Heatpipes combineren met warmtepomp voor duurzame verwarming

Published by Redactie on september 25, 2025 | Category warmtepomp

De combinatie van heatpipes en een warmtepomp biedt een veelbelovende oplossing voor duurzame verwarming in woningen en andere gebouwen. De technologie maakt gebruik van zonnestraling om warmte op te wekken, die vervolgens opgeslagen wordt of direct gebruikt kan worden in combinatie met een warmtepomp. Deze methode is een duurzame en efficiënte aanvulling op traditionele verwarmingssystemen, en wordt steeds relevanter in het kader van de energietransitie. In dit artikel worden de technische principes, toepassingen, voordelen en uitdagingen van het combineren van heatpipes en warmtepompen besproken, op basis van de meest recente ontwikkelingen en praktijkvoorbeelden.

Introductie

Het combineren van heatpipes en een warmtepomp is een strategie die binnen de duurzame bouwsector steeds vaker opduikt. Heatpipes zijn passieve zonnecollectors die direct warmte opwekken zonder elektriciteit of bewegende delen. De opgewekte warmte kan direct gebruikt worden voor warm tapwater, verwarming of opgeslagen worden in een buffer. Door deze warmte te combineren met een warmtepomp, kan men het verwarmingsvermogen verhogen en bovendien energie besparen.

Dit artikel geeft een overzicht van de technische werking van heatpipes, de manieren waarop ze kunnen worden gecombineerd met een warmtepomp, en de praktische toepassingen binnen de bouwsector. We bekijken ook voordelen, beperkingen en voorbeelden van bestaande systemen, met aandacht voor de rol van subsidies, energiebesparing en het gebruik van slimme technologie.

Wat zijn heatpipes?

Heatpipes zijn een type zonnecollector die werken met het principe van warmteoverdracht via een passief systeem. Ze bestaan uit buizen die gevuld zijn met een vloeistof, meestal water of een glycolmengsel, en een vacuüm. De zonnestraling verwarmt de buizen, waardoor het mengsel verdampt en warmte afgeeft aan het afgiftesysteem. Het gehele proces is zeer efficiënt en vereist geen elektrische aandrijving of bewegende delen.

Heatpipes worden vaak gecombineerd met een buffervat of warmteopslag, waarin de warmte kan worden opgeslagen tot het moment dat ze nodig is. Deze opslagfunctie maakt ze geschikt voor gebruik in combinatie met andere warmtebronnen zoals een warmtepomp, zonnepanelen of een houtkachel.

Voordeel van heatpipes

Geen elektriciteit nodig voor het functioneren van de collector.
Weinig onderhoud nodig.
Efficiënt opwekken van warmte, zelfs op bewolkte dagen.
Snelle respons op temperatuurveranderingen.
Lange levensduur (meestal 20–25 jaar).
Compacte vorm maakt installatie op kleine daken of in dichtbebouwde gebieden mogelijk.

Combinatie met warmtepomp: principes en toepassingen

De combinatie van een heatpipe-systeem met een warmtepomp maakt het mogelijk om de warmte van de zon direct te gebruiken of op te slaan, en eventueel aan te vullen met warmte die de warmtepomp uit de lucht of bodem haalt. Dit systeem kan op meerdere manieren worden geconfigureerd, afhankelijk van het energiebehoefte van de woning, het klimaat en de beschikbare ruimte.

1. Heatpipes als primaire warmtebron

In zomertijden, wanneer de zon krachtig genereert, kunnen heatpipes vrijwel volledig verantwoordelijk zijn voor het opwekken van warmte voor tapwater en ruimteverwarming. De warmte wordt opgeslagen in een buffervat of warmteopslag, en gebruikt wanneer nodig. Een warmtepomp kan in deze gevallen dienen als back-up, vooral in de winter of op bewolkte dagen.

Een voorbeeld hiervan is het systeem van Techniq Energy, dat een zonneboiler met heatpipes combineert met een buffer. Op een zonnige dag warmen de pijpen op tot maximaal 85 procent, waarna automatisch wordt uitgeschakeld. ’s Nachts koelt de inhoud ongeveer 3 tot 7 graden Celsius af, afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Op een halve dag is het systeem meestal weer volledig verwarmd, zodat er geen extra warmtebron nodig is.

