Omslagpunt warmtepomp: wanneer is een cv-ketel een noodzaak?

De toepassing van warmtepompen in woningen is een belangrijk onderdeel van de energietransitie. Warmtepompen halen warmte uit lucht, grond of water en leveren deze aan het verwarmings- of sanitair systeem. Ze zijn energiezuinig en duurzamer dan traditionele CV-ketels. Toch zijn warmtepompen niet altijd in staat om volledig de verwarming van een woning te garanderen, met name in de koudste maanden. Hier komt de CV-ketel, ofwel de back-up verwarming, in beeld. In deze artikel bespreken we het omslagpunt van een warmtepomp – de temperatuur waarbij de warmtepomp niet langer efficiënt genoeg is en de CV-ketel ingeschakeld moet worden – en de factoren die hierbij een rol spelen.

Wat is het omslagpunt van een warmtepomp?

Het omslagpunt van een warmtepomp is de buitentemperatuur waarbij de warmtepomp niet langer in staat is om voldoende warmte te leveren om het verwarmingsvermogen van de woning te garanderen. Op dat moment wordt de CV-ketel ingeschakeld om het tekort aan warmte aan te vullen. Het omslagpunt hangt af van verschillende factoren:

  • De efficiëntie van de warmtepomp
  • Het type warmtebron (bodem, lucht, water)
  • De isolatiewaarden van de woning
  • De verkoelingscapaciteit van de verwarmingsinstallatie
  • De warmtevraag van het huis
  • De buitentemperatuur

In de praktijk is het omslagpunt meestal tussen -2°C en 2°C, zoals vermeld in bron 2. Dit betekent dat bij temperaturen lager dan 2°C (of hoger dan -2°C, afhankelijk van het systeem), de warmtepomp niet voldoende warmte kan leveren en de CV-ketel ingeschakeld moet worden. De exacte temperatuur kan echter variëren, afhankelijk van de specifieke situatie van de woning en het type warmtepomp.

Waarom is het omslagpunt belangrijk?

Het omslagpunt is een belangrijk aspect bij de installatie van een warmtepomp. Het bepaalt namelijk hoe lang de warmtepomp werkt en hoe vaak de CV-ketel ingeschakeld moet worden. Hoe hoger het omslagpunt (dus hoe warmer de buitentemperatuur waarop de warmtepomp nog werkt), hoe minder de CV-ketel ingeschakeld moet worden. Dit heeft directe gevolgen voor de energiekosten en het CO₂-voetafdruk van het verwarmingsstelsel.

Daarnaast is het omslagpunt ook bepalend voor de keuze van het type warmtepomp. Een warmtepomp die werkt met lucht als warmtebron heeft meestal een lager omslagpompunt dan een warmtepomp die werkt met bodem als warmtebron. Dat komt omdat de temperatuur van de bodem minder snel daalt dan de temperatuur van de lucht. Een warmtepomp op bodem kan dus in koudere omstandigheden efficiënter werken.

Factoren die het omslagpunt bepalen

Voor de bepaling van het omslagpunt zijn verschillende factoren van invloed. Deze factoren worden in de praktijk meestal berekend aan de hand van de warmtevraag van het huis en het vermogen van de warmtepomp. Hieronder geven we een overzicht van de belangrijkste factoren.

1. De warmtevraag van het huis

De warmtevraag van een woning bepaalt hoeveel warmte nodig is om het huis op temperatuur te houden. Hoe beter de woning is geïsoleerd, hoe lager de warmtevraag. Een goed geïsoleerde woning heeft een lagere warmtevraag, wat betekent dat de warmtepomp minder vaak ingeschakeld moet worden en het omslagpunt dus hoger kan liggen.

Isolatienormen zoals Rc ≥ 2,5 m²K/W voor dak, vloer, spouwmuur, paneelisolatie en massieve muur (zie bron 2) zijn essentieel voor het berekenen van de warmtevraag. Hoe hoger de Rc-waarde, hoe beter de isolatie en hoe lager de warmtevraag. Dit heeft een positieve invloed op het omslagpunt van de warmtepomp.

2. Het type verwarmingsinstallatie

De keuze van de verwarmingsinstallatie beïnvloedt ook het omslagpunt. Een laagtemperatuurverwarmingssysteem (LTV) werkt efficiënter met een warmtepomp dan een klassiek radiatorsysteem. Laagtemperatuurverwarming werkt met een cv-water van 40–55°C, terwijl klassieke radiatoren vaak werken met 70–90°C.

Omdat een warmtepomp efficiënter werkt bij lagere eindtemperaturen, is een laagtemperatuurverwarmingssysteem een betere keuze als men een warmtepomp wil installeren. Dit leidt tot een hoger omslagpunt en dus minder gebruik van de CV-ketel.

3. Het type warmtepomp

De keuze voor een warmtepomp die werkt met lucht als warmtebron of bodem als warmtebron heeft een directe invloed op het omslagpunt. Warmtepompen die werken met bodem als warmtebron hebben doorgaans een hoger omslagpunt dan warmtepompen die werken met lucht.

Bron 3 geeft aan dat een warmtepomp met bodem als warmtebron vrijwel altijd wordt toegepast in combinatie met ruimteverwarming en tapwater. Dit is een voordeel, aangezien de bodemtemperatuur minder uitslaat dan de luchttemperatuur, waardoor de warmtepomp efficiënter werkt in koudere omstandigheden.

