De maximale temperatuur van een warmtepomp: technische bepalingen, rendement en toepassing

Inleiding

De keuze van een warmtepomp voor verwarming en sanitair warm water in een woning of gebouw hangt sterk af van de vereiste temperatuur voor het afgiftesysteem. In de praktijk zijn er verschillende soorten warmtepompen, waarbij de hoge temperatuur warmtepomp specifiek ontworpen is voor toepassingen waar klassieke radiatoren of hoge-temperatuur afgifte vereist is. Deze warmtepompen kunnen temperaturen bereiken die geschikt zijn voor bestaande verwarmingssystemen, maar het rendement en de efficiëntie zijn hierdoor beperkter dan bij warmtepompen die werken bij lage temperaturen.

Deze artikel behandelt in detail de maximale temperatuur die een warmtepomp kan bereiken, de invloed op het rendement, de technische parameters die hierbij een rol spelen, en de geschiktheid van hoge temperatuur warmtepompen voor verschillende woningtypen. Het artikel is gericht op eigenaars, renovateurs en installateurs die meer willen weten over het technische en functionele gebruik van warmtepompen in de context van renovatie en nieuwbouw.

Technische bepaling van maximale temperatuur

1. Werkingsprincipe en temperatuurgrenzen

De maximale temperatuur die een warmtepomp kan leveren, hangt af van het type warmtepomp, de warmtebron (bodem, grondwater, lucht) en de afgiftesysteem (radiatoren, vloerverwarming, sanitair water). Voor hoge temperatuur warmtepompen is het doel om temperaturen te bereiken die geschikt zijn voor klassieke radiatoren en sanitair warm water. In tegenstelling tot warmtepompen die werken op lage temperaturen (bijvoorbeeld vloerverwarming), vereisen radiatoren afgifte van het verwarmingswater in de orde van 50 tot 60 graden Celsius of hoger.

Volgens de technische informatie in de bronnen is de maximale afgiftetemperatuur van een warmtepomp op hoge temperatuur in de regel tot ongeveer 60 graden Celsius mogelijk, afhankelijk van de specifieke technologie en configuratie. In sommige gevallen kan deze temperatuur zelfs tot 70 graden bereiken, maar dit is afhankelijk van het merk en het type warmtepomp.

Voor het sanitair warm water is de vereiste temperatuur meestal rond de 50 tot 60 graden Celsius, wat binnen het bereik van hoge temperatuur warmtepompen valt. Echter, een warmtepomp die speciaal ontworpen is voor sanitair water kan ook temperaturen bereiken van tot 60 of 70 graden, zolang de technische specificaties dat toelaten.

2. Belangrijke parameters bij het bepalen van de maximale temperatuur

Bij het bepalen van de maximale temperatuur die een warmtepomp kan leveren, zijn een aantal technische parameters belangrijk:

  • Zuiggastemperatuur: Deze temperatuur ligt meestal tussen de 4 en 12 graden Celsius bij het 1e opstarten van een warmtepomp. Als deze onder 0 graden zakt, duidt dat op een probleem met de vloeistofcirculatie of een tekort aan glycol. Dit kan leiden tot ontluchting of een verlaagde flow, wat het systeem inefficiënt maakt.
  • Heetgastemperatuur: Deze temperatuur moet ten minste 25 K hoger zijn dan de aanvoertemperatuur. Normaal ligt deze tussen de 70 en 125 graden Celsius, afhankelijk van het type warmtepomp en de vereiste afgiftetemperatuur.
  • Vloeistoftemperatuur: Deze temperatuur moet ongeveer gelijk zijn aan de retourtemperatuur van het systeem.
  • Delta T (verschil tussen bron in en bron uit): Dit verschil moet tussen de 4 en 5 graden Celsius liggen. Een te gering of te groot verschil duidt op een inefficiënt systeem of een problematisch afgiftesysteem.
  • Oververhitting: Dit is de temperatuurverschil tussen zuiggas en verdampertemperatuur en moet tussen 2 en 8 graden Celsius liggen.

Bij het eerste opstarten van een warmtepomp is het daarom belangrijk om deze parameters nauwlettend te volgen om ervoor te zorgen dat het systeem efficiënt werkt en de gewenste maximale temperatuur bereikt.

Invloed van maximale temperatuur op het rendement

1. Rendement van hoge temperatuur warmtepompen

Een warmtepomp die werkt op hoge temperaturen heeft doorgaans een lager rendement (COP – Coefficient of Performance) dan een warmtepomp die werkt op lage temperaturen. Dit komt omdat het temperatuurverschil tussen de warmtebron (bijvoorbeeld de buitenlucht of grondwater) en de gewenste afgiftetemperatuur groter is. Hoe groter dit temperatuurverschil, des te meer energie moet de compressor verbruiken om de warmte op te wekken.