2. Heatpipes als aanvulling op warmtepomp

In het kader van duurzame verwarmingssystemen kan de warmtepomp de primaire bron zijn, waarbij de heatpipes dienen als aanvulling om energie te besparen. Deze opzet is vooral geschikt in gebieden met een gematigd klimaat, waar zonneschijnsuren voldoende zijn om een aanzienlijke bijdrage te leveren aan het verwarmingssysteem.

Het Hydrobag-systeem, bijvoorbeeld, gebruikt heatpipes in combinatie met een warmtepomp en zonnepanelen. De warmte die door de heatpipes wordt opgewekt, wordt opgeslagen in een gesloten systeem, waaruit het water niet geëxtraheerd wordt. In plaats daarvan wordt alleen de warmte onttrokken via een warmtewisselaar. Dit systeem is flexibel in toepassing en kan gebruikt worden voor zowel tapwater als ruimteverwarming.

3. Heatpipes in combinatie met bodemopslag

Een andere optie is het combineren van heatpipes met bodemwarmteopslag. Dit betekent dat de warmte die in de zomer wordt opgewekt, wordt opgeslagen in de grond, waar het kan gebruikt worden in de winter. Deze opslagmethode maakt het mogelijk om het gasgebruik verder te beperken, en is vooral geschikt voor nieuwbouwprojecten waar de grondstructuren goed zijn toegankelijk.

Het SolarFreezer-project, een samenwerking tussen Borg Energy, TNO, en de TU Delft, maakt gebruik van een warmtebuffer ondergronds. Deze buffer kan 4.000 liter water opslaan en is ontworpen om zon- en windenergie om te zetten in warmte. De slimme software regelt de aansturing van de warmtepomp op basis van weerkalenders, energieprijzen en verwachte warmtevraag.

Voordelen van het combineren van heatpipes en warmtepomp

De combinatie van heatpipes en warmtepomp biedt verschillende voordelen:

1. Energiediversificatie

Door meerdere warmtebronnen te gebruiken, wordt het energiebeleid van een woning of gebouw gediversifieerd. Zonnewarmte, warmtepompwarmte en eventueel ook hout of gas kunnen op elkaar aansluiten, afhankelijk van het tijdstip van het jaar en de weersomstandigheden. Dit zorgt voor een betere energiezuinigheid en lagere afhankelijkheid van fossiele brandstoffen.

2. Lagere energiekosten

Heatpipes genereren warmte zonder elektriciteit, waardoor de kosten voor verwarmingssystemen kunnen dalen. De warmtepomp helpt hierbij de warmte uit de lucht of bodem te halen, die op zijn beurt kan worden gebruikt voor verwarming. Dit resulteert in lage energiekosten, vooral in zomertijden.

3. Lagere CO₂-uitstoot

De combinatie van zonnewarmte en warmtepomp leidt tot een aanzienlijke vermindering van CO₂-uitstoot. Heatpipes gebruiken uitsluitend zonnestraling, terwijl warmtepompen elektriciteit gebruiken om warmte uit de omgeving te halen. Beide technologieën zijn duurzaam en kunnen bijdragen aan een nul-uitstootsdoel.

4. Flexibiliteit in toepassing

Heatpipes kunnen op verschillende manieren worden gebruikt, afhankelijk van de behoefte aan warmtapwater, ruimteverwarming of opslag. Ze zijn geschikt voor zowel lagedempte verwarmingsystemen (zoals vloerverwarming) als voor hoger temperatuursystemen. De combinatie met een warmtepomp maakt het mogelijk om het systeem aan te passen aan verschillende behoeften.

5. Subsidies en fiscale voordelen

In Nederland zijn er subsidies beschikbaar voor het installeren van zonneboilers en warmtepompen. Een voorbeeld is de subsidie die wordt verstrekt via de Stimular-website, waarbij een zonneboiler met heatpipes in combinatie met een warmtepomp een subsidie van €1.788,- kan opleveren. Deze subsidies maken het aantrekkelijker voor eigenaren om duurzame systemen te kiezen.

