Hoe bereken je de energiebesparing bij een lucht-water warmtepomp?

Het aanschaffen van een warmtepomp is een belangrijke stap op weg naar duurzamere verwarming en energiebesparing. Bij een lucht-water warmtepomp wordt warmte uit de lucht onttrokken en gebruikt om water te verwarmen, waarna dit warme water via een verwarmingssysteem zoals vloerverwarming of radiatoren gebruikt wordt voor de verwarming van een woning. Maar hoe bepaal je of een lucht-water warmtepomp financieel rendabel is in jouw woning? En hoe kun je berekenen hoeveel je daadwerkelijk kunt besparen? Deze vraag is niet alleen van belang voor de investering zelf, maar ook voor eventuele subsidies en het opstellen van een energieplan. In dit artikel leggen we uit hoe je de energiebesparing van een lucht-water warmtepomp kunt berekenen, op basis van de beschikbare methoden en gegevens.

Wat is een lucht-water warmtepomp en hoe werkt het?

Een lucht-water warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en gebruikt deze om water op te warmen. Het principe is vergelijkbaar met dat van een koelkast, waarbij warmte wordt overgedragen van de ene naar de andere kant. In het geval van een warmtepomp wordt de warmte van de buitenlucht onttrokken en gebruikt om het water in een buffer- of boilerreservoir op te warmen. Deze warmtepomp kan vervolgens via radiatoren of vloerverwarming gebruikt worden om de woning te verwarmen.

De efficiëntie van een warmtepomp wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance) en SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). COP geeft het rendement op een moment aan, SCOP is het gemiddelde rendement over een hele winter. Hoe hoger deze waarden, hoe efficiënter de warmtepomp werkt.

Belang van correcte berekening bij de keuze van een warmtepomp

Een goed gedimensioneerde en berekende warmtepompinstallatie zorgt voor optimaal comfort en een zo groot mogelijke energiebesparing. Echter, een onjuiste afregeling of keuze van de verkeerde capaciteit kan leiden tot onvoldoende verwarming of een te hoog stroomverbruik. Daarom is het belangrijk om de warmtebehoefte van je woning en het vermogen van de warmtepomp nauwkeerig te berekenen. Hieronder geven we een overzicht van de relevante stappen en formules die je kunt gebruiken om de energiebesparing en het benodigde vermogen van een lucht-water warmtepomp te bepalen.

Stap 1: Bepaal het warmteverlies van de woning

Het warmteverlies van een woning is de basis om het benodigde vermogen van de warmtepomp te bepalen. Het warmteverlies geeft aan hoeveel warmte er per graad temperatuurverschil uit de woning ontsnapt. Dit is uitgedrukt in [W/K] (Watt per Kelvin). De formule om het warmteverlies te berekenen is:

Warmteverlies woning [W/K] = (A - B * 7) * 9000 / ( (16 - C) * 24 * 31 )

Waarbij:

• A = het jaarlijks gasverbruik in [m³]
• B = het aantal kamerdeuren
• C = de gemiddelde temperatuur in de woning in [°C]

Voorbeeld: Als een woning 1500 m³ gas verbruikt, er 5 kamerdeuren zijn en de gemiddelde temperatuur 20°C is, dan is:

Warmteverlies woning = (1500 - 5 * 7) * 9000 / ( (16 - 20) * 24 * 31 )

Deze berekening geeft het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie in [W].

Stap 2: Bepaal het vermogen van de warmtepompinstallatie

Het vermogen van de warmtepompinstallatie moet voldoen aan het warmteverlies van de woning. Dit vermogen wordt bepaald op basis van het jaarlijks gasverbruik en de grootte van de boiler of buffer. De formule is:

Vermogen warmtepompinstallatie [W] = jaarlijks gasverbruik in [m³] * 4 [W/m³] + Inhoud boiler * 10 [W/liter]

Voorbeeld: Bij een woning met een gasverbruik van 1500 m³ en een 150 liter indirect gestookte boiler:

Vermogen warmtepompinstallatie = 1500 * 4 + 150 * 10 = 6000 + 1500 = 7500 W

Dit is het benodigde vermogen van de warmtepompinstallatie.

