Gasverbruik omzetten naar benodigd vermogen van een warmtepomp

De transitie naar duurzame verwarmingssystemen zoals warmtepompen is in volle gang. Voor homeowners en bouwprofessionals is het van groot belang om te begrijpen hoe men het benodigde vermogen van een warmtepomp kan bepalen aan de hand van huidige gasverbruikscijfers. Dit artikel legt uit hoe men deze berekening moet aanpakken, welke methoden er zijn, en welke factoren een rol spelen bij een juiste dimensieering van een warmtepompinstallatie.

Inleiding

Een warmtepomp is een efficiënte manier om een woning te verwarmen, maar het kiezen van het juiste vermogen is essentieel voor het comfort en de energiebesparing. Het vermogen van een warmtepomp wordt bepaald aan de hand van verschillende factoren, waaronder het huidige gasverbruik, het bouwjaar van de woning, de isolatiegraad, en eventueel het gebruik van een hybride systeem. In dit artikel worden de methoden en formules besproken die uit de beschikbare informatie zijn afgeleid en die gebruikt kunnen worden om het benodigde vermogen van een warmtepomp te berekenen.

Methode 1: Op basis van het gasverbruik en stookuren

Een veelgebruikte methode om het benodigde vermogen van een warmtepomp te bepalen, is het omrekenen van het gasverbruik voor verwarming naar kWh, en vervolgens het benodigde vermogen afleiden uit het aantal stookuren.

De vuistregel luidt als volgt:

Benodigd vermogen (kW) = (Gasverbruik verwarming in m³ × 10) / 1.600 stookuren

Voorbeeldberekening

Stel dat een huishouden jaarlijks 1.100 m³ gas gebruikt voor verwarming. Dan is de berekening:

1.100 × 10 = 11.000
11.000 / 1.600 ≈ 6,875 kW

Aangezien warmtepompen in de winter minder efficiënt werken, wordt vaak aanbevolen om rekening te houden met een zekere buffer. Het aanbevolen vermogen zou dan bijvoorbeeld 9 kW zijn. Dit zorgt ervoor dat de warmtepomp ook in koude periodes voldoende warmte kan leveren.

Methode 2: Op basis van het gasverbruik en graaddagen

Een alternatieve manier om het benodigde vermogen te bepalen is het gebruik van graaddagen. Graaddagen zijn een maat voor de hoeveelheid warmte die nodig is om een woning op temperatuur te houden. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe hoger het aantal graaddagen.

De formule luidt:

Benodigd vermogen (kW) = (Gasverbruik verwarming in m³ × 10) / Aantal graaddagen

Het aantal graaddagen varieert per regio en per jaar, maar een gemiddelde waarde is ongeveer 2.600 graaddagen voor het Nederlandse klimaat.

Voorbeeldberekening

Stel dat een huishouden 1.100 m³ gas gebruikt voor verwarming. Dan is:

1.100 × 10 = 11.000
11.000 / 2.600 ≈ 4,23 kW

Ook hier geldt dat het aanbevolen is om rekening te houden met een buffer. Een warmtepomp met een vermogen van minimaal 6 kW is dan aan te raden.

Methode 3: Op basis van het energielabel

Het energielabel van een woning kan ook gebruikt worden als richtlijn voor het benodigde vermogen van een warmtepomp. Het energielabel geeft informatie over de energieprestatie van de woning, waaronder het warmteverlies. Met deze informatie kan men het benodigde vermogen inschatten.

Een vuistregel is:

Benodigd vermogen (kW) = Oppervlakte woning in m² × 0,06

Voorbeeldberekening

Een woning van 150 m² heeft dan een benodigd vermogen van:

150 × 0,06 = 9 kW

Dit is een eenvoudige methode, maar het is belangrijk om te beseffen dat dit een schatting is. Voor een nauwkeurigere berekening zijn meerdere factoren van invloed, zoals het warmteverlies per m², de isolatiegraad, en de buitentemperatuur.

Methode 4: Op basis van het warmteverlies

Het warmteverlies van een woning is de basis voor het bepalen van het benodigde vermogen van een warmtepomp. Het warmteverlies kan berekend worden met de volgende formule:

Warmteverlies (W) = (Gasverbruik in m³ × 10.000) / (Aantal stookuren × Rendement ketel)

Het rendement van een HR-ketel is meestal ongeveer 90%, dus wordt vaak 0,9 gebruikt in de berekening.

Voorbeeldberekening

Stel dat een huishouden 1.100 m³ gas gebruikt per jaar en dat het rendement van de ketel 0,9 is. Dan is:

(1.100 × 10.000) / (1.600 × 0,9) = 11.000.000 / 1.440 ≈ 7.639 W
Dit komt overeen met ongeveer 7,64 kW.

Het aanbevolen vermogen is meestal iets hoger, bijvoorbeeld 9 kW, om rekening te houden met variaties in klimaat en efficiëntie.

Methode 5: Voor een hybride warmtepomp

Hybride warmtepompen combineren een warmtepomp met een conventionele gasketel. Het gebruik van een hybride systeem kan leiden tot lage energiekosten, omdat de warmtepomp de meeste warmte levert en de ketel alleen ingebruik wordt genomen bij lage buitentemperaturen.

