Warmtepompen en de Invloed van Temperatuur op Efficiëntie en Prestaties

Published by Redactie on september 29, 2025 | Category warmtepomp

Een warmtepomp is een duurzame oplossing voor verwarming en koeling in woningen en gebouwen. De efficiëntie van een warmtepomp wordt sterk beïnvloed door de temperatuur van zowel de bron (buitenvoorzieningen zoals lucht of grondwater) als de gewenste aanvoertemperatuur van het verwarmingsmedium (zoals vloerverwarming of radiatoren). In dit artikel wordt ingegaan op de rol van temperatuur in het functioneren van verschillende typen warmtepompen, met een focus op lucht-water, water-water en hoge temperatuur warmtepompen. Op basis van de beschikbare informatie wordt geanalyseerd hoe temperatuurvariaties de COP (Coefficient of Performance) en SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) beïnvloeden, en wat de gevolgen zijn voor de keuze van het juiste systeem.

Inleiding

De keuze voor een warmtepomp is een belangrijke beslissing voor iedereen die overweegt om vanaf een duurzame bron te verwarmen. Het kiezen van de juiste warmtepomp vereist niet alleen een goed begrip van de technische aspecten, maar ook van de klimatologische omstandigheden waarin het systeem zal functioneren. De temperatuur van de bron – bijvoorbeeld de buitenlucht of grondwater – speelt een cruciale rol in de efficiëntie van de warmtepomp. Bovendien bepalen de benodigde aanvoertemperaturen – afhankelijk van het verwarmingssysteem – de prestaties van het systeem.

In dit artikel worden de technische aspecten van warmtepompen uitgebreid toegelicht, met een nadruk op hoe temperatuurvariaties de efficiëntie beïnvloeden. Daarnaast wordt een vergelijking gemaakt tussen verschillende warmtepompvarianten en wordt ingegaan op de relevante kansen en uitdagingen bij de implementatie van warmtepompsystemen in bestaande en nieuwe woningen.

Het functioneren van warmtepompen en de invloed van temperatuur

Het principe van warmtepompen

Een warmtepomp werkt volgens het principe van thermodynamica: het onttrekt warmte uit een koudere bron (zoals buitenlucht of grondwater) en brengt deze over naar een warmer medium (zoals cv-water). Dit proces vereist energie, maar omdat de warmtepomp warmte overdraagt in plaats van deze te genereren, is het veel efficiënter dan conventionele verwarmingsmethoden zoals gas of elektrische verwarming.

Een belangrijk kenmerk van een warmtepomp is de COP (Coefficient of Performance), een maat voor de efficiëntie. De COP geeft aan hoeveel warmte wordt geleverd per eenheid elektriciteit die de warmtepomp verbruikt. Bijvoorbeeld, een COP van 4 betekent dat de warmtepomp voor elke 1 kWh elektriciteit 4 kWh warmte produceert. De COP is afhankelijk van de temperatuur van de bron en de gewenste aanvoertemperatuur van het warmtemedium.

Temperatuur en COP

De COP van een warmtepomp wordt beïnvloed door de temperatuurverschillen tussen bron en aanvoer. Hoe groter het temperatuurverschil, hoe lager de COP. Dit komt doordat het systeem meer energie moet inzetten om het warmtemedium tot een hogere temperatuur op te wekken.

Een voorbeeld uit de gegevens: een lucht-water warmtepomp die verwerkt van een bron van -7 °C (buitentemperatuur) naar een aanvoer van 40 °C heeft een lagere COP dan een bodem-water warmtepomp die verwerkt van 5 °C (bodemtemperatuur) naar dezelfde 40 °C. Dit komt doordat de temperatuur van de grond in de winter veel stabielere waarden behoudt dan die van de buitenlucht, wat leidt tot een hogere COP en dus een efficiëntere werking.

SCOP en seizoensvariaties

Om een realistisch beeld te krijgen van de efficiëntie over het hele jaar, wordt gebruikgemaakt van de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). De SCOP is een theoretisch gemiddelde van de COP over een gehele winter, gebaseerd op de gemiddelde temperatuurvariaties in de regio waarin de warmtepomp wordt geïnstalleerd.

In Europa zijn drie klimaatzones onderscheid: noord, midden en zuid. Nederland behoort tot midden Europa. Voor deze regio is een specifieke formule bedacht om de SCOP te berekenen. Deze formule houdt rekening met de temperatuurvariaties gedurende het jaar en de bijbehorende COP-waarden van de warmtepomp. De SCOP geeft dus een betrouwbaarder beeld van de werkelijke efficiëntie dan een enkele COP-meting bij een bepaalde temperatuur.

