Berekening en selectie van een lucht-water warmtepomp: Factoren, methoden en rendement

Published by Redactie on september 28, 2025 | Category warmtepomp

Een lucht-water warmtepomp is een duurzame oplossing voor verwarming en sanitair water in woningen. Het toestel haalt warmte uit de buitenlucht en gebruikt deze om water te verwarmen, wat vervolgens wordt afgestaan aan een verwarmingssysteem zoals vloerverwarming, radiatoren of een warmwaterketel. De keuze en berekening van zo’n warmtepomp vereist echter een goed begrip van diverse factoren, waaronder rendement (COP en SPF), warmteverlies in de woning, stooklijnen, en energieverbruik. Deze combinatie van technische parameters helpt bij het kiezen van het juiste type warmtepomp en bij het optimaliseren van de efficiëntie.

In dit artikel worden de essentiële aspecten van een lucht-water warmtepomp besproken, inclusief de werking van het systeem, de betekenis van COP en SPF, de invloed van buitentemperatuur en het belang van een warmteverliesberekening. Daarnaast wordt uitgelegd hoe de stooklijn beïnvloedt door de installatie en hoe het energieverbruik kan worden geschat. Deze informatie is essentieel voor iedereen die overweegt om te switchen naar een warmtepomp, of die dit al heeft gedaan en wil weten hoe de installatie in de praktijk werkt.

Werking van een lucht-water warmtepomp

De lucht-water warmtepomp onttrekt warmte uit de buitenlucht via een buiteneenheid. Deze warmte wordt verwerkt in een kringloop van koudemiddel, waarbij de temperatuur wordt verhoogd via een compressor. Het hete koudemiddel wordt vervolgens afgestaan aan het water in de binnenunit, wat gebruikt wordt om de woning te verwarmen of sanitair water te maken.

De werking van de warmtepomp kan worden samengevat in de volgende stappen:

Warmteopname: De buiteneenheid zuigt lucht aan, die over een verdamper stroomt. De verdamper is een warmtewisselaar waarin het koudemiddel warmte opneemt.
Compressie: De compressor verhoogt de druk van het koudemiddel, wat de temperatuur verder verhoogt.
Warmteafgifte: Het hete koudemiddel verlaat de compressor en stroomt naar de condensor, waar het warmte afstaat aan het water.
Vermindering van druk en temperatuur: Het koudemiddel verlaat de condensor als vloeistof en passeert een expansieventiel, waarin de druk en temperatuur dalen.
Herhaling: Het koudemiddel keert terug naar de verdamper, waar het opnieuw warmte opneemt uit de buitenlucht.

Deze kringloop is essentieel voor de werking van de warmtepomp. Het rendement van dit proces wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance) en SPF (Seasonal Performance Factor), twee belangrijke parameters voor het bepalen van de efficiëntie van de installatie.

COP en SPF: Wat zijn deze parameters en waarom zijn ze belangrijk?

De COP en SPF zijn maatstaven voor het rendement van een warmtepomp. COP staat voor Coefficient of Performance en geeft het ratio weer tussen het afgegeven vermogen en het toegevoegde elektriciteitsverbruik. Hoe hoger de COP, hoe efficiënter de warmtepomp. Bijvoorbeeld een COP van 4.4 betekent dat de warmtepomp voor elke 1 kWh elektriciteit 4.4 kWh warmte afstaat.

De COP wordt meestal bepaald bij standaardtestomstandigheden, zoals een buitentemperatuur van 7°C en een afgifte-temperatuur van 35°C. Voor hogere afgifte-temperaturen, zoals 45°C, kan de COP lager zijn, zoals 3.6.

Hoewel de COP een nuttige maat is, geeft deze niet het werkelijke rendement van de warmtepomp gedurende een heel jaar weer. Daarom is ook het SPF (of SCOP, Seasonal Coefficient of Performance) ontwikkeld. Dit is een seizoensgemiddelde van het COP, berekend over het hele jaar en rekening houdend met de temperatuurvariaties in de buitenlucht.

