Gemiddelde COP van lucht-water warmtepompen: Begrip, bepaling en praktische toepassing

In de wereld van duurzame energie en energiezuinige verwarmingssystemen speelt de COP (Coefficient of Performance) een centrale rol bij het beoordelen van de efficiëntie van een warmtepomp. Voor de lucht-water warmtepomp, die warmte uit de buitenlucht haalt en gebruikt om een woning te verwarmen, is de COP een belangrijk getal om te begrijpen hoe efficiënt het systeem werkt. In dit artikel wordt ingegaan op de begrippen COP en SCOP, wordt uitgelegd hoe deze getallen in de praktijk worden bepaald, en wordt gekeken naar de gemiddelde COP-waarden van lucht-water warmtepompen in Nederland.

De COP is een maat voor het rendement van een warmtepomp. Het is gedefinieerd als het verhoudingsgetal tussen de geleverde warmte (in kWh) en het elektrische verbruik (in kWh) dat nodig is om die warmte op te wekken. Hoe hoger de COP, hoe efficiënter de warmtepomp werkt. Bijvoorbeeld: bij een COP van 5 levert de warmtepomp 5 kWh warmte per 1 kWh elektriciteit. Dit betekent dat het rendement van de warmtepomp 500% is, wat in de verwarmingssector ongekend is. Voor vergelijking: een elektrische CV-ketel heeft een COP van 1, wat betekent dat er evenveel elektriciteit nodig is als warmte wordt afgegeven.

Wat is de COP en hoe wordt het bepaald?

De COP wordt normaal gesproken bepaald onder standaardomstandigheden. Voor een lucht-water warmtepomp wordt de COP gemeten bij een bepaalde buitentemperatuur en een bepaalde aanvoertemperatuur van het water in het verwarmingssysteem. De Europese norm EN14511 is een genormeerde testprocedure om de COP vast te stellen. In deze norm worden standaardwaarden vastgelegd, bijvoorbeeld:

  • Een buitentemperatuur van 7 °C en een afgifte/water temperatuur van 35 °C levert bijvoorbeeld een COP van 4,4.
  • Bij een buitentemperatuur van 7 °C en een afgifte/water temperatuur van 45 °C is de COP bijvoorbeeld 3,6.

Deze getallen zijn theoretisch en worden bepaald in een laboratoriumomgeving onder standaardomstandigheden. In de praktijk kan het COP-waarde variëren, afhankelijk van de buitentemperatuur, de gewenste binnentemperatuur, de aanvoertemperatuur van het CV-water, en de isolatie van de woning.

Het COP-waarde is dus geen vast getal, maar hangt af van diverse omstandigheden. Bij milde buitentemperaturen is het COP vaak hoger, omdat de warmtepomp gemakkelijker energie uit de lucht kan halen. Bij lage buitentemperaturen daalt het COP, omdat er meer elektriciteit nodig is om dezelfde hoeveelheid warmte op te wekken.

SCOP: Een beter beeld van het rendement over het seizoen

Hoewel het COP-waarde een goed inzicht geeft in de efficiëntie van een warmtepomp onder standaardomstandigheden, geeft het niet het hele verhaal. De SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) of SPF (Seasonal Performance Factor) is een betere maat voor het rendement van een warmtepomp over het hele seizoen. De SCOP is het gemiddelde van de COP-waarden gedurende het hele jaar en rekening houdt met de variaties in buitentemperatuur, het verbruik van warmte, en de werking van de warmtepomp in verschillende omstandigheden.

De SCOP wordt berekend door een aantal realistische temperatuurpunten te nemen, bijbehorende COP-waarden per warmtepomp te bepalen en deze uit te middelen naar een seizoensbeeld. In Europa zijn drie klimaatzones gedefinieerd: Noord, Midden en Zuid. Nederland en België behoren tot Midden-Europa. Voor deze regio is een specifieke formule ontwikkeld om een theoretische SCOP te berekenen.

De SCOP is dichter bij de praktijk dan het COP, omdat het rekening houdt met seizoensgebonden variaties in temperatuur en verbruik. Het SPF van een warmtepomp is meestal te vinden op het energielabel of via het Fishe (Energieverbruik, Emissies en Energie-efficiëntie) in Nederland.

Hoe beïnvloedt de aanvoertemperatuur het COP?

De aanvoertemperatuur van het CV-water speelt een grote rol in het rendement van een lucht-water warmtepomp. Hoe lager de aanvoertemperatuur, hoe hoger het COP. Dit komt doordat een lucht-water warmtepomp efficiënter werkt bij lagere afgifte temperaturen. In de praktijk betekent dit dat het verstandig is om de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk te houden. Bijvoorbeeld:

  • Een aanvoertemperatuur van 35 °C levert vaak een COP van ongeveer 4,4.
  • Bij een aanvoertemperatuur van 45 °C daalt het COP tot ongeveer 3,6.

Dit betekent dat het loont om de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk te kiezen. In de praktijk betekent dit dat er voldoende slang in de vloer moet worden gelegd om de warmte goed te kunnen verdelen. In plaats van slangen elke 15 of 20 cm te leggen, is het beter om deze elke 10 cm te leggen om een lage aanvoertemperatuur mogelijk te maken.

Gemiddelde COP over het jaar: Een praktische benadering

In de praktijk is het niet mogelijk om het COP-waarde exact te bepalen op basis van de gemiddelde temperatuur van een dag of maand. Het COP verloop is niet lineair met de temperatuur, dus het rendement varieert gedurende de dag en het jaar. Om een betere indruk te krijgen van het praktische rendement van een warmtepomp, worden meetpunten genomen over een langere periode.

