Wat is een warmtepomp en hoe werkt deze in de praktijk?

Het verduurzamen van de woningbouw is tegenwoordig een centraal thema in de bouw- en renovatiebranche. Eén van de meest gebruikte duurzame oplossingen voor verwarming is de warmtepomp. In dit artikel leggen we uit wat een warmtepomp is, hoe deze werkt, welke typen er zijn, en welke factoren van belang zijn bij de aanschaf en installatie. Alles is gebaseerd op feiten uit betrouwbare bronnen binnen de sector.

Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een duurzame technologie die warmte uit de omgeving – zoals de lucht, de bodem of grondwater – opwekt en deze omzet in energie voor verwarming van een woning of voor warm tapwater. In tegenstelling tot traditionele cv-systemen die aardgas verbranden, gebruikt een warmtepomp elektriciteit om warmte uit de omgeving te winnen en te verhitten. Hierdoor wordt de CO₂-uitstoot aanzienlijk verlaagd en de energiekosten minder hoog.

De werking van een warmtepomp berust op een thermodynamisch proces. Hierbij wordt een koelmiddel verdampt en gecomprimeerd, waardoor warmte wordt opgewekt. Dit is vergelijkbaar met de werking van een koelkast, maar dan omgekeerd: in plaats van warmte uit een ruimte te halen, wordt warmte erin gebracht. De warmte kan vervolgens worden afgegeven aan water voor radiatoren of vloerverwarming, of direct aan de lucht via een ventilatiesysteem.

Hoe werkt een warmtepomp?

Werkingsprincipe van een warmtepomp

Het proces van een warmtepomp kan worden ingedeeld in verschillende stappen:

  1. Warmtewisseling: Een vorstvrije vloeistof stroomt door buizen die blootgesteld worden aan een warmtebron, zoals de buitenlucht, de grond of grondwater. Deze vloeistof is kouder dan de omgeving, zodat warmte wordt opgenomen.

  2. Verdamper: De opgenomen warmte wordt doorgegeven aan een koelvloeistof in de verdamper, die een kookpunt lager dan 0°C heeft. Deze koelvloeistof verdampt door de opgenomen warmte en vormt een damp.

  3. Compressie: De damp wordt door een compressor samengedrukt, waardoor de druk en temperatuur stijgen tot ongeveer 55°C (voor lage temperatuur warmtepompen) of hoger (voor hoge temperatuur warmtepompen).

  4. Condensor: De hete damp geeft zijn warmte af aan het verwarmingssysteem via de condensor, waarna het koelvloeistof condenseert. De druk van het koelvloeistof wordt vervolgens verlaagd via een expansieventiel, waardoor de cyclus kan worden herhaald.

Deze cyclus is efficiënt, vooral bij lage temperatuur afgiftesystemen zoals vloerverwarming of lage temperatuur radiatoren. Het rendement van de warmtepomp wordt uitgedrukt in de COP (Coefficient of Performance), die het verhoudingstal is tussen de opgewekte warmte en de elektriciteit die nodig is voor de werking. Een COP van 5 betekent dat er 5 kWh warmte wordt opgewekt bij 1 kWh elektriciteit. Het jaarlijkse rendement wordt gemeten aan de hand van de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) of SPF (Seasonal Performance Factor), die het gemiddelde rendement over een volledig jaar weergeeft.

Typen warmtepompen

Er zijn verschillende typen warmtepompen, afhankelijk van de warmtebron en de manier waarop de warmte wordt afgestaan. De meest voorkomende typen zijn:

1. Lucht-water warmtepomp

Deze warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht via een buitenunit. De warmte wordt vervolgens omgezet in warm water dat kan worden gebruikt voor verwarming via radiatoren of vloerverwarming. Deze variant is geschikt voor woningen met lage temperatuur afgiftesystemen.

Voordelen: - Goed rendement bij gematigde temperaturen. - Relatief eenvoudige installatie. - Minder afhankelijk van de grondstructuur dan bijvoorbeeld een grond-water warmtepomp.

Nadelen: - Minder efficiënt bij zeer lage temperaturen. - De buitenunit kan ruimte innemen en moet goed geïsoleerd zijn.

