Kiezen voor een kleine lucht-water warmtepomp: efficiëntie, afmetingen en toepassingen

De transitie naar duurzame verwarmingsoplossingen is in volle gang. Voor veel woningen, vooral nieuwbouw of kleine appartementen, is de lucht-water warmtepomp een aantrekkelijke keuze. Deze warmtepompen onttrekken warmte uit de buitenlucht en gebruiken die om leidingwater op te warmen, waardoor ze ideaal zijn voor systemen zoals vloerverwarming en tapwateropwekking. In dit artikel bespreken we de werking, afmetingen, voordelen en nadelen van kleine lucht-water warmtepompen, met nadruk op toepassingen in woningen met een lage warmtebehoefte.

Wat is een kleine lucht-water warmtepomp?

Een kleine lucht-water warmtepomp is een energiezuinige verwarmingssysteem dat warmte uit de buitenlucht gebruikt om leidingwater op te warmen. In tegenstelling tot traditionele kachels of ketels, die werken op gas of stookolie, gebruikt een warmtepomp elektriciteit om warmte op te wekken. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om het water in het verwarmingssysteem en het sanitaire water op te warmen.

De werking van een lucht-water warmtepomp is gebaseerd op het principe van warmtewisseling. Het systeem bestaat doorgaans uit twee componenten: een buitenunit en een binnenunit. De buitenunit trekt warmte uit de buitenlucht, terwijl de binnenunit deze warmte afgeeft aan het water in het leidingnet. In de geval van een monoblock warmtepomp is dit in één compacte eenheid verwerkt, waardoor installatie eenvoudiger wordt.

Werking van een lucht-water warmtepomp

De cyclus van een lucht-water warmtepomp verloopt in meerdere stappen, die essentieel zijn voor het begrijpen van hoe het systeem werkt:

1. Warmte onttrekken aan de buitenlucht
   De buitenunit bevat een koelvloeistof die bij lage temperatuur verdampt. Terwijl de buitenlucht langs deze leidingen stroomt, geeft deze lucht warmte af aan de koelvloeistof. Deze warmte zorgt ervoor dat de vloeistof verdampt en als gas verder getransporteerd wordt.

2. Temperatuur verhogen via de compressor
   Het gasvormige koelmiddel wordt opgepompt door een elektrische compressor, wat de druk en dus ook de temperatuur verhoogt. Deze verhoogde temperatuur maakt het mogelijk om warmte af te geven aan het leidingwater.

3. Warmte afgeven aan het water
   Het gasvormige koelmiddel stroomt door de warmtewisselaar in de binnenunit, waar het zijn warmte afgeeft aan het water. Dit water wordt vervolgens gebruikt voor het verwarmen van de woning, bijvoorbeeld via vloerverwarming of centrale verwarming, of voor het opwekken van warmtapwater.

4. Cyclus herhalen
   Het koelmiddel condenseert bij het afgeven van warmte en keert vervolgens terug naar de buitenunit, waar het opnieuw verdampt en het proces zich herhaalt.

Deze cyclus werkt op lage temperatuur, wat het systeem ideaal maakt voor samenwerking met lage temperatuurverwarming zoals vloerverwarming. Tevens maakt het systeem gebruik van een bestaand elektriciteitsnet, waardoor het geen afhankelijkheid heeft van fossiele brandstoffen.

Afmetingen en vermogen van kleine warmtepompen

De afmetingen van kleine lucht-water warmtepompen zijn afgestemd op woningen met een lage warmtebehoefte, zoals nieuwbouwappartementen of passiefwoningen. Deze warmtepompen zijn compact en kunnen doorgaans aan de muur worden gemonteerd of op de vloer worden geplaatst. Typische afmetingen zijn:

• Hoogte: 50 – 70 centimeter
• Breedte: 40 – 60 centimeter
• Diepte: 20 – 30 centimeter

De exacte afmetingen kunnen variëren afhankelijk van het merk en model, maar ze zijn doorgaans ontworpen om in kleinere ruimtes te passen. Deze compactheid maakt het systeem geschikt voor woningen waar installatieruimte beperkt is.