4. De buitentemperatuur

De buitentemperatuur is een natuurlijke beperking voor de werking van een warmtepomp. Bij lage buitentemperaturen daalt de efficiëntie van een warmtepomp, wat leidt tot een lager omslagpunt. In extreem koude buitentemperaturen kan een warmtepomp zelfs volledig zijn vermogen verliezen.

Daarom is het van belang dat de CV-ketel als back-up beschikbaar is. Dit is zowel nodig voor comfort als voor veiligheid. In de praktijk wordt de CV-ketel meestal nageschakeld op de warmtepomp, wat betekent dat de CV-ketel pas ingeschakeld wordt wanneer de warmtepomp niet in staat is om de warmtevraag van het huis te voldoen.

5. Energieprijzen

De energieprijzen hebben ook een indirecte invloed op het omslagpunt. Wanneer elektriciteit relatief duur is en gas relatief goedkoop, kan het omslagpunt lager liggen. Dat betekent dat de CV-ketel vroeger ingeschakeld wordt, omdat het economisch gezien gunstiger is om de CV-ketel te gebruiken in plaats van de warmtepomp.

Omgekeerd geldt dat wanneer elektriciteit goedkoop is en gas duur, het omslagpunt hoger kan liggen, omdat het economisch gunstiger is om de warmtepomp langer te gebruiken. In deze situatie is het ook aangewezen om het warmtepompvermogen zo hoog mogelijk te kiezen, zodat het omslagpunt hoger kan liggen.

Praktijkvoorbeeld van een omslagpuntberekening

Laten we een voorbeeld geven van hoe het omslagpunt berekend kan worden. Stel dat we een woning hebben met een warmtevraag van 10.000 kWh per jaar en een warmtepomp met een COP (Coefficient of Performance) van 3,5. Dit betekent dat de warmtepomp 3,5 kWh warmte levert per 1 kWh elektriciteit.

Als de warmtepomp 80% van de warmtevraag kan leveren, betekent dit dat 20% van de warmtevraag afkomstig moet zijn van de CV-ketel. In dit geval zou het omslagpunt liggen op ongeveer 0°C, aangezien de warmtepomp bij temperaturen lager dan 0°C niet in staat is om 80% van de warmtevraag te leveren.

Deze berekening is een vereenvoudiging, maar het geeft wel een duidelijk beeld van hoe het omslagpunt bepaald kan worden. In de praktijk wordt deze berekening gedaan aan de hand van de bouwjaar, isolatiewaarden, type verwarmingssysteem en de verwachtingen van de buitentemperatuur.

De rol van de CV-ketel als back-up

Hoewel de CV-ketel meestal niet het primaire verwarmingsstelsel is, speelt het een essentiële rol als back-up. In koude omstandigheden is het namelijk onvermijdelijk dat de CV-ketel ingeschakeld wordt om de warmtevraag van het huis te voldoen.

De CV-ketel moet daarom geïnstalleerd worden met het juiste vermogen, zodat het voldoende warmte kan leveren in de koudste periodes. Het vermogen van de CV-ketel wordt meestal bepaald aan de hand van de warmtevraag van het huis en de verwachtingen van de buitentemperatuur.

In de praktijk is het ook belangrijk dat de CV-ketel goed aangesloten is op het verwarmingsstelsel. Dit betekent dat de CV-ketel moet worden nageschakeld op de warmtepomp, zodat de CV-ketel pas ingeschakeld wordt wanneer de warmtepomp niet in staat is om de warmtevraag te voldoen.

De toekomst van warmtepompen en het omslagpunt

De toekomst van warmtepompen ligt in de verbetering van de efficiëntie en het vermogen. In de komende jaren verwachten experts dat warmtepompen steeds efficiënter worden, waardoor het omslagpunt hoger kan liggen. Dit heeft directe gevolgen voor de duurzaamheid van het verwarmingsstelsel, omdat het minder afhankelijk is van fossiele brandstoffen.

Daarnaast verwachten experts dat er in de toekomst ook oplossingen zullen komen voor seizoensopslag, zoals waterstofopslag of batterijen. Deze oplossingen zullen het mogelijk maken om overschot energie in de zomer op te slaan en te gebruiken in de winter, wat het omslagpunt volledig zou kunnen verplaatsen naar hogere temperaturen of zelfs zou kunnen verdwijnen.

In de tussentijd blijft het omslagpunt een essentieel aspect bij de keuze en het gebruik van een warmtepomp. Het omslagpunt bepaalt namelijk hoe efficiënt de warmtepomp werkt en hoe vaak de CV-ketel ingeschakeld moet worden. Dit heeft directe gevolgen voor de energiekosten en het comfort van de woning.

Conclusie

Het omslagpunt van een warmtepomp is de buitentemperatuur waarbij de warmtepomp niet langer in staat is om de warmtevraag van de woning te voldoen en de CV-ketel ingeschakeld moet worden. Het omslagpunt ligt in de praktijk meestal tussen -2°C en 2°C, afhankelijk van de efficiëntie van de warmtepomp, het type verwarmingsstelsel en de isolatiewaarden van de woning.

Het omslagpunt is een belangrijk aspect bij de keuze en het gebruik van een warmtepomp. Het bepaalt hoe vaak de CV-ketel ingeschakeld moet worden en heeft directe gevolgen voor de energiekosten en het comfort van de woning. In de toekomst verwachten experts dat warmtepompen steeds efficiënter zullen worden, waardoor het omslagpunt hoger kan liggen of zelfs volledig kan verdwijnen.

Bronnen

  1. Is de tijd al rijp voor de thuisbatterij?
  2. Lucht als warmtebron
  3. Laagtemperatuurverwarming en combiwarmtepomp

Related Posts