2. Grond-water warmtepomp

Bij een grond-water warmtepomp wordt warmte onttrokken aan grondwater via een gesloten systeem. De warmte wordt gebruikt voor verwarming of warm tapwater. Deze warmtepomp vereist een gespecialiseerde installatie, doorgaans door een gecertificeerd bedrijf.

Voordelen: - Hoge COP en SCOP, vooral in de winter. - Passieve koeling in de zomer. - Minder afhankelijk van de weersomstandigheden.

Nadelen: - Vereist toestemming voor grondwaterwinning. - Hoge installatiekosten. - Niet overal toegestaan vanwege grondwaterbeheer.

3. Brine-water warmtepomp

Deze warmtepomp haalt warmte uit de bodem via een gesloten systeem met een glycol-gebaseerde oplossing. Het is technisch vergelijkbaar met een grond-water warmtepomp, maar gebruikt een gesloten kring van buizen in de bodem.

Voordelen: - Goed rendement, ook in de winter. - Minder risico op grondwaterverontreiniging. - Kan gebruiken worden met verschillende warmtebronnen, zoals oppervlaktewater of warmtewinmuren.

Nadelen: - Installatie vereist grondboringen. - Meer onderhoud nodig dan bij een lucht-water warmtepomp. - Hoge investering.

4. Hybride warmtepomp

Een hybride warmtepomp combineert een elektrische warmtepomp met een HR-ketel. Tijdens warme weersomstandigheden wordt de verwarming geleverd door de warmtepomp, terwijl de HR-ketel bijkomt bij koude dagen of voor extra warm water. Deze oplossing is geschikt voor woningen die nog niet volledig geïsoleerd zijn.

Voordelen: - Vermindert gasverbruik. - Flexibel in gebruik. - Goed geschikt voor woningen met hoge radiatoren.

Nadelen: - Minder duurzaam dan een volledig elektrische warmtepomp. - Vereist ruimte voor zowel warmtepomp als HR-ketel.

5. Water-water warmtepomp

Deze warmtepomp maakt gebruik van grondwater als warmtebron. Het water wordt opgepompt, warmte wordt eruit gehaald, en het koudere water wordt op een andere plek in de bodem teruggebracht. Deze oplossing vereist een gespecialiseerde installatie en is niet overal toegestaan.

Voordelen: - Hoge efficiëntie. - Passieve koeling beschikbaar in de zomer. - Goed rendement in alle seizoenen.

Nadelen: - Vereist toestemming en gecertificeerde installatie. - Niet overal toegestaan. - Hoge installatie- en onderhoudskosten.

Welke warmtepomp past bij jouw woning?

De keuze voor een warmtepomp hangt af van verschillende factoren, zoals de isolatie van de woning, het type verwarmingssysteem, en de beschikbare ruimte. Een belangrijke overweging is of de woning is voorzien van een lage temperatuur afgiftesysteem zoals vloerverwarming of lage temperatuur radiatoren. Deze systemen werken het beste samen met een warmtepomp, omdat ze op lage temperaturen werken en dus efficiënter zijn.

Een volledig elektrische warmtepomp is niet geschikt voor het snel leveren van veel warmte, zoals bij een douche. Daarom is vaak een aparte boiler nodig voor warm tapwater. Een boiler van 150 liter kan ongeveer een half uur lang warm water leveren.

Voor woningen die nog niet goed geïsoleerd zijn, kan een hybride warmtepomp de juiste keuze zijn. Deze werkt samen met een HR-ketel die bijkomt op koude dagen of bij piekgebruik. Dit zorgt voor een gladde overgang naar een duurzamere verwarming en vermindert het gasverbruik.

Voordelen van een warmtepomp

De voordelen van een warmtepomp zijn aanzienlijk, zowel op het gebied van duurzaamheid als kostenbesparing.

1. Verduurzaming en CO₂-reductie

Door elektriciteit te gebruiken in plaats van aardgas, zorgt een warmtepomp voor een aanzienlijke vermindering van CO₂-uitstoot. Dit maakt de warmtepomp een belangrijk instrument in de strijd tegen klimaatverandering.

2. Lagere energiekosten

Hoewel het elektriciteitsverbruik van een warmtepomp iets hoger is dan dat van een traditionele cv-ketel, is de opgewekte warmte aanzienlijk meer dan het verbruik. Dit resulteert in lagere energiekosten in de praktijk.

