Hoog Temperatuur Warmtepomp: Werking, Toepassingen en Efficiëntie

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

Hoog temperatuur warmtepompen (HT-warmtepompen) zijn geavanceerde systemen die warmte opwekken tot 70°C, waardoor ze geschikt zijn voor traditionele CV-systemen die hogere aanvoertemperaturen vereisen. In tegenstelling tot lage temperatuur warmtepompen (LT-warmtepompen), die ideaal zijn voor vloerverwarming of zeer efficiënte radiatoren, vereisen HT-warmtepompen een meer complexe technische opzet, met name om het rendement (SCOP) en energieverbruik in balans te houden. Deze artikelen bespreken de werking van HT-warmtepompen, hun toepassingsgebieden, efficiëntiefactoren en installatieoverwegingen, alles op basis van de beschikbare informatie uit betrouwbare bronnen.

Werking van Hoog Temperatuur Warmtepompen

1. Werking tot 70°C

HT-warmtepompen gebruiken een specifieke thermodynamische cyclus om warmte te verhitten tot maximaal 70°C. Het systeem onttrekt warmte uit een bron zoals lucht, water of grondwater en levert deze af op het CV-systeem. Het proces kan via een een-traps- of tweestaps-systeem verlopen:

Een-traps-systeem: Hierbij wordt een koudemiddel gebruikt dat direct de benodigde temperatuur kan bereiken. Het rendement van dit systeem is lager dan bij een tweestaps-systeem, maar het vereist minder technische ingrepen.
Tweestaps-systeem (of cyclus): In de eerste cyclus wordt de temperatuur gebracht van bijvoorbeeld 5°C naar 35°C. In een tweede cyclus wordt de temperatuur verder opgevoerd tot ongeveer 70°C met behulp van een tweede compressor en een ander type koudemiddel. Dit proces is haalbaar met een COP van 2,7 (bron 1).

Het rendement van een HT-warmtepomp hangt sterk af van de aanvoertemperatuur van het CV-systeem. Bij temperaturen boven 45°C stijgt het elektriciteitsverbruik aanzienlijk en daalt het SCOP, wat het rendement negatief beïnvloedt. Daarom is het verstandig om het CV-systeem te optimaliseren voor een lagere aanvoertemperatuur, zoals bij vloerverwarming of modernere radiatoren die werken bij 35°C of lager.

2. Thermodynamische Cyclus

De werking van een warmtepomp, inclusief HT-variënten, berust op een thermodynamische cyclus die uit de volgende stappen bestaat:

Warmteopname: Een vorstvrije vloeistof opneemt warmte uit een bron (lucht, water, grondwater).
Verdamper: De warmte wordt overgedragen aan een koelvloeistof, die kookt en damp wordt.
Compressor: De damp wordt gecomprimeerd, waardoor de druk en temperatuur stijgen.
Condensor: De hete damp geeft zijn warmte af aan het CV-systeem en condenseert.
Expansieventiel: De druk wordt verlaagd, zodat de cyclus zich herhaalt.

Bij HT-warmtepompen wordt dit proces tweemaal doorlopen om de benodigde temperatuur te bereiken, wat het rendement en het energieverbruik beïnvloedt (bron 1).

Toepassingsgebieden van Hoog Temperatuur Warmtepompen

Hoog temperatuur warmtepompen zijn ideaal voor situaties waarbij traditionele CV-systemen met hogere aanvoertemperaturen gebruikt worden. Dit is vaak het geval in bestaande woningen die niet zijn ingericht voor vloerverwarming of lage temperatuur radiatoren. Ze zijn ook geschikt voor gebouwen met grote warmtebehoefte, zoals zwembaden of zalen met veelbeproefde verwarmingssystemen.

1. CV-systeem optimalisatie

Hoewel HT-warmtepompen hogere temperaturen kunnen bereiken, is het verstandig om het CV-systeem zo efficiënt mogelijk te laten werken. De aanvoertemperatuur dient zo laag mogelijk te zijn, bij voorkeur 35°C of lager. Dit zorgt voor een hoger SCOP en dus voor een betere energie-efficiëntie. Als het CV-systeem niet geschikt is voor lage temperaturen, kan een tweestaps warmtepomp het gewenste resultaat leveren.

2. Zwembadverwarming

HT-warmtepompen zijn ook geschikt voor het verwarmen van zwembaden. Het is echter belangrijk om te controleren of de warmtewisselaar geschikt is voor lage temperaturen (max. 45°C primair). Veel fouten worden gemaakt door het gebruik van warmtewisselaars die 90°C primair nodig hebben, terwijl ze bij 45°C nauwelijks vermogen meer afgeven (bron 2).

Efficiëntie en Prestaties

1. SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)

De SCOP geeft een maat aan voor de efficiëntie van een warmtepomp over het hele jaar. Bij HT-warmtepompen is de SCOP lager dan bij LT-warmtepompen, vooral bij hogere aanvoertemperaturen. De SCOP varieert afhankelijk van het klimaat, de stooklijn en het type warmtepomp. Voor het Nederlandse klimaat zijn SCOP-waarden tussen 2,7 en 3,5 gebruikelijk bij een stooklijn van 35°C. Bij een stooklijn van 55°C daalt de SCOP aanzienlijk.

2. Stooklijn

De stooklijn bepaalt de temperatuur van het CV-water afhankelijk van de buitentemperatuur. Bij hogere buitentemperaturen is een lagere CV-water temperatuur voldoende, terwijl bij lage buitentemperaturen een hogere aanvoertemperatuur vereist is. Een voorbeeld: bij een buitentemperatuur van +20°C kan de CV-water temperatuur 20°C zijn bij vloerverwarming of 25°C bij radiatoren. Bij een buitentemperatuur van -10°C kan de temperatuur stijgen tot bijvoorbeeld 52°C, afhankelijk van het vermogen van de warmtepompinstallatie en het vermogen van de centrale verwarming (bron 3).