Uitdagingen en beperkingen

Hoewel het combineren van heatpipes en een warmtepomp veel voordelen biedt, zijn er ook beperkingen en uitdagingen:

1. Investering

De installatie van een heatpipe-systeem in combinatie met een warmtepomp vereist een aanzienlijke investering. De totale kosten van 60 heatpipes, pompen, leidingwerk, expansievaten en montage kunnen ongeveer €8.000,- bedragen. Voor sommige huiseigenaren kan dit een hoge drempel vormen, vooral wanneer subsidies niet volledig beschikbaar zijn of wanneer het budget beperkt is.

2. Technische complexiteit

Het combineren van verschillende technologieën vereist een zorgvuldige aanpak. Het systeem moet goed worden geïntegreerd met de bestaande installatie, en eventuele back-upsystemen (zoals een gasketel of elektrische boiler) moeten worden meegenomen in de oplossing. Daarnaast is het belangrijk dat de warmtepomp en heatpipes op elkaar afgestemd zijn, zodat ze efficiënt samenwerken.

3. Seizoensgebondenheid

Heatpipes zijn afhankelijk van zonnestraling en werken daarom het beste in zomertijden. In de winter of op bewolkte dagen is de opbrengst lager, waardoor een warmtepomp of andere warmtebron moet worden ingeschakeld. Dit betekent dat het systeem niet volledig zelfvoorzienend is, maar wel een belangrijke bijdrage kan leveren aan het energieverbruik.

4. Onderhoud van bewegende delen

Hoewel heatpipes weinig onderhoud nodig hebben, bevat een warmtepomp wel bewegende delen, zoals pompen en compressoren. Deze onderdelen hebben een beperkte levensduur (meestal 10–15 jaar), wat betekent dat ze na verloop van tijd vervangen moeten worden. Dit is een factor die bij de kostencalculatie moet worden meegenomen.

Praktijkvoorbeelden

1. Boerderij uit 1597 zonder gas

In een opmerkelijk project is een boerderij uit 1597 volledig van gas afgekomen dankzij een zonneboiler met heatpipes in combinatie met een warmtepomp. Het systeem is ontworpen door Techniq Energy, een bedrijf dat zich specialiseert in duurzame verwarmingssystemen. De zonneboiler bestaat uit een heatpipe-collector en een buffer met een capaciteit van 300 tot 1.500 liter. De systemen zijn multidirectioneel en kunnen zowel warmtapwater als ruimteverwarming leveren.

Deze combinatie maakt het mogelijk om het huis volledig te verwarmen en voorzien van warmtapwater, zonder gebruik van fossiele brandstoffen. Het project is een bewijs van het feit dat zelfs oudere woningen met een passief systeem van gas af kunnen komen.

2. Hydrobag: gesloten warmteopslag

Het Hydrobag-systeem is een voorbeeld van een innovatieve opslagtechnologie die gebruikt wordt in combinatie met heatpipes. Het systeem bevat geen spiralen, zoals traditionele buffertanks, maar werkt met tussenschotten die voor stevigheid zorgen. Warmtebronnen zoals heatpipes, zonnecollectoren of een houtkachel brengen warmte in de Hydrobag via een warmtewisselaar. De warmte kan opgeslagen worden en later gebruikt worden voor verwarming of warmtapwater.

Een van de voordelen van dit systeem is dat het seizoensgevoelig is, maar dat het gebruikers niet in de problemen brengt in de koudere maanden. Het is een flexibele oplossing die geschikt is voor woningen met een variabel energieverbruik.

3. SolarFreezer: slimme warmteopslag

Het SolarFreezer-project is een voorbeeld van een toekomstgerichte opslagoplossing. Het systeem bestaat uit een warmtebuffer ondergronds, waarin 4.000 liter water kan worden opgeslagen. De warmte wordt opgewekt via zon- en windenergie, en opgeslagen in de buffer. Slimme software regelt het systeem op basis van weerkalenders, energieprijzen en verwachte warmtevraag.