Lucht-water warmtepompen en temperatuurafhankelijkheid

Lucht-water warmtepompen zijn een veelvoorkomende keuze voor woningen, vooral omdat ze relatief eenvoudig te installeren zijn en goed geschikt zijn voor bestaande verwarmingssystemen. Het functioneren van deze warmtepompen is echter sterk afhankelijk van de buitentemperatuur.

Efficiëntie in koude weersomstandigheden

Een bekend nadeel van lucht-water warmtepompen is dat hun efficiëntie afneemt bij lage buitentemperaturen. De bron (buitentemperatuur) is dan veel kouder, wat het temperatuurverschil met de gewenste aanvoertemperatuur vergroot en daarmee de COP verlaagt.

De meeste lucht-water warmtepompen kunnen nog steeds warmte onttrekken bij buitentemperaturen van -5 tot -15 graden Celsius. Dit maakt ze geschikt voor gebruik in Nederland, waar de winters meestal niet extreem koud worden. Voor extreem koude winters is het echter verstandig om een warmtepomp te kiezen met een elektrisch bijstookelement of een hybride oplossing met een aanvullende verwarmingsbron.

Actief versus passief koelen

Een andere belangrijke aspect van lucht-water warmtepompen is het verschil tussen actief en passief koelen. Bij passief koelen maakt de warmtepomp gebruik van het koudere bronmedium (bijvoorbeeld grondwater) om direct warmte uit de woning te onttrekken, zonder dat de compressor hoeft te draaien. Dit is energie-efficiënter.

Bij actief koelen wordt de warmtepomp omgekeerd: in plaats van warmte uit de buitenlucht te onttrekken en naar binnen te brengen, haalt het systeem warmte uit de woning en brengt deze naar buiten. Dit vereist dat de compressor draait, wat aanzienlijk meer energie kost dan passief koelen. Niet alle lucht-water warmtepompen zijn in staat tot actief koelen, en dit is een belangrijke overweging bij de aankoop.

Bodem-water warmtepompen: stabiliteit bij temperatuurvariaties

In vergelijking met lucht-water warmtepompen is de bodem-water warmtepomp een stabieler en efficiënter keuze, vooral in regio’s met grote temperatuurvariaties. De temperatuur van de grond varieert veel minder dan die van de buitenlucht, waardoor de COP van deze warmtepompen over het jaar consistent blijft.

Stabiele brontemperatuur

De brontemperatuur van een bodem-water warmtepomp ligt meestal rond de 5 °C in de winter en blijft daarnaast vrij constant gedurende het jaar. Dit betekent dat de warmtepomp minder gevoelig is voor temperatuurvariaties in de buitenlucht en dus efficiënter werkt.

Passief koelen

Een extra voordeel van bodem-water warmtepompen is de mogelijkheid om passief te koelen. In de zomer kan het koudere grondwater direct worden gebruikt om warmte uit de woning te onttrekken via een platenwisselaar. Dit is energie-efficiënter dan actief koelen en kan leiden tot aanzienlijke besparingen op de energierekening.

Hoge temperatuur warmtepompen: een oplossing voor oude woningen

Hoge temperatuur (HT) warmtepompen zijn ontworpen voor woningen met oude radiatoren en minder goede isolatie. Deze warmtepompen kunnen het cv-water tot temperaturen van 80 °C verwarmen, wat nodig is voor radiatoren die niet efficiënt werken op lagere temperaturen.

Voor- en nadelen

De voordelen van hoge temperatuur warmtepompen zijn vooral zichtbaar in woningen met oude verwarmingssystemen. Ze zijn compatibel met bestaande radiatoren en kunnen in hybride opstellingen worden gebruikt, waarbij ze worden aangevuld met een conventionele cv-ketel. Dit biedt flexibiliteit en maakt een stapsgewijze overgang naar volledig duurzame verwarming mogelijk.

Een nadeel van hoge temperatuur warmtepompen is dat ze minder energie-efficiënt werken dan lage temperatuur systemen. Het verhogen van de aanvoertemperatuur tot 80 °C vereist meer energie, wat kan leiden tot hogere energiekosten. Daarnaast zijn deze systemen minder toekomstbestendig, aangezien toekomstige energie-efficiëntie normen sterk gericht zijn op lage temperatuur verwarming.

Geschiktheid

Hoge temperatuur warmtepompen zijn vooral geschikt voor minder goed geïsoleerde woningen. In moderne, goed geïsoleerde huizen is hoge temperatuur verwarming overbodig, omdat het systeem meer warmte levert dan nodig is, wat kan leiden tot warmteverlies en hogere energiekosten.