De COP (Coëfficiënt of Performance) is de verhouding tussen het afgegeven vermogen en het toegevoegd elektriciteitsverbruik. Bijvoorbeeld, bij een COP van 4 betekent dat 1 kWh elektriciteit leidt tot 4 kWh warmte. Bij hoge temperatuur warmtepompen kan deze COP echter snel dalen, vooral bij lage buitentemperaturen of bij onvoldoende isolatie van de woning.

In extreem koude omstandigheden, zoals bij vriestemperaturen, kan de COP zelfs onder de 2 dalen. Dit betekent dat voor elke 1 kWh elektriciteit slechts 2 kWh warmte wordt opgewekt, wat een aanzienlijk hoger energieverbruik en lager rendement oplevert.

2. SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

Aangezien COP alleen het rendement op een bepaald moment en onder specifieke omstandigheden meet, is de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) een betere maat voor het jaarlijks rendement van een warmtepomp. Deze waarde is sinds 2016 verplicht op het energielabel van warmtepompen in Nederland. Het SCOP geeft een betrouwbaarder beeld van het rendement over het hele jaar, rekening houdend met seizoensgebonden variaties in temperatuur.

3. Invloed van isolatie en woningtype

Het rendement van een warmtepomp op hoge temperatuur is sterk afhankelijk van de isolatie van de woning. In goed geïsoleerde woningen is de warmtevraag lager, waardoor het temperatuurverschil tussen de warmtebron en de afgiftetemperatuur kleiner is. Dit leidt tot een beter rendement en een lagere COP-verbruik.

In minder goed geïsoleerde woningen of in gebouwen met klassieke radiatoren die hogere afgiftetemperaturen vereisen, is het rendement van een hoge temperatuur warmtepomp aanzienlijk lager. In deze gevallen is het belangrijk om te overwegen of een hoge temperatuur warmtepomp de meest efficiënte keuze is, of dat er aanpassingen nodig zijn aan het afgiftesysteem om het rendement te verbeteren.

Toepassing van hoge temperatuur warmtepompen

1. Geschiktheid voor bestaande woningen

Een van de voornaamste voordelen van een hoge temperatuur warmtepomp is dat deze geschikt is voor bestaande verwarmingssystemen, zoals klassieke radiatoren. In veel oude woningen is het onmogelijk of onrealistisch om de hele verwarmingsinstallatie te vervangen door een systeem dat werkt op lage temperaturen, zoals vloerverwarming. In dergelijke gevallen is een hoge temperatuur warmtepomp een aantrekkelijke oplossing.

Een hoge temperatuur warmtepomp kan echter alleen effectief werken als de woning voldoende geïsoleerd is en het afgiftesysteem (radiatoren) voldoende afgifteoppervlakte heeft. Als er te weinig radiatoren of slang aanwezig is, kan het systeem niet voldoende warmte leveren en moet de stooklijn hoger worden ingesteld, wat opnieuw het rendement negatief beïnvloedt.

2. Sanitair warm water

Een hoge temperatuur warmtepomp is ook geschikt voor het opwekken van sanitair warm water. De vereiste temperatuur voor sanitair warm water ligt meestal rond de 50 tot 60 graden Celsius, wat binnen het bereik van deze warmtepompen valt. Het is echter belangrijk om te controleren of de warmtewisselaar geschikt is voor deze temperatuur, omdat niet alle warmtewisselaars in staat zijn om efficiënt warmte af te geven bij deze temperaturen.

Een veel voorkomende fout is het gebruik van een warmtewisselaar die een primair maximum van 90 graden Celsius vereist. Bij 45 graden Celsius geeft deze wisselaar meestal weinig of geen vermogen meer af. Dit duidt op een ongeschikt afgiftesysteem en kan leiden tot inefficiëntie en verhoogde kosten.

3. Zwembadverwarming

Hoge temperatuur warmtepompen kunnen ook gebruikt worden voor de verwarming van zwembaden. Echter, in dit geval is het van groot belang om te controleren of de zwembadwisselaar geschikt is voor lage temperaturen (max. 45 graden primair). Veel zwembadwisselaars vereisen hogere temperaturen om efficiënt te werken, wat in combinatie met een warmtepomp een probleem kan opleveren.

Vergelijking met lage temperatuur warmtepompen

1. Rendement en energieverbruik

Lage temperatuur warmtepompen, zoals die die gebruikt worden voor vloerverwarming, werken efficiënter en hebben een hogere COP dan hoge temperatuur warmtepompen. Dit komt omdat het temperatuurverschil tussen de bron en de afgiftetemperatuur kleiner is. In goed geïsoleerde woningen kan de COP van een lage temperatuur warmtepomp zelfs boven de 6 liggen, terwijl hoge temperatuur warmtepompen vaak een COP van 3 of lager hebben.

