waarden worden gebruikt om het rendement van de warmtepomp onder verschillende omstandigheden te bepalen. Het resultaat is een theoretisch gemiddeld rendement dat dichter bij de praktijk ligt dan de COP onder standaardomstandigheden.

De SCOP is vooral belangrijk voor lucht-water warmepompen, omdat de buitentemperatuur gedurende het jaar sterk kan variëren. Voor aardwarmepompen, waarbij de bron (de grond) een vrij constante temperatuur heeft, is de SCOP minder relevant, omdat het rendement minder sterk varieert.

In Nederland en België, die behoren tot midden-Europa, zijn er drie klimaatzones gedefinieerd (noord, midden en zuid). Voor elke zone zijn er specifieke formules ontwikkeld om de SCOP te berekenen. Deze formules zijn gebaseerd op gemiddelde buitentemperaturen en afgifte-temperaturen die realistisch zijn voor de regio.

De SCOP van een warmtepomp is een theoretisch getal, maar het geeft een beter beeld van het werkelijke rendement dan de COP. Het SPF (Seasonal Performance Factor) is een variant van de SCOP en wordt vaak gebruikt in de praktijk. Het SPF kan worden teruggevonden via het Fishe-label dat op het energielabel van de warmtepomp staat.

Invloed van buitentemperatuur en afgifte-temperatuur op het rendement

De buitentemperatuur en de afgifte-temperatuur van het water hebben een grote invloed op het rendement van een lucht-water warmtepomp. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe moeilijker het is voor de warmtepomp om warmte op te nemen uit de lucht. Dit resulteert in een lagere COP. Omgekeerd, bij hogere buitentemperaturen is de COP hoger.

Ook de afgifte-temperatuur speelt een belangrijke rol. Hoe hoger de gewenste afgifte-temperatuur van het water, hoe meer energie de warmtepomp moet investeren om de gewenste temperatuur te bereiken. Dit heeft ook een negatieve invloed op het rendement. Een lage afgifte-temperatuur, zoals 35 °C, leidt tot een hogere COP dan een hogere afgifte-temperatuur, zoals 45 °C.

In praktijkvoorbeelden is te zien dat het rendement van een warmtepomp significant kan variëren, afhankelijk van de buitentemperatuur en de afgifte-temperatuur. In een grafiek die het rendement van een lucht-water warmtepomp toont, is duidelijk te zien dat de COP bij 20 °C buitentemperatuur aanzienlijk hoger is dan bij -20 °C. Ook is te zien dat hoe hoger de afgifte-temperatuur van het water, hoe lager de COP.

Praktisch rendement: een gemiddelde van een gemiddelde

Het praktische rendement van een warmtepomp is een complexe berekening die rekening houdt met de variabele buitentemperaturen gedurende het jaar. Aangezien het COP verloop niet lineair is met de temperatuur, is het niet mogelijk om simpelweg het gemiddelde van de buitentemperaturen te nemen en op basis daarvan het rendement te bepalen.

In plaats daarvan wordt een detaillere berekening gedaan, waarbij het rendement wordt bepaald op basis van 24 waarnemingen per dag. Deze waarnemingen worden opgeteld en gedeeld door 24 om een gemiddeld rendement voor die dag te verkrijgen. Vervolgens wordt dit proces herhaald voor de gehele periode en wordt er een seizoensgemiddeld berekend. Deze methode levert een nauwkeuriger beeld van het praktische rendement van de warmtepomp.

In de praktijk is het daarom belangrijk om rekening te houden met de variabele buitentemperaturen en de gewenste afgifte-temperatuur van het water. Een lage afgifte-temperatuur en een gunstige buitentemperatuur leiden tot een hoger rendement en een lager energieverbruik.

