De temperatuur van water uit een warmtepomp: wat is rendabel en efficiënt?
Bij de overstap naar duurzame verwarmingssystemen zoals warmtepompen, is het begrijpen van technische kenmerken zoals COP (Coefficient of Performance), SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) en de temperatuur van het geproduceerde water essentieel. Deze gegevens bepalen namelijk het rendement, de efficiëntie en de kosteneffectiviteit van een warmtepompinstallatie. In dit artikel wordt een diepgaande analyse gemaakt van de temperatuur van het water dat door een warmtepomp wordt geleverd, afhankelijk van het type warmtepomp, de toepassing (ruimteverwarming of sanitair water), en het afgiftesysteem (zoals vloerverwarming of radiatoren). Daarnaast wordt ingegaan op de invloed van buitentemperatuur en seizoensgebonden fluctuaties.
Wat bepaalt de temperatuur van het water uit een warmtepomp?
De temperatuur van het water dat door een warmtepomp wordt geleverd, wordt beïnvloed door meerdere factoren. Deze omvatten:
- Het type warmtepomp (lucht-water, aardwarmte of water-water).
- De toepassing (ruimteverwarming of sanitair water).
- Het afgiftesysteem (bijvoorbeeld vloerverwarming of radiatoren).
- De buitentemperatuur (voor luchtwarmtepompen).
- De diepte en stabiliteit van de warmtebron (bijvoorbeeld grondwater of bodemtemperatuur).
Elke van deze variabelen speelt een rol bij het bepalen van de temperatuur en het rendement van de warmtepomp. In de volgende secties wordt per categorie ingegaan op de relevante temperaturen en hoe deze beïnvloed worden.
1. Temperatuur van het water bij ruimteverwarming
Bij ruimteverwarming kan het afgiftesysteem sterk invloed uitoefenen op de benodigde watertemperatuur. Twee veelvoorkomende systemen zijn:
- Radiatoren (hoogtemperatuurverwarming)
- Vloerverwarming (laagtemperatuurverwarming)
1.1 Radiatoren en hoogtemperatuurverwarming
Radiatoren vereisen een relatief hoge watertemperatuur om effectief te functioneren. Voor een optimale warmteafgifte moet het water dat door de radiatoren stroomt tussen de 60 en 80°C liggen. Dit is nodig om convectiewarmte te genereren, waarbij de warme lucht omhoog stijgt en de ruimte gelijkmatig verwarmt.
Omdat de temperatuur van het water zo hoog is, is het rendement van de warmtepomp lager vergeleken met systemen die werken met lage temperaturen. Bijvoorbeeld: een luchtwarmtepomp die water moet opwarmen tot 70°C zal een lagere COP hebben dan bij een temperatuur van 35°C. Dit komt doordat de warmtepomp harder moet werken om het temperatuurverschil te overbruggen.
1.2 Vloerverwarming en laagtemperatuurverwarming
Vloerverwarming vereist een lager water, meestal tussen de 20 en 35°C. Omdat de verwarmde oppervlakte veel groter is dan bij radiatoren, is er minder warmte nodig per m². Dit maakt vloerverwarming ideaal in combinatie met warmtepompen, omdat de benodigde watertemperatuur lager is en dus de COP van de warmtepomp hoger is.
Een warmtepomp die water moet opwarmen tot 35°C in een vloerverwarmingssysteem heeft bijvoorbeeld een SCOP (Seizoenlijk Coëfficiënt van Prestatie) van ongeveer 5,2 in Nederland, zoals vermeld in moderne luchtwarmtepompen. Dit is een aanzienlijk hogere efficiëntie dan bij een systeem dat werkt met radiatoren.
2. Temperatuur van het water bij sanitair gebruik
Het verwarmen van sanitair water is een andere toepassing waarbij de temperatuur van het water een rol speelt. In dit geval is het doel om water op te warmen tot een temperatuur die geschikt is voor douchen, wassen en koken.
2.1 Wat is de optimale temperatuur voor sanitair water?
Het meest voorkomende doel is om het sanitair water op te warmen tot ongeveer 50°C. Dit is voldoende om comfortabel te douchen en te voorkomen dat er legionella ontstaat. In sommige gevallen wordt het water verder opgewarmd tot 65°C, vooral bij traditionele elektrische of gasgestookte ketels.
