Midden temperatuur warmtepompen: werkingsprincipe, toepassing en rendement in het warmtenet

In de transformatie naar duurzame energie speelt het warmtenet een steeds belangrijker rol in de woningbouwsector. Midden temperatuur warmtepompen vormen hierin een essentiële technologie die draait op temperatuurwaarden tussen 55°C en 75°C. Deze warmtepompen worden zowel gebruikt in warmtenetten als in losse installaties. Het begrip en de toepassing van midden temperatuur warmtepompen is van groot belang voor bouwprofessionals, renovateurs en woningeigenaren die op zoek zijn naar efficiënte verwarmingsoplossingen.

In dit artikel wordt ingegaan op het werkingsprincipe van midden temperatuur warmtepompen, hun toepassing in warmtenetten, de rol van de aanvoer- en retourtemperatuur, en de rendementfactor (SPF). Daarnaast wordt het verschil tussen open en gesloten systeem verduidelijkt, evenals de rol van boosterwarmtepompen bij het maken van warm tapwater.


Wat is een midden temperatuur warmtenet?

Een midden temperatuur warmtenet is gedefinieerd als een warmtenet dat werkt met een aanvoertemperatuur van 55°C tot 75°C. Dit type warmtenet behoort tot de derde generatie warmtenetten in Nederland en is ontwikkeld naarmate woningen beter geïsoleerd werden en de technologie voor warmtepompen zich ontwikkelde.

In tegenstelling tot hoge temperatuur warmtenetten, die typisch temperaturen van 75°C tot 90°C leveren, is een midden temperatuur warmtenet efficiënter in termen van energieverbruik en warmteverlies. Dit is vooral het geval bij goed geïsoleerde woningen, die met lage of midden temperatuur verwarmingssystemen zoals vloerverwarming of lage temperatuur convectoren kunnen worden verwarmd.

Woningen die voldoen aan gebouwstandaarden vanaf 1992 en met een modern verwarmingsinstallatie zijn geschikt voor een aansluiting op een midden temperatuur warmtenet.


Werkingsprincipe van midden temperatuur warmtepompen

Midden temperatuur warmtepompen functioneren op basis van het principe van warmteoverdracht. Ze halen warmte op uit een externe bron (zoals aarde, water of lucht) en pompen deze naar een hogere temperatuur, waarna het warme water wordt afgegeven aan het verwarmingssysteem van een woning.

In het kader van een warmtenet, dient een midden temperatuur warmtepomp als een warmte-afleverset in de woning. Deze set zorgt ervoor dat de lage temperatuur warmte uit het netwerk wordt opgepompt naar een temperatuur die geschikt is voor cv-verwarming en warm tapwater.

Voorbeeld: Een woning die is aangesloten op een warmtenet met een aanvoertemperatuur van 60°C gebruikt een warmtepomp om deze temperatuur op te voeren naar 70°C of hoger, zodat de woning comfortabel kan worden verwarmd. Voor het maken van warm tapwater kan een extra boosterwarmtepomp worden ingezet, om de temperatuur verder te verhogen tot boven 60°C (nodig om legionella te voorkomen).


Open versus gesloten systeem in het warmtenet

Een midden temperatuur warmtenet kan op twee manieren worden aangesloten op een woning:

Open systeem

  • In een open systeem is de cv-installatie van de woning rechtstreeps verbonden met het warmtenet.
  • Dit betekent dat het water uit het netwerk direct kan worden gebruikt voor verwarming via radiatoren, convectoren of vloerverwarming.
  • Een groot voordeel is de eenvoud van de opzet. De woning kan direct profiteren van de warmte in het netwerk zonder gebruik van een warmtewisselaar.

Gesloten systeem

  • In een gesloten systeem is de cv-installatie van de woning gescheiden van het warmtenet.
  • Een warmtewisselaar zorgt voor de overdracht van warmte van het netwerk naar het verwarmingssysteem van de woning.
  • Voor een aansluiting op een gesloten systeem is een expansievat en een cv-pomp nodig.
  • De meeste nieuwe warmtenetten gebruiken het gesloten systeem, omdat dit flexibel is en veiliger is voor het netwerk.

Beide systemen vereisen een warmtepomp om de temperatuur van het netwerkwater op te voeren naar een niveau dat geschikt is voor verwarming.


De rol van de aanvoer- en retourtemperatuur

De aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur zijn cruciale parameters die bepalen hoe efficiënt een warmtenet kan functioneren.

  • De aanvoertemperatuur is de temperatuur van het warme water dat uit het warmtenet komt en naar de woning wordt gevoerd.
  • De retourtemperatuur is de temperatuur van het afgekoelde water dat na gebruik in de woning terug gaat naar het warmtenet om opnieuw opgewarmd te worden.

Bij midden temperatuur warmtenetten is de aanvoertemperatuur meestal 55°C tot 75°C, afhankelijk van de generatie van het netwerk en de warmtebron. De retourtemperatuur is meestal lager, bijvoorbeeld 40°C tot 50°C.

Het temperatuurverschil tussen aanvoer en retour is een maat voor de warmteafgifte van het systeem. Een groter temperatuurverschil betekent dat de warmtepomp minder ver hoeft te pompen, wat het rendement verhoogt.


Midden temperatuur warmtepompen en het SPF

Het SPF (Seasonal Coefficient of Performance) is een maat voor het jaarlijkse rendement van een warmtepomp. Het SPF geeft het gemiddelde rendement weer over het hele jaar, rekening houdend met seizoensafhankelijke temperaturen en de daarmee gepaard gaande veranderingen in efficiëntie.