3. Luidruchtige ondersteuning

In Nederland zijn er subsidies beschikbaar voor de installatie van een warmtepomp. Deze subsidies worden vaak gestart via het Energiebedrijf of de gemeente. De warmtepomp moet voldoen aan bepaalde criteria, zoals een maximaal vermogen van 70 kW en het gebruik van een etiket, productkaart en technische documentatie.

4. Passieve koeling

Bij bepaalde warmtepompen, zoals de brine-water of water-water variant, is passieve koeling beschikbaar in de zomer. Dit betekent dat de warmtepomp ook kan worden gebruikt voor koeling van de woning, zonder dat een aparte airco nodig is.

Nadelen en beperkingen

Hoewel een warmtepomp vele voordelen biedt, zijn er ook beperkingen en nadelen die in overweging moeten worden genomen.

1. Elektriciteitsverbruik

Hoewel de warmtepomp efficiënt is, verbruikt het systeem wel elektriciteit. In regio’s waar het elektriciteitsnet niet volledig op duurzame energie draait, kan dit de duurzaamheid van het systeem verlagen. Het is daarom verstandig om de warmtepomp te combineren met een zonnestroominstallatie.

2. Installatiekosten

De installatiekosten van een warmtepomp zijn aanzienlijk hoger dan die van een traditionele cv-ketel. Vooral bij grond-water of brine-water warmtepompen zijn investeringen nodig voor grondboringen en gespecialiseerde installatie. Echter, subsidies en de langdurige kostenbesparing maken deze investering vaak rendabel.

3. Ruimte en infrastructuur

Niet alle woningen zijn geschikt voor een warmtepomp. Het vereist vaak ruimte voor een buitenunit of voor boringen in de grond. Daarnaast moet het verwarmingssysteem aangepast worden aan een lage temperatuur afgiftesysteem. In sommige gevallen is dit een ingrijpende renovatie.

Het verschil tussen monoblock en split-unit

Bij lucht-water warmtepompen zijn er twee uitvoeringen mogelijk: monoblock en split-unit.

  • Monoblock: Hierbij zit zowel de verdamper als de condensor in de buitenunit. Deze variant heeft de voordeel dat het systeem compact is, maar de buitenunit is groter en zwaarder.

  • Split-unit: De verdamper zit in de buitenunit, terwijl de condensor zich in de binnenunit bevindt. Dit maakt het systeem geschikt voor woningen waar de binnenunit binnen moet blijven, bijvoorbeeld vanwege geluidshinder.

Het keuze tussen deze varianten hangt af van de beschikbare ruimte en de akoestische eisen van de woning.

Conclusie

Een warmtepomp is een efficiënte en duurzame oplossing voor verwarming en warm tapwater in huishoudens. De technologie maakt gebruik van elektriciteit om warmte uit de omgeving te winnen en is bijzonder geschikt voor woningen met lage temperatuur afgiftesystemen zoals vloerverwarming of lage temperatuur radiatoren. Er zijn verschillende typen warmtepompen beschikbaar, van lucht-water tot hybride varianten, waardoor elke woning een geschikte oplossing kan vinden.

Het kiezen van de juiste warmtepomp vereist echter een grondige inventarisatie van de woning, inclusief isolatiegraad, verwarmingssysteem en beschikbare ruimte. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met subsidies en langdurige kostenbesparing. Bij een professionele adviesgesprek met een gecertificeerde installateur kan worden bepaald welke warmtepomp het beste past bij de individuele situatie.

In de toekomst zal de warmtepomp waarschijnlijk een steeds grotere rol spelen in de woningbouwsector, zowel voor nieuwbouw als voor renovatieprojecten. Met steeds grotere aandacht voor duurzaamheid en energiebesparing, is de warmtepomp een technologie die zichzelf op lange termijn terugverdient.

Bronnen

  1. Wat is een warmtepomp?
  2. Warmtepomp – Duurzaam Heiloo
  3. Warmtepomp – Drents Energieloket
  4. Warmtepomp algemeen – Duurzame Monumenten Brabant
  5. Warmtepomp-weetjes.nl

Related Posts