Een warmtepompboiler, zoals vermeld in bron [3], is in staat om water op te warmen tot maximaal 50°C. Dit is voldoende voor de meeste sanitairtoepassingen. Indien een hogere temperatuur gewenst is, moet de elektrische weerstand in het systeem meewerken. Dit heeft tot gevolg dat het energieverbruik aanzienlijk stijgt en het rendement van de warmtepomp daarmee afneemt.
2.2 Hoe blijft het water warm ‘s nachts?
Warmtepompboilers worden vaak geleverd met een buffer of opslagtank, zoals vermeld in bron [3]. Dit zorgt ervoor dat er voldoende warm water beschikbaar is, ook als de warmtepomp niet actief is. De temperatuur van het water in het bufferreservoir is meestal rond de 55°C, wat voldoende is om legionellavorming te voorkomen en om comfortabel te gebruiken.
3. Invloed van het type warmtepomp
De temperatuur van het water dat door een warmtepomp wordt geleverd, wordt ook beïnvloed door het type warmtepomp. Er zijn drie hoofdtypes:
- Luchtwarmtepomp
- Aardwarmtepomp (grondwarmtepomp)
- Water-water warmtepomp
3.1 Luchtwarmtepomp
Een luchtwarmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en pompt deze via een circuit naar het verwarmte water. De temperatuur van het water dat wordt geleverd, hangt sterk af van de buitentemperatuur.
- Bij hogere buitentemperaturen (bijvoorbeeld 20°C): De COP van een luchtwarmtepomp is hoger, doordat het temperatuurverschil kleiner is. In deze situatie is het water dat wordt geleverd meestal tussen de 35 en 50°C.
- Bij lagere buitentemperaturen (bijvoorbeeld -20°C): De COP daalt, en de warmtepomp moet harder werken om het water op te warmen. De temperatuur van het water kan lager uitvallen, of het energieverbruik moet stijgen om de gewenste temperatuur te bereiken.
Luchtwarmtepompen zijn dus weersafhankelijk in hun prestaties. In winters met veel koude dagen is het rendement lager, waardoor het belang is om het afgiftesysteem zo efficiënt mogelijk te kiezen.
3.2 Aardwarmtepomp (grondwarmtepomp)
Een aardwarmtepomp haalt warmte uit de grond, meestal via een gesloten circuit met een water-antivriesmengsel. De temperatuur van de grond is stabiel en minder seizoensafhankelijk dan de luchttemperatuur.
- Bodemtemperatuur: Aan de oppervlakte van de grond kan de temperatuur tussen de 10 en 20°C schommelen afhankelijk van het seizoen. Op 100 meter diepte is de temperatuur vrij stabiel, meestal rond de 10 tot 12°C. Bij diepe boorputten (500 meter of dieper) kan de temperatuur oplopen tot 25°C of hoger.
- Efficiëntie: Omdat de bodemtemperatuur stabiel is, is de COP van een aardwarmtepomp over het algemeen hoger dan die van een luchtwarmtepomp. Aardwarmtepompen hebben ongeveer 0,5 tot 1 COP-punt meer dan luchtwarmtepompen.
- Water-water warmtepomp: Een water-water warmtepomp, zoals vermeld in bron [1], heeft een COP van gemiddeld 4 tot 5. Dit betekent dat voor elke eenheid elektriciteit er vier tot vijf eenheden warmte worden geleverd. De hoge efficiëntie komt doordat de temperatuur van het water in de grond of een waterbron stabieler is dan de temperatuur van de lucht.
3.3 Open versus gesloten bron
Aardwarmtepompen kunnen werken met zowel een gesloten bron als een open bron. Bij een gesloten bron loopt er een gesloten circuit met een water-antivriesmengsel door de grond. Bij een open bron wordt grondwater of oppervlaktewater direct gebruikt als warmtebron. Dit laatste is efficiënter, maar vereist een toegang tot een voldoende warme bron.
4. COP en SCOP: hoe deze waarden de temperatuur beïnvloeden
Twee belangrijke parameters om het rendement van een warmtepomp te bepalen zijn de COP en de SCOP.
4.1 Coefficient of Performance (COP)
De COP meet de efficiëntie van een warmtepomp op een bepaald moment. Het geeft het verhouding weer tussen de hoeveelheid warmte die wordt geleverd en de hoeveelheid elektriciteit die wordt gebruikt.
- COP = Verwarmde warmte / Elektriciteitsverbruik
- Een COP van 4 betekent dat voor elke 1 kWh elektriciteit er 4 kWh warmte wordt geleverd.
De COP van een warmtepomp hangt af van: - De buitentemperatuur (voor luchtwarmtepompen). - De afgiftetemperatuur van het water. - Het type warmtepomp en het afgiftesysteem.