Stap 3: Bepaal het vermogen van de centrale verwarming

Het vermogen van de centrale verwarming in [W/K] is belangrijk voor het bepalen van de stooklijn van de warmtepompinstallatie. Het vermogen van de CV in [W/K] kun je meten, maar het is van belang om dit te doen in het werkgebied van een warmtepomp. De methode is:

Vermogen CV [W/K] = (C - B) * 9000 * 2 / (50 - A)

Waarbij:

• C = de temperatuur van het CV-water bij een bepaalde buitentemperatuur
• B = de temperatuur in de woning
• A = de ingestelde maximale temperatuur van het CV-water

Voorbeeld: Bij een CV-water temperatuur van 60°C, een binnenluchttemperatuur van 20°C en een ingestelde CV-water temperatuur van 50°C:

Vermogen CV = (60 - 20) * 9000 * 2 / (50 - 50) = onbepaald (niet uitvoerbaar)

In dit geval is de meting niet uitvoerbaar en moet je overleggen met je installateur.

Stap 4: Bepaal de stooklijn

De stooklijn bepaalt de temperatuur van het CV-water afhankelijk van de buitentemperatuur. Voor een lucht-water warmtepomp is het verstandig om een stooklijn te kiezen die zo laag mogelijk is, zodat de warmtepomp efficiënt werkt. Een typische stooklijn is:

• Bij +20°C buitentemperatuur: 25°C CV-water (radiatoren)
• Bij -10°C buitentemperatuur: 52°C CV-water

De formule voor [T-10] is:

[T-10] = 20°C + Vermogen warmtepompinstallatie [W] / Vermogen CV [W/K]

Voorbeeld: Bij een warmtepompinstallatie van 9600 W en een CV-voermogen van 300 W/K:

[T-10] = 20 + 9600 / 300 = 52°C

Stap 5: Bereken het stroomverbruik van de warmtepomp

Het stroomverbruik van de warmtepomp hangt af van het SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) van de warmtepomp en de grootte van de woning. De formule is:

Verbruik [kWu] = [D] * 9 / ( [A] + ( [B] - [A] ) * ( 55 - [C] ) / 20 )

Waarbij:

• D = de volume van de woning in [m³]
• A = SCOP bij 35°C
• B = SCOP bij 55°C
• C = de gemiddelde stooklijn in [°C]

Voorbeeld: Bij een woning van 1600 m³, een SCOP van 3,5 bij 35°C en 5,1 bij 55°C, en een stooklijn van 50°C:

Verbruik = 1600 * 9 / ( 3,5 + ( 5,1 - 3,5 ) * ( 55 - 50 ) / 20 ) = 14400 / ( 3,5 + 1,6 * 5 / 20 ) = 14400 / 3,9 = 3692 [kWu]

Dit is het jaarlijks stroomverbruik van de warmtepomp in [kWh].

Stap 6: Bereken de energiebesparing

De energiebesparing is het verschil tussen het gasverbruik met een CV-ketel en het stroomverbruik met een warmtepomp. De energieprijs van gas is lager dan die van elektriciteit, maar een warmtepomp verbruikt minder energie. De formule voor het omslagpunt is:

Omslagpunt COP = (prijs elektriciteit / prijs gas) / (1 - (prijs elektriciteit / prijs gas))

Voorbeeld: Bij een elektriciteitsprijs van € 0,214 per kWh en een gasprijs van € 0,66 per m³, waarbij 1 m³ gas gelijk is aan 9,7 kWh:

Prijs gas per kWh = 0,66 / 9,7 = 0,068 Prijs elektriciteit per kWh = 0,214 Omslagpunt COP = (0,214 / 0,068) / (1 - (0,214 / 0,068)) = 3,15 / (1 - 3,15) = 3,15 / -2,15 = -1,46

Een negatief omslagpunt is onmogelijk, wat betekent dat een warmtepomp altijd efficiënter is dan gasverwarming, mits het COP-systeem goed is.