Deze opslagmethode maakt het mogelijk om energie op te slaan in tijden van lage prijzen, en te gebruiken in tijden van hoge vraag. Het systeem is ontworpen voor een hoog comfortniveau en een zo laag mogelijk energieverbruik.

Kiezen voor de juiste oplossing

De keuze voor een heatpipe-systeem in combinatie met een warmtepomp hangt af van meerdere factoren, waaronder:

Ruimtebeschikbaarheid: Er moet voldoende ruimte zijn voor de installatie van de heatpipes en de warmtepomp.
Energiebehoefte: Het systeem moet afgestemd zijn op de verwarmings- en warmtapwaterbehoeften van het huis.
Budget: De investering in een duurzaam systeem kan hoog zijn, maar subsidies kunnen het financieel aantrekkelijker maken.
Klimaat: Het systeem werkt het beste in regio’s met veel zonnestraling, maar kan ook in koele regio’s worden gebruikt.
Soort verwarmingssysteem: Heatpipes zijn geschikt voor lagedempte systemen zoals vloer- of wandverwarming, maar minder geschikt voor hoge temperatuursystemen zoals radiatoren.

Toepassingsvoorbeelden

Zonneboiler voor warm tapwater: Het meest eenvoudige systeem, waarbij de heatpipes alleen gebruikt worden voor het opwekken van warm water. In het geval dat de zon niet genereert, kan een naverwarmer (zoals een cv-ketel of modulerende badgeiser) het systeem aanvullen.
Zonneboiler-combi: In dit geval levert het systeem ook warmte voor ruimteverwarming. Het boilervat bevat een extra warmtewisselaar voor het verwarmingssysteem. Het systeem is geschikt voor lagedempte verwarming, maar minder geschikt voor radiatoren.
Zonneboiler met bodemopslag: In dit geval wordt de warmte opgeslagen in de grond en kan gebruikt worden in de winter. Deze oplossing is vooral geschikt voor nieuwbouwprojecten.

Toekomstige ontwikkelingen

De combinatie van heatpipes en warmtepompen is nog in ontwikkeling, en er zijn verschillende innovatieve oplossingen in de maak. Een voorbeeld is het gebruik van PCM (Phase Change Material) in combinatie met heatpipes. Deze materialen kunnen warmte opslaan op hogere temperaturen en deze later vrijgeven, wat de efficiëntie van het systeem verder kan verbeteren.

Daarnaast wordt er gewerkt aan slimme besturingssystemen die het opwekken en opslaan van warmte optimaliseren. Deze systemen gebruiken gegevens over weersverwachtingen, energieprijzen en verwachte warmtevraag om het systeem zo efficiënt mogelijk te laten werken.

Conclusie

Het combineren van heatpipes en een warmtepomp biedt een veelbelovende oplossing voor duurzame verwarming in woningen en andere gebouwen. De technologie maakt gebruik van zonnestraling om warmte op te wekken, die vervolgens opgeslagen wordt of direct gebruikt kan worden in combinatie met een warmtepomp. Deze methode is een duurzame en efficiënte aanvulling op traditionele verwarmingssystemen, en wordt steeds relevanter in het kader van de energietransitie.

De voordelen van het combineren van heatpipes en warmtepomp zijn duidelijk: energiediversificatie, lagere kosten, lagere CO₂-uitstoot, flexibiliteit in toepassing en subsidies. Er zijn echter ook uitdagingen, zoals de investering, technische complexiteit en seizoensgebondenheid. Toch zijn er al verschillende praktijkvoorbeelden van toepassingen die tonen dat dit type systeem goed functioneert in de realiteit.

Voor eigenaren en professionals in de bouwsector is het belangrijk om te overwegen of het combineren van heatpipes en warmtepomp een passende oplossing is voor hun project. Het vereist een zorgvuldige afweging van factoren zoals ruimtebeschikbaarheid, energiebehoefte, budget en klimaat. Met de juiste planning en uitvoering kan dit systeem een belangrijke bijdrage leveren aan een duurzame toekomst.