Bijvoorbeeld: een luchtwarmtepomp die water moet opwarmen tot 70°C voor radiatoren heeft een lagere COP dan een warmtepomp die water moet opwarmen tot 35°C voor vloerverwarming.
4.2 Seasonal Coefficient of Performance (SCOP)
De SCOP meet het rendement van een warmtepomp gedurende het hele采暖 seizoen. Het geeft dus een gemiddelde van het rendement over het jaar.
- SCOP = Totale opgewarmde warmte / Totale elektriciteitsverbruik over het seizoen
- De SCOP van moderne luchtwarmtepompen in Nederland is ongeveer 5,2 bij een afgiftetemperatuur van 35°C.
De SCOP is een betere maatstaf dan de COP voor het bepalen van het seizoensgebonden rendement. Het is belangrijk om deze waarde te kennen bij het kiezen van een warmtepomp, vooral in regio's met harde winters.
5. Kies het juiste afgiftesysteem voor optimale temperatuur
Het keuze van het afgiftesysteem heeft een grote invloed op de benodigde watertemperatuur en dus op de efficiëntie van de warmtepomp.
5.1 Vloerverwarming
Vloerverwarming is ideaal voor warmtepompen, omdat het systeem werkt met lage temperaturen (20–35°C). Het is dus efficiënter dan radiatoren, die werken met hogere temperaturen (60–80°C). De COP en SCOP zijn in dit geval hoger.
5.2 Radiatoren
Radiatoren vereisen hogere temperaturen, wat leidt tot een lager rendement. Hoewel radiatoren sneller kunnen verwarmen dan vloerverwarming, is het energieverbruik hoger. Dit maakt het minder aantrekkelijk in combinatie met warmtepompen, tenzij het systeem goed is geïsoleerd.
6. Praktische toepassingen en combinaties
6.1 Warmtepompboiler en vloerverwarming
Een warmtepompboiler kan worden gebruikt om water te verwarmen voor vloerverwarming. In dit geval is de benodigde temperatuur rond de 35°C, wat goed binnen de efficiëntiebereik van de warmtepomp ligt. De boiler fungeert als buffer om ervoor te zorgen dat er voldoende warm water beschikbaar is.
6.2 Sanitairwater en radiatoren
Het is ook mogelijk om een warmtepompboiler te gebruiken voor het verwarmen van sanitair water en radiatoren. In dit geval moet het water opgewarmd worden tot hogere temperaturen (65°C of hoger), wat leidt tot een lagere COP en dus een minder efficiënt systeem. Dit is het beste te combineren met een elektrische of gasgestookte ketel om de benodigde temperatuur te bereiken.
7. Conclusie
De temperatuur van het water uit een warmtepomp is een belangrijk aspect bij het bepalen van het rendement en de efficiëntie van het systeem. Deze temperatuur wordt beïnvloed door het type warmtepomp, de toepassing (ruimteverwarming of sanitair water), en het afgiftesysteem. Aardwarmtepompen en water-water warmtepompen presteren beter dan luchtwarmtepompen, vooral in combinatie met vloerverwarming. De COP en SCOP zijn essentiële maatstaven om het rendement te bepalen, en de keuze van het afgiftesysteem heeft een grote invloed op de benodigde watertemperatuur en het energieverbruik.
Bij het kiezen van een warmtepompinstallatie is het dus belangrijk om niet alleen de technische specificaties te bekijken, maar ook de toepassing en het afgiftesysteem in overweging te nemen. Dit zorgt voor een efficiënter en duurzamer verwarmingssysteem in het eigen huis.
Bronnen
Related Posts
-
Hydro-S Warmtepompen: Functionaliteiten, Voordelen en Handleiding voor Optimaal Gebruik
-
Hybride warmtepomp zelf installeren: subsidie en voorwaarden in 2025
-
Hybride warmtepomp in Zeeland: duurzame opwarming met minimale ingrepen
-
Hybride warmtepomp aanschaffen via de werkgever: fiscaal gunstige en duurzame oplossing voor verwarming
-
Hybride warmtepomp uitzetten op vakantie: wat je moet weten
-
Hybride warmtepomp's uit zetten 's nachts: efficiëntie, comfort en technische overwegingen
-
Hybride warmtepomp installeren: Ruimte, opstelling en efficiëntie in kaart gebracht
-
Hybride warmtepomp in rijtjeshuis: toepasbaar, efficiënt en duurzaam