2. Investering en terugverdientijd

De investeringskosten van een hoge temperatuur warmtepomp zijn in de regel hoger dan die van een warmtepomp die werkt op lage temperaturen. Dit komt door de vereisten voor de technologie om hogere temperaturen te bereiken en het gebruik van krachtigere compressors. De gemiddelde aanschafprijs van een hoge temperatuur warmtepomp ligt tussen de €12.000 en €19.000, inclusief installatie.

Omdat het rendement lager is en het elektriciteitsverbruik hoger, is de terugverdientijd van een hoge temperatuur warmtepomp meestal langer dan die van een lage temperatuur warmtepomp. In goed geïsoleerde woningen kan de terugverdientijd nog steeds rond de 5 tot 10 jaar liggen, afhankelijk van de energieprijzen en het energieverbruik. In minder goed geïsoleerde woningen kan deze terugverdientijd echter tot 15 jaar oplopen.

3. Subsidies en duurzaamheid

Omdat warmtepompen een duurzame oplossing zijn voor verwarming en sanitair warm water, zijn er vaak subsidies beschikbaar om de aanschaf te vergemakkelijken. In Nederland zijn er verschillende programma’s voor subsidies op warmtepompen, afhankelijk van het type, het vermogen en de isolatiegraad van de woning.

De duurzaamheid van een warmtepomp is echter afhankelijk van het type en het rendement. Een warmtepomp op hoge temperatuur is over het algemeen minder duurzaam dan een warmtepomp op lage temperatuur, omdat deze meer elektriciteit verbruikt en dus een hoger CO₂-verbruik oplevert. Voor goed geïsoleerde woningen met energiezuinige afgiftesystemen is een lage temperatuur warmtepomp meestal de betere keuze, zowel qua rendement als qua duurzaamheid.

Aandachtspunten bij keuze van hoge temperatuur warmtepomp

1. Geschiktheid van de woning

Het is belangrijk om te bepalen of een hoge temperatuur warmtepomp het meest geschikte systeem is voor een specifieke woning. In moderne woningen met energiezuinige afgiftesystemen is een lage temperatuur warmtepomp vaak efficiënter. In bestaande woningen met klassieke radiatoren en geen mogelijkheid tot omvorming is een hoge temperatuur warmtepomp de enige haalbare oplossing.

2. Hoger energieverbruik

Een hoge temperatuur warmtepomp verbruikt meer elektriciteit dan een warmtepomp die werkt op lage temperaturen. Dit kan leiden tot hogere energiekosten en een minder milieuvriendelijke oplossing. Het is daarom belangrijk om rekening te houden met de elektriciteitsprijzen en het energieverbruik bij de keuze van een warmtepomp.

3. Afgiftesysteem en isolatie

Het afgiftesysteem en de isolatie van de woning spelen een grote rol in het rendement van een warmtepomp. In woningen met onvoldoende isolatie of met een afgiftesysteem dat niet voldoende afgifteoppervlakte heeft, is het rendement van een hoge temperatuur warmtepomp aanzienlijk lager. In dergelijke gevallen is het aan te raden om eerst isolatieverbeteringen of afgiftesysteemveranderingen in overweging te nemen voordat een warmtepomp wordt geïnstalleerd.

Conclusie

De keuze van een warmtepomp hangt sterk af van de vereiste afgiftetemperatuur en de aard van het afgiftesysteem in de woning. Hoge temperatuur warmtepompen zijn geschikt voor toepassingen waar klassieke radiatoren of hoge-temperatuur afgifte vereist is. De maximale temperatuur die een hoge temperatuur warmtepomp kan leveren ligt meestal tussen de 50 en 70 graden Celsius, afhankelijk van de technologie en de vereisten van het afgiftesysteem.

Hoewel deze warmtepompen geschikt zijn voor bestaande verwarmingssystemen, is het rendement lager dan bij warmtepompen die werken op lage temperaturen. De COP kan snel dalen bij extreem koude temperaturen of in onvoldoende geïsoleerde woningen. Het energieverbruik is hoger, wat leidt tot een langere terugverdientijd en minder duurzaamheid.

Voor woningen met energiezuinige afgiftesystemen en goede isolatie is een lage temperatuur warmtepomp vaak de efficiëntere keuze. Voor bestaande woningen met klassieke radiatoren is een hoge temperatuur warmtepomp echter de enige haalbare oplossing, zolang de woning voldoende geïsoleerd is en het afgiftesysteem geschikt is voor deze temperatuur.

Het is belangrijk om de technische parameters van de warmtepomp nauwlettend te volgen bij het eerste opstarten en het gebruik, zoals de zuiggastemperatuur, heetgastemperatuur, delta T en oververhitting. Deze parameters geven inzicht in de efficiëntie en het rendement van het systeem.

Bronnen

  1. warmtepomp-weetjes.nl - Warmtepomp installatie tips
  2. warmtepomp-info.nl - Technische informatie over warmtepompen
  3. bobex.nl - Hoge temperatuur warmtepomp

Related Posts