Bij de berekening van het benodigde vermogen voor een hybride warmtepomp is het percentage gebruik van de warmtepomp belangrijk. Meestal wordt een waarde van 65% gebruikt, wat betekent dat de warmtepomp 65% van de warmte levert en de ketel 35%.

De formule voor het jaarlijks energieverbruik van een hybride warmtepomp is:

Energieverbruik (kWh) = (Gasverbruik verwarming × 10) / COP × 0,65

Voorbeeldberekening

Stel dat een huishouden 1.500 m³ gas gebruikt voor verwarming, de COP van de warmtepomp is 3,5, en het percentage gebruik is 65%. Dan is:

(1.500 × 10) / 3,5 × 0,65 = 15.000 / 3,5 × 0,65 ≈ 4.285,71 × 0,65 ≈ 2.785,71 kWh

De elektriciteitskosten zijn dan:

2.785,71 kWh × € 0,40 = € 1.114,29

De gaskosten voor de ketel zijn:

1.500 × 0,35 × € 1,50 = € 787,50

De totale jaarlijkse kosten zijn dan ongeveer € 1.901,79.

Methode 6: Voor warm tapwater

Als de warmtepomp ook gebruikt wordt voor het verwarmen van tapwater, moet het vermogen van de installatie verder worden afgesteld. Voor een indirect gestookte boiler geldt:

Extra vermogen (W) = 10 × Inhoud boiler in liters

Voorbeeldberekening

Een woning met een 200-liter boiler heeft een extra vermogen nodig van:

200 × 10 = 2.000 W

Bij een warmteverlies van 220 W/K en een temperatuurverschil van 26 K is het totale benodigde vermogen:

220 × 26 + 2.000 = 5.720 + 2.000 = 7.720 W of 7,72 kW

Methode 7: Voorbeeldmethode met jaarlijks gasverbruik

Een eenvoudige methode die vooral geschikt is voor het Nederlandse klimaat is het volgende:

Benodigd vermogen (W) = Jaarlijks gasverbruik in m³ × 4

Voorbeeldberekening

Een woning die 1.500 m³ gas verbruikt heeft een benodigd vermogen van:

1.500 × 4 = 6.000 W of 6 kW

Als er ook warm tapwater wordt verwarmd met een 150-liter boiler, is er nog een extra vermogen nodig:

150 × 10 = 1.500 W

Totaal benodigd vermogen:

6.000 + 1.500 = 7.500 W of 7,5 kW

Factoren die invloed hebben op het benodigde vermogen

1. Rendement van de gasketel

Het rendement van de gasketel speelt een rol in de berekening van het benodigde vermogen. Een HR-ketel heeft meestal een rendement van ongeveer 90%, wat betekent dat er 8,8 kWh warmte uit 1 m³ gas gewonnen kan worden.

2. COP van de warmtepomp

De COP (Coefficient of Performance) bepaalt de efficiëntie van de warmtepomp. Een hogere COP betekent dat de warmtepomp meer warmte kan leveren voor dezelfde hoeveelheid elektriciteit. Typische COP-waarden liggen tussen 3,0 en 4,5.

3. Temperatuurverschil

Het temperatuurverschil tussen het CV-water en de inwendige temperatuur van de woning heeft invloed op het vermogen dat de warmtepomp moet leveren. Hoe groter het temperatuurverschil, hoe hoger het benodigde vermogen.

4. Buurklimaat en geografische locatie

Het klimaat en de locatie van de woning hebben invloed op het aantal graaddagen. In regio’s met een koudere winters is een hoger vermogen vaak nodig.

De rol van de bèta-factor

De bèta-factor wordt gebruikt om te berekenen hoeveel van de warmteafgifte wordt geleverd door de warmtepomp. Bij hybride systemen is dit een belangrijke factor, omdat de ketel in bepaalde omstandigheden inkomt bij het leveren van warmte.

In de praktijk wordt vaak een bèta-factor van 0,4 gebruikt, wat betekent dat de warmtepomp 40% van de warmte levert en de ketel 60%.

Conclusie

Het bepalen van het benodigde vermogen van een warmtepomp is een essentieel onderdeel van de installatie. Er zijn verschillende methoden beschikbaar, van eenvoudige vuistregels tot gedetailleerde berekeningen op basis van gasverbruik, warmteverlies, en het klimaat. Het is belangrijk om rekening te houden met factoren zoals het rendement van de gasketel, de COP van de warmtepomp, en eventueel het gebruik van een hybride systeem. Door deze berekeningen correct toe te passen, kan men ervoor zorgen dat de warmtepomp efficiënt en comfortabel werkt.

Bronnen

1. Warmtepomp-panel.nl - Inzicht in gasverbruik
2. Warmtepomp-gids.nl - Werking en vermogen
3. Bobex.nl - Hybride warmtepomp verbruik
4. Duurzaamwarmwonen.nl - Warmtepomp berekenen
5. Warmtepomp-panel.nl - Elektriciteitsverbruik