In een voorbeeld is het COP van een warmtepomp gemeten over een maand, waarbij het aantal draaiuren per maand en de gemiddelde buitentemperatuur zijn vastgelegd. In januari, bijvoorbeeld, was het gemiddelde COP 4,0. Door de draaiuren en temperatuurvariaties mee te nemen in de berekening, is er een beter beeld van het jaarlijks rendement te verkrijgen.

In een voorbeeld uit 2012 werd gemeten dat de theoretische COP over het jaar ongeveer 4,76 was. Echter, wanneer de duur van het COP (het aantal uren dat het rendement voorkwam) in rekening werd genomen, werd een jaarlijks COP van 4,36 berekend. Dit toont aan dat het COP niet alleen afhankelijk is van de temperatuur, maar ook van de tijdsbesteding van de warmtepomp.

Over het algemeen heeft een grond-water warmtepomp in Nederland meestal een hogere jaar-COP dan een lucht-water warmtepomp. Dit komt doordat de grondtemperatuur over het jaar vrij constant is, terwijl de buitentemperatuur sterk varieert. Dit betekent dat een lucht-water warmtepomp vaak een iets lagere COP heeft dan een grond-water warmtepomp, vooral in koudere winters.

De invloed van seizoenen en klimaat op COP en SCOP

De SCOP is ontworpen om deze seizoensgebonden variaties in rekening te brengen. Het SCOP-waarde is het gemiddelde van de COP-waarden over het hele jaar en geeft dus een beter beeld van het rendement in de praktijk. In zuidelijke landen, zoals Spanje, waar de buitentemperaturen gemiddeld hoger zijn, levert een warmtepomp waarschijnlijk een hogere SCOP dan in noordelijke landen zoals Noorwegen of Zweden.

In Nederland, die behoort tot Midden-Europa, is de SCOP meestal iets lager dan in zuidelijke landen, maar nog steeds aanzienlijk hoger dan het rendement van traditionele verwarmingssystemen zoals een elektrische CV-ketel of een gasfornuis.

Het is belangrijk om te onthouden dat het COP en SCOP-waarden theoretische getallen zijn en dat het werkelijke rendement van een warmtepomp in de praktijk kan variëren. De meest nauwkeurige manier om het rendement van een warmtepomp te bepalen is door het energieverbruik en de warmteafgifte gedurende het hele jaar te meten. Dit kan met behulp van een kWh-meter en een energiemeter voor het afgifte systeem (delta T en flow).

De praktische toepassing van COP en SCOP in keuzes voor warmtepompen

Bij het kiezen van een warmtepomp is het COP en SCOP-waarde een belangrijke parameter. Een hoger COP betekent dat de warmtepomp efficiënter werkt en minder elektriciteit verbruikt. Dit heeft een directe invloed op de energierekening en de terugverdientijd van de warmtepomp. Een warmtepomp met een hoger COP vereist minder zonnepanelen om het elektriciteitsverbruik te compenseren en heeft daardoor een snellere terugverdientijd.

Het is echter belangrijk om te beseffen dat het COP-waarde niet alles zegt over de prestaties van een warmtepomp. Andere factoren, zoals de kwaliteit van de isolatie van de woning, het verbruik van warmte, en de aanwezigheid van een buffervat, hebben ook invloed op het rendement. Een warmtepomp met een hoger COP kan bijvoorbeeld minder efficiënt werken in een slecht geïsoleerde woning of bij hoge aanvoertemperaturen.

Daarom is het verstandig om bij het kiezen van een warmtepomp niet alleen het COP of SCOP in overweging te nemen, maar ook andere parameters zoals het type warmtepomp, de omgeving waarin het systeem werkt, en de specifieke behoeften van de woning.

Conclusie

De COP is een belangrijke maat voor het rendement van een lucht-water warmtepomp. Het geeft aan hoe efficiënt de warmtepomp warmte opwekt uit de buitenlucht en hoeveel elektriciteit er nodig is. Het COP-waarde varieert echter afhankelijk van de buitentemperatuur, de afgifte temperatuur van het water, en de isolatie van de woning. Daarom is het SCOP of SPF een betere maat om het rendement over het hele seizoen te bepalen.

In de praktijk is het COP van een lucht-water warmtepomp in Nederland meestal tussen 3,5 en 5, afhankelijk van de aanvoertemperatuur. Een lage aanvoertemperatuur leidt tot een hoger COP, wat betekent dat het verstandig is om de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk te kiezen. Dit kan behaald worden door voldoende slang in de vloer te leggen en zorgvuldig te rekenen op de warmteverliezen van de woning.

De SCOP is een theoretische waarde die het rendement over het hele jaar weergeeft en rekening houdt met seizoensgebonden variaties. In Nederland is de SCOP meestal iets lager dan in zuidelijke landen, maar nog steeds aanzienlijk hoger dan bij traditionele verwarmingssystemen.

Bij het kiezen van een warmtepomp is het belangrijk om het COP en SCOP in overweging te nemen, maar ook andere factoren zoals de kwaliteit van de isolatie van de woning, de aanwezigheid van een buffervat, en het verbruik van warmte. Een warmtepomp met een hoger COP levert langere termijn voordelen, maar vereist wel een grotere investering. Het is dus verstandig om de langdurige voordelen en kosten te overwegen bij het kiezen van een warmtepomp.

Bronnen

  1. Warmtepomp-weetjes.nl
  2. Klimaatexpert.com
  3. Technea.nl
  4. Warmtepomp-info.nl
  5. ANWB.nl

Related Posts