3. Energieverbruik en Kosten

Het energieverbruik van een warmtepompinstallatie wordt beïnvloed door de SCOP en de stooklijn. Voorbeeldberekeningen tonen aan dat het verbruik in kWh kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

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

Waarbij: - [A] = SCOP bij 35°C stooklijn - [B] = SCOP bij 55°C stooklijn - [C] = CV-water temperatuur - [D] = volume van de woning in m³

Bijvoorbeeld: als de SCOP bij 35°C 3,5 is en bij 55°C 5,1, de CV-water temperatuur 50°C is en het volume 1600 m³, dan is het verbruik:

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

Deze berekening helpt bij het inschatten van de energiekosten en maakt het mogelijk om de meest efficiënte warmtepomp te kiezen.

Installatie en Aanpassingen

1. Voorbereiding en Opstart

Bij de installatie van een HT-warmtepomp is het belangrijk om het systeem goed voor te bereiden. Bijvoorbeeld bij een water/water of brinewater/water warmtepomp moet de zuiggastemperatuur gecontroleerd worden. Deze temperatuur moet tussen 4 en 12°C liggen. Als de temperatuur onder 0°C komt, dient het toestel uitgeschakeld te worden, de bronleidingen opnieuw ontgast of aangevuld te worden, en moet gecontroleerd worden of er voldoende flow is (denk aan glycol toevoeging) (bron 2).

2. Delta T

Delta T (verschil tussen bron in en bron uit temperatuur) is een belangrijke maat voor de efficiëntie van een warmtepomp. Een goede delta T ligt tussen 4 en 5°C. Als deze waarde niet behaald wordt, kan het aanduiden dat er een probleem is met de circulatie of de warmtewisseling.

3. Stooklijninstelling

De stooklijninstelling is cruciaal voor het optimaliseren van het rendement van de warmtepomp. De instellingen moeten per merk en type warmtepomp aangepast worden, meestal via een menu in het systeem. Het is verstandig om dit samen met een ervaren installateur te doen.

Typen Warmtepompen en Hun Kenmerken

1. Lucht-lucht warmtepomp

Voordelen:
- Verwarming en koeling zijn beschikbaar
- Lage installatiekosten
- Zeer efficiënt met een SCOP van 3,0 tot 4,0
- Laag geluidsniveau
- Milieuvriendelijk
Nadelen:
- De prestaties zijn afhankelijk van de buitentemperatuur
- Stof in de lucht kan overgebracht worden
Levensduur: Tot 20 jaar

2. Lucht-water warmtepomp

Voordelen:
- Vermindert energiekosten en onderhoud
- Werkt het hele jaar door
- Lange levensduur
- Geen emissies van CO₂
Nadelen:
- Hoge installatiekosten
- Bedrijfskosten zijn hoger dan bij een ketel
- Efficiëntie daalt in de winter
- Mogelijk nodig om radiatoren of vloerverwarming aan te passen
Levensduur: Aanmerkelijk langer dan 15 jaar

3. Water-water warmtepomp

Werking:
- Onthovert warmte uit waterbronnen zoals grondwater, rivieren of meren
- Gebruikt deze warmte om CV-water en warmtapwater op te warmen
- De bronwater wordt afgekoeld en teruggepompt in het milieu
Voordelen:
- Zeer efficiënt, vooral in gebieden met stabiele watertemperaturen
- Lekker warme verwarming zonder gebruik van fossiele brandstoffen
- Zeer geschikt voor groene woningen
Nadelen:
- Installatie vereist een aanvoerput en een retourput
- Verhoogde kosten voor het grondwaterrecht en de leidingwerken
- Niet geschikt voor alle locaties
Levensduur: Meestal meer dan 20 jaar

4. Aardwarmtepomp (GSHP)

Werking:
- Gebruikt de constante temperatuur van de aarde
- Onthovert warmte uit de grond met horizontale of verticale buizen
- Geeft warmte af via een CV-systeem
Voordelen:
- Zeer energie-efficiënt, met SCOP-waarden tussen 3 en 6
- Minder onderhoud in vergelijking met lucht-water systemen
- Ideaal voor gebouwen met hoge warmtebehoefte
Nadelen:
- Hoge investeringskosten vanwege grondboring of grachtlegging
- Verhoogde kosten voor grondwaterrecht
- Niet geschikt voor alle grondsoorten
Levensduur: 25 tot 30 jaar

Conclusie

Hoog temperatuur warmtepompen zijn een waardevolle oplossing voor woningen of gebouwen die niet geschikt zijn voor lage temperatuur verwarmingssystemen. Ze kunnen warmte leveren tot 70°C, waardoor ze compatibel zijn met traditionele CV-systemen. Door het gebruik van een tweestaps systeem en het optimaliseren van de stooklijn, kan het rendement behouden worden, ondanks de hogere aanvoertemperatuur. Het is belangrijk om de installatie goed voor te bereiden, met name bij water/water warmtepompen, waarbij de zuiggastemperatuur en delta T nauwlettend gecontroleerd moeten worden. Bovendien zijn HT-warmtepompen een duurzame en efficiënte alternatief voor traditionele verwarmingsmethoden, zeker in combinatie met moderne CV-systemen en energie-efficiënte woningen. Het kiezen van de juiste warmtepomp, op basis van de SCOP, stooklijn en energieverbruik, helpt bij het bereiken van het gewenste comfortniveau en het minimaliseren van de energiekosten.