De SPF wordt berekend door de COP-waarden voor verschillende temperatuurpunten op te tellen en deze te gemiddelen. Omdat de buitenluchttemperatuur gedurende het jaar varieert, is de SPF een betere indicator voor het jaarlijkse rendement van de warmtepomp dan de COP.

De SPF kan worden teruggevonden in het Fishe-label op het energielabel van de warmtepomp. Dit label geeft een overzicht van het jaarlijkse energieverbruik en het rendement van het apparaat.

Invloed van buitentemperatuur op het rendement van een lucht-water warmtepomp

De buitentemperatuur heeft een directe invloed op het rendement van een lucht-water warmtepomp. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe minder warmte er is om op te nemen, wat resulteert in een lager COP. Bij zeer lage temperaturen, zoals -10°C, kan de warmtepomp aanvullend elektrisch verwarmingsvermogen gebruiken om de benodigde warmte te leveren.

Het is daarom belangrijk om de warmteverliesberekening op basis van realistische buitentemperaturen uit te voeren. In Nederland en België, die behoren tot midden-Europa, zijn er drie klimaatzones gedefinieerd. De temperatuurvariaties in deze zones beïnvloeden de SPF en daarmee het rendement van de warmtepomp.

In onderstaande tabel zijn de gemiddelde buitentemperaturen per dag in Nederland opgenomen, op basis van langjarige gegevens van het KNMI (Klimatologisch Normaal 1991–2020):

Buitentemperatuur	Aantal dagen per jaar
-10°C	0
-5°C	0
0°C	2
5°C	5
10°C	15
15°C	25
20°C	30
25°C	25
30°C	10

Hoewel het in Nederland zelden minder dan -10°C wordt, is het belangrijk om rekening te houden met extreme koudweerperiodes. In dergelijke gevallen kan de warmtepomp aanvullend elektrisch verwarmingsvermogen gebruiken. Het is daarom verstandig om de warmtepomp niet alleen te selecteren op basis van warme buitentemperaturen, maar ook op basis van realistische koude temperaturen.

Warmteverliesberekening: Wat is het en waarom is het belangrijk?

Een warmteverliesberekening is een essentiële stap bij het kiezen van een warmtepomp. Deze berekening geeft aan hoeveel warmte een woning verliest via muren, ramen, daken en andere structurele elementen. Op basis van deze gegevens kan worden bepaald hoeveel vermogen de warmtepomp moet leveren om de woning voldoende te verwarmen.

De warmteverliesberekening wordt standaard gedaan bij een buitentemperatuur van -10°C. De berekening levert een getal op dat het warmteverlies in watt (W) aangeeft. Dit getal wordt gebruikt om het benodigde vermogen van de warmtepomp te bepalen.

Een voorbeeld van de warmteverliesberekening:

Als de woning bij een buitentemperatuur van -10°C een warmteverlies van 10.000 W heeft, dan moet de warmtepomp minstens 10.000 W aan warmte leveren om de woning te verwarmen. Het werkelijke benodigde elektrische vermogen van de warmtepomp is lager, afhankelijk van het COP. Bij een COP van 4 is bijvoorbeeld slechts 2500 W elektriciteit nodig om 10.000 W aan warmte te leveren.

De warmteverliesberekening is dus een cruciale stap in het kiezen van de juiste warmtepomp. Het zorgt ervoor dat de warmtepomp niet te klein is, waardoor de woning niet voldoende verwarmd kan worden, noch te groot, wat zou leiden tot overcapaciteit en verhoogd energieverbruik.

Stooklijn en warmtepompselectie

De stooklijn is een grafische weergave van de relatie tussen buitentemperatuur en de benodigde temperatuur van het CV-water. Deze lijn bepaalt hoeveel warmte de warmtepomp moet leveren om de woning te verwarmen bij verschillende buitentemperaturen. De stooklijn is meestal een rechte lijn tussen twee instelpunten:

[T+20]: De temperatuur van het CV-water bij een buitentemperatuur van +20°C.
[T-10]: De temperatuur van het CV-water bij een buitentemperatuur van -10°C.