Grafiek van COP en SCOP: visuele weergave van het rendement

Een grafiek is een krachtig hulpmiddel om het rendement van een lucht-water warmtepomp te visualiseren. In zo’n grafiek worden de COP en SCOP weergegeven op basis van de buitentemperatuur en de afgifte-temperatuur. Dit geeft een duidelijk overzicht van hoe het rendement varieert onder verschillende omstandigheden.

In een voorbeeldgrafiek is te zien dat de COP bij 20 °C buitentemperatuur aanzienlijk hoger is dan bij -20 °C. Ook is te zien dat hoe hoger de afgifte-temperatuur van het water, hoe lager de COP. Een COP van 7,5 is in dit voorbeeld mogelijk, maar dit hangt af van de specifieke omstandigheden.

De grafiek toont ook de invloed van de buitentemperatuur op het rendement. Bij lagere buitentemperaturen moet de warmtepomp harder werken om warmte op te nemen uit de lucht, wat resulteert in een lagere COP. Bij hogere buitentemperaturen is het rendement hoger.

De SCOP is in deze grafiek niet direct te zien, maar de invloed ervan is wel zichtbaar in de variatie van de COP gedurende het seizoen. De SCOP geeft een theoretisch gemiddeld rendement, dat dichter bij de praktijk ligt dan de COP onder standaardomstandigheden.

Invloed van locatie en klimaat

De locatie en het klimaat van een woning hebben een grote invloed op het rendement van een lucht-water warmtepomp. In regio’s met een koud klimaat, zoals Scandinavië, is de COP van de warmtepomp lager dan in regio’s met een milder klimaat, zoals Nederland. Dit komt doordat de buitentemperatuur in Scandinavië veel lager is, waardoor de warmtepomp harder moet werken om warmte op te nemen uit de lucht.

In Nederland en België, die behoren tot midden-Europa, is het klimaat relatief mild. Dit betekent dat de COP van een lucht-water warmtepomp in deze regio’s hoger is dan in koudere regio’s. Toch moet rekening gehouden worden met de variabele buitentemperaturen gedurende het jaar. In de winter is het kouder dan in de zomer, wat een negatieve invloed heeft op het rendement van de warmtepomp.

Daarom is het belangrijk om rekening te houden met de klimaatzone bij de keuze van een warmtepomp. In koude regio’s kan een aardwarmtepomp een betere keuze zijn, omdat de bron (de grond) een vrij constante temperatuur heeft. In milder klimaat is een lucht-water warmtepomp vaak een efficiëntere en goedkoper oplossing.

Conclusie

Een lucht-water warmtepomp is een duurzame en efficiënte oplossing voor verwarming en warmwaterbevoorrading. Het rendement van deze warmtepomp wordt uitgedrukt in de COP en SCOP. De COP geeft het rendement op een bepaald moment weer, terwijl de SCOP het gemiddelde rendement over het hele jaar weergeeft. Beide getallen zijn belangrijk om het rendement van de warmtepomp te begrijpen en te bepalen.

De COP en SCOP zijn sterk afhankelijk van de buitentemperatuur en de afgifte-temperatuur van het water. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe lager het rendement. Hoe hoger de afgifte-temperatuur, hoe lager het rendement. In praktijkvoorbeelden is te zien dat het rendement van een lucht-water warmtepomp significant kan variëren, afhankelijk van de omstandigheden.

De locatie en het klimaat van een woning hebben ook een grote invloed op het rendement van de warmtepomp. In koudere regio’s kan een aardwarmtepomp een betere keuze zijn, omdat de bron een vrij constante temperatuur heeft. In milder klimaat is een lucht-water warmtepomp vaak een efficiëntere en goedkoper oplossing.

Bij de keuze van een warmtepomp is het daarom belangrijk om rekening te houden met de COP en SCOP, de buitentemperatuur, de afgifte-temperatuur en het klimaat van de locatie. Door deze factoren goed in overweging te nemen, is het mogelijk om een warmtepomp te kiezen die optimaal werkt en een hoog rendement biedt.