Stap 7: Bepaal de terugverdientijd

De terugverdientijd van een warmtepomp is het aantal jaren dat het duurt voor de investering terug is verdient door energiebesparing. De formule is:

Terugverdientijd [jaar] = Totale investeringskosten / Jaarlijkse besparing

Voorbeeld: Bij een investering van € 3.000 en een jaarlijkse besparing van € 60:

Terugverdientijd = 3000 / 60 = 50 jaar

Dit is een lange terugverdientijd. Echter, met subsidies en combinatie met zonnepanelen kan deze terugverdientijd aanzienlijk verkort worden.

Stap 8: Combineer warmtepomp met zonnepanelen

Een lucht-water warmtepomp verbruikt elektriciteit, wat kan worden gedeeltelijk of volledig opgevangen door zonnepanelen. Dit heeft twee voordelen:

1. Minder stroomkosten: De elektriciteit die nodig is voor de warmtepomp komt grotendeels uit je eigen opwek.
2. Minder gasverbruik: De warmtepomp zorgt voor een duidelijke vermindering van het gasverbruik.

Door zonnepanelen te installeren kun je tot 50% van je stroomkosten besparen. Bij all-electric warmtepompen is dit effect nog sterker, omdat deze systemen meer elektriciteit verbruiken.

Stap 9: Subsidies en voorwaarden

De aanschaf van een warmtepomp wordt financieel aantrekkelijker dankzij subsidies zoals de ISDE-subsidie. Deze regeling is bedoeld om huishoudens en bedrijven te stimuleren om minder gas te gebruiken en over te stappen op duurzame verwarming. Het subsidiebedrag hangt af van:

• Het type warmtepomp (hybride, all-electric lucht-water, bodemwarmtepomp)
• Het vermogen van de pomp in kW
• Het energielabel (minimaal A++ sinds 2024)

Voor een all-electric lucht-water warmtepomp is de subsidie tussen € 1.950 en € 3.750. Voor een bodemwarmtepomp ligt dit tussen € 3.750 en € 4.425. Meer informatie over de voorwaarden en het subsidiebedrag vind je op de website van het RVO.

Stap 10: Kies een betrouwbare installateur

Naast de technische berekening en financiële evaluatie is het ook belangrijk om de warmtepompinstallatie uit te voeren door een betrouwbare installateur. De installateur moet ervaring hebben met het type warmtepomp dat je kiest en moet in staat zijn om de installatie correct aan te sluiten en af te regelen. Het is verstandig om meerdere installateurs te vergelijken en eventueel te vragen of ze ervaring hebben met subsidies of energiebesparing berekeningen.

Conclusie

De aanschaf van een lucht-water warmtepomp kan een waardevolle investering zijn voor het verlagen van je energierekening en het verkleinen van je CO₂-voetafdruk. Echter, om te bepalen of een warmtepomp financieel rendabel is voor jouw woning, is het belangrijk om de energiebehoefte en het stroomverbruik nauwkeurig te berekenen. Door de warmteverliesberekening, de stooklijn, het SCOP, en de subsidies te overwegen, kun je een realistische schatting maken van de energiebesparing en de terugverdientijd. Bovendien maakt het combineren van een warmtepomp met zonnepanelen het systeem nog efficiënter en aantrekkelijker. Het is verstandig om deze berekeningen zelf uit te voeren of met behulp van een berekeningswebsite, en daarna een betrouwbare installateur in te schakelen voor de installatie.

Bronnen

1. warmtepompberekenen.nl
2. klimaatexpert.com
3. slimster.nl