Voor midden temperatuur warmtepompen in Nederland is het SPF bepalend voor de energieprestatie en het energielabel van een woning. Het SPF wordt bepaald aan de hand van gemiddelde temperatuurwaarden in midden Europa, waar Nederland en België tot behoren.

Voorbeeld: Een lucht/water warmtepomp heeft een SPF van 3.6 bij een aanvoer van 45°C bij 7°C buitenluchttemperatuur. Een brine/water warmtepomp heeft in Nederland meestal een hoger SPF, omdat de bron (aarde) een stabielere temperatuur heeft dan de buitenlucht.

Het SPF is te vinden in het Energie label van een warmtepomp, en wordt ook verwerkt in het Fishe-document van de fabrikant.


Toepassing in lokaal bronnet en warmtenet

Midden temperatuur warmtepompen worden zowel gebruikt in warmtenetten als in lokale bronnetten. Een warmtenet is een netwerk dat warmte van een centrale bron distribueert naar meerdere woningen. Een lokale bronnet is een kleinere variant waarin de warmtebron dicht bij de gebruiker is gelegen, zoals bij een datacenter, supermarkt of ijsbaan.

In beide gevallen is de warmtepomp essentieel voor het verhogen van de temperatuur van de warmtebron naar een niveau dat geschikt is voor verwarming.

Bij een lokale bronnet is de warmte vaak afkomstig uit restwarmte van industriële processen. Deze warmte heeft meestal een lage temperatuur (onder 40°C), waardoor een boosterwarmtepomp nodig is om de temperatuur verder op te voeren.


Midden temperatuur warmtepompen in combinatie met warmte- en koudeopslag

Een van de voordelen van midden temperatuur warmtenetten is dat ze vaak worden gebruikt in combinatie met warmte- en koudeopslag. Dit betekent dat in de zomer warmte wordt opgeslagen in een grondwaterreservoir of een ondergrondse warmteopslag, en in de winter wordt deze warmte teruggehaald om woningen te verwarmen.

De omgekeerde situatie treedt op in de winter: koude wordt opgeslagen in de grond en wordt in de zomer gebruikt voor passief koelen van woningen. Dit maakt midden temperatuur warmtenetten duurzaam en flexibel, omdat ze zowel voor verwarming als voor koeling kunnen worden ingezet.


Keuze van warmtepomp: lucht/water versus aarde/water

Voor midden temperatuur warmtenetten kan gekozen worden tussen lucht/water warmtepompen en aarde/water (brine/water) warmtepompen. Het rendement van deze typen verschilt, afhankelijk van de temperatuur van de bron.

  • Lucht/water warmtepompen zijn goedkoper en eenvoudiger in gebruik, maar hebben een lager SPF in de winter, omdat de luchttemperatuur daalt.
  • Aarde/water warmtepompen zijn efficiënter in koude weersomstandigheden, omdat de aarde een constantere temperatuur heeft.

Bij midden temperatuur warmtenetten, waar de bron een constantere temperatuur biedt, is een aarde/water warmtepomp vaak de betere keuze, zowel qua rendement als qua duurzaamheid.


Warmtepompen en tapwaterverwarming

Bij midden temperatuur warmtenetten is het soms nodig om een aparte boosterwarmtepomp in te richten voor het maken van warm tapwater. Dit is vooral nodig wanneer de temperatuur van het warmtenet lager is dan 60°C, omdat deze temperatuur nodig is om legionella te voorkomen.

De boosterwarmtepomp fungeert als een tweede warmtepomp die het water verder opvoert naar een temperatuur van minstens 60°C. Deze aanvullende installatie is vaak nodig in woningen met lagere temperatuur warmtenetten (3e of 4e generatie).


Kiezen voor een midden temperatuur warmtenet: voordelen en nadelen

Voordelen

  • Efficiënter dan hoge temperatuur warmtenetten door lagere warmteverliezen.
  • Geschikt voor modern geïsoleerde woningen, zoals die gebouwd zijn na 1992.
  • Duurzaam: warmtebronnen zoals aarde, water en restwarmte zijn CO₂-neutraal.
  • Flexibel: kan worden gebruikt voor zowel verwarming als koeling via warmte- en koudeopslag.
  • Lage brandstofkosten en energiesparen dankzij warmtepompen.

Nadelen

  • Voorwaarden voor aansluiting: woning moet voldoen aan isolatiestandaarden.
  • Aanpassingen nodig: bestaande verwarmingssystemen moeten vaak worden aangepast.
  • Initiële investering: het aansluiten op een warmtenet kan kostbaar zijn.

Samenvatting

Midden temperatuur warmtepompen vormen een essentieel onderdeel van de duurzame verwarmingsstrategie in Nederland. Ze worden zowel gebruikt in warmtenetten als in losse installaties en zijn geschikt voor goed geïsoleerde woningen. De aanvoer- en retourtemperatuur bepalen het rendement van het systeem, en het SPF is een maat voor het jaarlijkse rendement. Midden temperatuur warmtenetten zijn vaak aangesloten op een gesloten systeem, waarbij een warmtewisselaar zorgt voor de warmteoverdracht.

De keuze voor een lucht/water of aarde/water warmtepomp hangt af van de bron en de seizoensvariaties. In combinatie met warmte- en koudeopslag kunnen midden temperatuur warmtenetten efficiënt worden ingezet voor zowel verwarming als koeling. Bij het maken van warm tapwater is een boosterwarmtepomp vaak nodig.

De toepassing van midden temperatuur warmtepompen in woningen biedt een duurzame, flexibele en efficiënte oplossing voor de toekomstige energietransitie.


Bronnen

  1. Kennisbank Regionaal Energieloket
  2. Warmtepomp-weetjes

Related Posts