Het vermogen van kleine lucht-water warmtepompen ligt meestal tussen 1,5 kW en 5 kW. Voor woningen met een lage warmtebehoefte, zoals nieuwbouwappartementen of passiefwoningen, is een vermogen van ongeveer 3 kW vaak voldoende. Deze woningen zijn goed geïsoleerd, waardoor er weinig warmte verloren gaat en een lage warmtebehoefte ontstaat.

Voordelen van kleine lucht-water warmtepompen

Kleine lucht-water warmtepompen bieden een aantal aanzienlijke voordelen, zowel voor de eigenaar van de woning als voor het milieu:

• Vlotte installatie
  De installatie van een lucht-water warmtepomp gebeurt doorgaans op één dag en vereist geen graafwerken, zoals bij geothermische warmtepompen. Dit maakt de installatie sneller en minder ingrijpend.

• Energiezuinig
  Lucht-water warmtepompen werken op lage temperatuur en zijn daardoor energiezuiniger dan traditionele verwarmingssystemen. Ze kunnen bovendien efficiënter werken wanneer ze worden aangesloten op zonnepanelen, waardoor de CO₂-uitstoot verder wordt teruggebracht.

• Milieuvriendelijk
  Aangezien deze warmtepompen geen fossiele brandstoffen gebruiken, zijn ze milieuvriendelijk. Ze draagen bij aan de overgang naar duurzame energie en het verminderen van CO₂-uitstoot.

• Gratis warmtebron
  De lucht is een vrij beschikbare bron van warmte. De enige kosten die aan het systeem verbonden zijn, zijn de elektriciteit die nodig is om de warmtepomp te bedrijven.

• Flexibiliteit in toepassing
  Buiten verwarming bieden lucht-water warmtepompen ook de mogelijkheid tot koeling in de zomer. Dit maakt ze geschikt voor een volledige "All-Electric" oplossing in woningen.

Toepassingen in woningen met lage warmtebehoefte

Kleine lucht-water warmtepompen zijn vooral geschikt voor woningen met een lage warmtebehoefte. Dit omvat nieuwbouwappartementen, passiefwoningen en appartementen in flatgebouwen. In deze woningen is de isolatie meestal goed, waardoor er weinig warmte verloren gaat. Daardoor is een warmtepomp met een vermogen van 3 kW vaak voldoende om het comfort in het huis te waarborgen.

Een voorbeeld is de ventilatielucht/water warmtepomp van NIBE. Deze warmtepomp onttrekt warmte aan de ventilatielucht in het huis en gebruikt die om het water op te warmen. Deze oplossing vereist geen buitenunit of bodembron, waardoor het systeem ideaal is voor appartementen in flatgebouwen.

Er zijn ook monoblock modellen beschikbaar, waarbij de warmtepomp volledig in één unit is geïntegreerd. Deze modellen zijn ontworpen om via ventilatiegaten in de muur verbonden te zijn met de buitenlucht, waardoor installatie eenvoudiger is. Monoblock warmtepompen zijn vooral geschikt voor kleine woningen waar geen extra ruimte beschikbaar is voor een aparte buitenunit.

Compacte modellen en hybride oplossingen

Voor woningen waar de warmtebehoefte soms te hoog is voor een enkele warmtepomp, zijn hybride oplossingen beschikbaar. Deze systemen combineren een lucht-water warmtepomp met een traditioneel verwarmingssysteem, zoals een elektrische verwarming of een gasketel. In de zomer maakt de warmtepomp het grootste deel van de warmte, terwijl in de winter de traditionele verwarming extra ondersteuning biedt. Dit zorgt voor een beter comfort in de wintermaanden en vermindert de risico's van onvoldoende verwarming in extreme kou.

Een voorbeeld van zo’n hybride warmtepomp is de MT-WH21 van NIBE. Deze warmtepompboiler biedt een hoge warmteopwekking en kan worden gebruikt in combinatie met een losse boiler. De MT-WH21 is ideaal voor woningen waar de warmtebehoefte hoger is, maar waar toch de voorkeur uitgaat naar een duurzame oplossing.