COP en SCOP: hoe wordt de efficiëntie gemeten?

De efficiëntie van een warmtepomp wordt bepaald met behulp van COP en SCOP. Deze twee maatstaven geven informatie over de prestaties van een warmtepomp bij specifieke temperatuurcondities.

COP: een momentopname van efficiëntie

De COP is een momentopname van de efficiëntie bij een bepaalde bron- en aanvoertemperatuur. Het wordt meestal gemeten bij een standaardtemperatuur van +7 °C buitenlucht en 45 °C aanvoerwater. De COP geeft aan hoeveel warmte de warmtepomp levert per eenheid elektriciteit. Een COP van 3,6 betekent dat de warmtepomp voor elke 1 kWh elektriciteit 3,6 kWh warmte produceert.

SCOP: een seizoensgemiddelde

De SCOP is een theoretisch gemiddelde van de COP over een gehele winter. Het houdt rekening met de temperatuurvariaties in de regio en geeft dus een betrouwbaarder beeld van de werkelijke efficiëntie. In Nederland en België, die behoren tot midden Europa, is er een specifieke formule ontwikkeld om de SCOP te berekenen. Deze formule is gebaseerd op een aantal realistische temperatuurpunten en de bijbehorende COP-waarden van verschillende warmtepompen.

De SCOP is dichter bij de praktijk dan de COP, omdat het een seizoensgemiddelde is. Het blijft echter theoretisch, omdat het is gebaseerd op gemiddelde temperatuurverdelingen en niet op real-time metingen in een specifieke woning.

Keuzes bij aankoop van een warmtepomp

Het kiezen van de juiste warmtepomp vereist een aantal belangrijke overwegingen, met name in verband met de temperatuurvariaties in de regio en de eigenschappen van het verwarmingssysteem in de woning.

Temperatuurgrenzen

Een belangrijke overweging bij aankoop is de laagste buitentemperatuur waarop de warmtepomp nog steeds kan functioneren. Voor lucht-water warmtepompen is een temperatuur van -15 tot -20 graden Celsius normaal. Als het buitentemperatuur lager wordt, kan het nodig zijn om een elektrisch element of een hybride oplossing te gebruiken om het huis voldoende te verwarmen.

Vermogen en aanvoertemperatuur

Het vermogen van een warmtepomp wordt meestal opgegeven bij een temperatuur van +7 °C buitenlucht. Het is echter belangrijk om te weten dat het benodigde transmissievermogen voor verwarming wordt berekend bij een temperatuur van -10 °C. Dit betekent dat het vermogen van de warmtepomp bij koude buitentemperaturen mogelijk niet voldoende is voor een comfortabele verwarming.

Daarom is het verstandig om de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk te kiezen, zodat de COP zo hoog mogelijk blijft. Een aanvoertemperatuur van 35 °C is bijvoorbeeld efficiënter dan 40 °C, omdat het temperatuurverschil met de bron kleiner is.

Onbevriezen en ontdooien

Een andere technische overweging is de mogelijkheid van ontdooien. Als de buitentemperatuur koud is en de warmtepomp warmte onttrekt uit de buitenlucht, kan de wisselaar aan de buitenkant van de warmtepomp langzaam dichtvriezen. In dat geval moet de warmtepomp zichzelf ontdooien door de opgeslagen warmte tijdelijk terug te halen. Dit proces verlaagt de efficiëntie van de warmtepomp en moet worden meegenomen bij het kiezen van het juiste model.

Conclusie

De keuze van een warmtepomp is sterk afhankelijk van de temperatuurvariaties in de regio en de eigenschappen van het verwarmingssysteem in de woning. Lucht-water warmtepompen zijn eenvoudig te installeren, maar minder efficiënt bij lage buitentemperaturen. Bodem-water warmtepompen bieden een stabielere brontemperatuur en een hogere COP, maar vereisen een dieper ingreep in de grond. Hoge temperatuur warmtepompen zijn geschikt voor oude woningen met grote radiatoren, maar minder efficiënt dan lage temperatuur systemen.

De COP en SCOP zijn belangrijke maatstaven om de efficiëntie van een warmtepomp te bepalen. Het kiezen van een warmtepomp met een zo lage aanvoertemperatuur mogelijk is en een stabiele brontemperatuur, leidt tot een hogere COP en dus een efficiëntere werking.

Bij aankoop van een warmtepomp is het verstandig om rekening te houden met de temperatuurgrenzen, het vermogen, de aanvoertemperatuur en de mogelijkheid tot ontdooien. Het is aan te raden om advies in te winnen bij een erkende installateur, die de specifieke omstandigheden van de woning en de regio kan in overweging nemen.