Bij vloerverwarming wordt de [T+20] meestal ingesteld op 20°C, terwijl bij radiatoren deze temperatuur hoger is, meestal 25°C. De [T-10] wordt berekend op basis van het warmteverlies en het vermogen van de warmtepompinstallatie.

De stooklijn heeft een directe invloed op het energieverbruik van de warmtepomp. Hoe lager de afgifte-temperatuur van het CV-water, hoe efficiënter de warmtepomp werkt. Dit is een van de redenen waarom vloerverwarming vaak efficiënter is dan radiatoren. Bij vloerverwarming kan de afgifte-temperatuur lager zijn, wat leidt tot een hoger COP en daarmee een lagere energiekosten.

Het kiezen van de juiste stooklijn is daarom een belangrijke stap in de optimalisatie van het energieverbruik van de warmtepomp. Het is raadzaam om samen met een ervaren installateur de stooklijn aan te passen aan de specifieke kenmerken van de woning, zoals de isolatie, de grootte en het type verwarmingssysteem.

Energieverbruik van een lucht-water warmtepomp

Het energieverbruik van een lucht-water warmtepomp ligt gemiddeld tussen 2 en 4 kWh per dag, wat overeenkomt met ongeveer 730 tot 1460 kWh per jaar voor een gemiddeld huishouden. Dit maakt deze warmtepomp energie-efficiënter dan een elektrische CV-ketel, die doorgaans veel meer stroom verbruikt.

Het energieverbruik hangt af van verschillende factoren, waaronder:

Isolatie van de woning: Een goed geïsoleerde woning verliest minder warmte en heeft dus minder energie nodig voor verwarming.
Gebruik van de verwarming: Hoe intensief de verwarming wordt gebruikt, beïnvloedt het energieverbruik.
Type verwarmingssysteem: Vloerverwarming is doorgaans efficiënter dan radiatoren.
Afgifte-temperatuur van het CV-water: Een lagere afgifte-temperatuur leidt tot een hoger COP.
Stooklijninstellingen: Een goed afgestelde stooklijn zorgt voor efficiënter werken van de warmtepomp.

Hoewel het energieverbruik van een lucht-water warmtepomp relatief laag is, is het toch belangrijk om rekening te houden met het totale energieverbruik van de woning. Door de warmtepomp te combineren met zonnepanelen is het mogelijk om het energieverbruik verder te verlagen en zelfs energie-neutraal of positief te worden.

Conclusie

De keuze en berekening van een lucht-water warmtepomp vereist een grondige kennis van diverse technische parameters, zoals COP, SPF, warmteverlies, stooklijn en energieverbruik. Deze factoren bepalen niet alleen het benodigde vermogen van de warmtepomp, maar ook het energieverbruik en het rendement van het systeem.

Het is essentieel om een warmteverliesberekening uit te voeren om de juiste warmtepomp te selecteren. Daarnaast is het belangrijk om de stooklijn aan te passen aan de specifieke kenmerken van de woning, zoals de isolatie en het type verwarmingssysteem. Een goed afgestelde stooklijn zorgt voor efficiënter werken van de warmtepomp en lagere energiekosten.

Het energieverbruik van een lucht-water warmtepomp is relatief laag, maar hangt af van verschillende factoren. Door de isolatie van de woning te verbeteren en zonnepanelen te installeren, kan het energieverbruik verder worden verlaagd.

Tot slot is het belangrijk om rekening te houden met de SPF van de warmtepomp, omdat deze een betere indicator is voor het jaarlijkse rendement dan de COP. Het SPF kan worden teruggevonden via het Fishe-label op het energielabel van de warmtepomp.

In samenwerking met een ervaren installateur is het mogelijk om een warmtepomp te installeren die zowel efficiënt als duurzaam werkt. Dit maakt een lucht-water warmtepomp een uitstekende keuze voor wie zijn woning wil verduurzamen en lagere energiekosten wil behalen.