Kostprijs en investeringsaspecten

De kosten van een kleine lucht-water warmtepomp variëren afhankelijk van het type en de vermogenscapaciteit. Hieronder een overzicht van de gemiddelde kosten:

De investering in een lucht-water warmtepomp is aanzienlijk, maar de langdurige besparing op energiekosten en de mogelijke subsidies maken het een aantrekkelijke investering. Bovendien draagt het systeem bij aan het verlagen van CO₂-uitstoot en het behoud van energiebronnen.

Rendement en COP-waarden

Het rendement van een lucht-water warmtepomp wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance). De COP geeft het verhouding aan tussen het afgegeven vermogen (warmte) en het toegevoegde elektrische vermogen. Hoe hoger de COP-waarde, hoe efficiënter de warmtepomp werkt.

De COP-waarden van lucht-water warmtepompen zijn meestal:

• Bij een buitenluchttemperatuur van 7 °C naar een afgifte van 35 °C: COP = 4,4
• Bij een buitenluchttemperatuur van 7 °C naar een afgifte van 45 °C: COP = 3,6

Deze waarden kunnen variëren afhankelijk van het model en de omgevingstemperatuur. In de zomer, wanneer de buitenlucht warmer is, kan de COP-waarde hoger zijn, waardoor de warmtepomp efficiënter werkt.

Nadelen en beperkingen

Hoewel lucht-water warmtepompen veel voordelen bieden, zijn er ook enkele beperkingen en nadelen:

• Beperkte toepassing in extreem koude winters
  In zeer koude winters kan de warmteopwekking van een lucht-water warmtepomp verminderen. In dergelijke gevallen kan een hybride oplossing of een aanvullende verwarmingsbron nodig zijn.

• Afhankelijkheid van elektriciteit
  Omdat lucht-water warmtepompen werken op elektriciteit, zijn ze afhankelijk van het elektriciteitsnet. In het geval van een stroomstoring is het systeem niet in staat om warmte te leveren, tenzij er een back-up systeem is geïnstalleerd.

• Installatiekosten
  De investering in een lucht-water warmtepomp is relatief hoog. Voor woningen met een hoge warmtebehoefte kan het efficiënter zijn om een grotere warmtepomp of een geothermische oplossing te kiezen.

• Verwarmingssystemen vereisen aanpassing
  Lucht-water warmtepompen werken meestal op lage temperatuur. Dit betekent dat bestaande verwarmingssystemen, zoals een centrale verwarming, mogelijk moeten worden aangepast om compatibel te zijn met de warmtepomp.

Kiezen voor de juiste warmtepomp

Het kiezen van de juiste warmtepomp vereist een grondige beoordeling van de warmtebehoefte van de woning. Voor kleine woningen is een lucht-water warmtepomp vaak voldoende, maar voor grotere woningen of woningen in koude klimaten kan een hybride oplossing of een grotere warmtepomp beter geschikt zijn.

Bij de keuze van een warmtepomp is het belangrijk om te letten op het vermogen, de afmetingen, de COP-waarden en de mogelijkheid tot hybride of monoblock installatie. Tevens is het raadzaam om professioneel advies in te winnen van een installateur of energieadviseur om zeker te zijn dat het systeem optimaal afgestemd is op de woning.

Conclusie

Kleine lucht-water warmtepompen zijn een efficiënte en duurzame oplossing voor woningen met een lage warmtebehoefte. Ze bieden een aantal voordelen, zoals energiezuinigheid, milieuvriendelijkheid en flexibiliteit in toepassing. De afmetingen zijn afgestemd op kleine woningen, en de installatie is relatief eenvoudig. Voor woningen in koude klimaten of met een hoge warmtebehoefte zijn hybride of monoblock oplossingen beschikbaar.

Bij het kiezen van een warmtepomp is het belangrijk om te rekenen op professioneel advies en een grondige beoordeling van de warmtebehoefte van de woning. De investering in een lucht-water warmtepomp is aanzienlijk, maar de langdurige besparing op energiekosten en de bijdrage aan duurzame energie maken het een aantrekkelijke keuze voor vele homeowners en bouwprofessionals.

Bronnen

1. Bobex - Lucht-water warmtepomp
2. Bobex - Klein model warmtepomp
3. NIBE - Werking van ventilatielucht-water warmtepomp
4. Warmtepomp-weetjes - Werking lucht-water warmtepomp