Hybride warmtepompsystemen: Werking, efficiëntie en installatieaandachtspunten

Published by Redactie on oktober 2, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

Een hybride warmtepompsysteem is een geavanceerde oplossing die combinaties van ventilatielucht warmtepompen en traditionele CV-ketels integreert om verwarming, tapwater en eventueel koeling aan te bieden. Dit artikel biedt een gedetailleerde inzicht in de werking van dergelijke systemen, aandachtspunten bij de installatie en de energieefficiëntie die kan worden bereikt. De focus ligt op technische aspecten zoals het gebruik van een buffer, de rol van de CV-ketel in combinatie met de warmtepomp, en de betekenis van COP (Coefficient of Performance) en SPF (Seasonal Performance Factor) voor het bepalen van de energieprestaties.

De informatie is gebaseerd op technische beschrijvingen, installatieadviezen en voorbeeldberekeningen die zijn afkomstig uit twee betrouwbare bronnen op het thema hybride warmtepompen.

Werking van een hybride warmtepompsysteem met ventilatielucht

Energieopwekking via ventilatielucht

In een hybride installatie met ventilatielucht warmtepomp wordt energie gewonnen uit de ventilatielucht. Deze energie wordt afgegeven op de condensor of wisselaar van de warmtepomp. Aan de andere kant van deze wisselaar pompt een circulatiepomp systeem water rond, boven het buffervat in en onderlangs het buffervat weer uit, terug naar de condensor. Hiermee wordt het buffervat opgewarmd.

Tapwaterverwarming in een hybride systeem

Tijdens het douchen stroomt koud water door een spiraal in het buffervat naar de ketel toe. Hierdoor wordt het koude tapwater al voorverwarmd door de warme buffer. De CV-ketel is opgestart door het tappen van warm water. Het CV-water stroomt niet buiten de ketel, maar door de warmtewisselaar bij de brander. Vervolgens gaat het via de driewegklep door de tapwisselaar en terug naar de warmtewisselaar bij de brander.

Aan de secundaire kant van de tapwaterwisselaar stroomt het tapwater door en wordt verder opgewarmd door de ketel. Dit betekent dat zowel de warmtepomp als de ketel een rol spelen in de warmtewerking van het systeem.

Verwarming en warmtekringloop

De ketel warmt de warmtewisselaar op, en het CV-water stroomt via de driewegklep de ketel uit naar het verwarmingsafgiftesysteem, zoals radiatoren. Nadat het water is gecirculeerd door het systeem, komt het afgekoelde retour-CV-water in de buffer terecht. Omdat de buffer opgewarmd is door de ventilatielucht warmtepomp, wordt het CV-water opnieuw iets in temperatuur opgetild. De ketel warmt het daarna verder op, waarna de kringloop rond is.

De ventilatielucht warmtepomp draagt dus bij aan de energieopwekking voor zowel tapwater als verwarming.

Energiebijdrage van een ventilatielucht warmtepomp per jaar

Theoretisch voorbeeld van energieopwekking

In een theoretisch voorbeeld wordt een goed geïsoleerde woning uit 2012 beschouwd, die oorspronkelijk een HR-combiketel en mechanische ventilatie gebruikt. Het gemiddelde gasverbruik over drie jaar is 1600 m³. Het gezin bestaat uit drie personen. Aangenomen wordt dat 3000 kWh aan energie per jaar nodig is voor tapwater. Dit komt neer op 340 m³ aardgas per jaar.

Het overige gasverbruik, namelijk 1260 m³ per jaar, is gericht op verwarming. In kWh betekent dit 11.088 kWh per jaar.

Als er een ventilatielucht warmtepomp zou worden aangebracht, wordt een deel van deze energie opgewekt uit de ventilatielucht. De ventilatielucht warmtepomp kan in zekere mate het gasverbruik verminderen, vooral in de maanden mei t/m september, waarin theoretisch geen ketel zou zijn nodig. In de praktijk moet er echter rekening worden gehouden met factoren zoals het tappen van warm water in de zomermaanden en de instelling van de kamerthermostaat.

Energieverbruik in een hybride situatie

In de hybride situatie is de maximale bijdrage van de ventilatielucht warmtepomp 9284 kWh per jaar. Het tekort moet worden aangevuld door een CV-ketel, wat overeenkomt met 4803 kWh. De SPF (Seasonal Performance Factor) van de ventilatielucht warmtepomp bedraagt 3,8, wat betekent dat het systeem een efficiëntie heeft van 380% (1 kWh elektriciteit levert 3,8 kWh warmte).

De energiekosten worden als volgt berekend:

Aardgas: 4803 kWh gedeeld door 8,8 (netto inhoud in kWh per m³ gas) levert 545 m³ aardgas. Aan een gasprijs van €0,65 per m³ komt dit neer op €354 per jaar.
Elektra: 9284 kWh gedeeld door 3,8 levert 2443 kWh elektriciteit. Aan een elektriciteitsprijs van €0,25 per kWh (voorbeeldprijs) komt dit neer op €611 per jaar.
Totaal energiekosten in hybride situatie: €965 per jaar (tegenover €1040 in de ketel-situatie).

Dit betekent dat de hybride opstelling in dit voorbeeld ongeveer €75 per jaar bespaart. Dit is een theoretisch voorbeeld en de werkelijke besparing kan variëren afhankelijk van geografische locatie, isolatiegraad van de woning en het gebruikspatroon.

COP en SPF: Wat betekent dit voor de efficiëntie van een warmtepomp?

COP (Coefficient of Performance)

De COP geeft het rendement van een warmtepomp aan in een specifiek moment. Het is gedefinieerd als het quotiënt van de geleverde warmte (in kWh) en de toegevoegde elektrische energie (in kWh). Bijvoorbeeld: als een warmtepomp 4 kWh warmte levert met 1 kWh elektriciteit, is de COP 4. Dit betekent dat het systeem 400% efficiënt werkt.

Een COP van 3,8 zoals genoemd in het voorbeeld is een goede waarde voor een warmtepomp.

SPF (Seasonal Performance Factor)

Het SPF is een uitbreiding op COP en geeft het gemiddelde rendement over een gehele winterperiode. Het SPF is dus een maat voor de jaarlijkse efficiëntie. In het voorbeeld is het SPF van de ventilatielucht warmtepomp 3,8, wat betekent dat het systeem in de praktijk een efficiëntie behoudt die vergelijkbaar is met de theoretische COP.

Het SPF is belangrijk om de daadwerkelijke energiebesparing en kosten te bepalen, omdat het rekening houdt met variaties in temperatuur, installatiecondities en het gebruikspatroon van de gebruiker.

Installatieaandachtspunten voor hybride warmtepompen

Keuze van leidingmateriaal

Bij hybride warmtepompen is het belangrijk om het juiste leidingmateriaal te kiezen. Stalen of dunwandige CV-leidingen kunnen na enkele jaren beschadigd raken vanwege condensatie. Dit komt doordat het condenswater aan het staal aantast, wat uiteindelijk tot roestvorming leidt.

In systemen waar het koelwater boven de condensatiegrens wordt gehouden (bijvoorbeeld bij vloerverwarmingsafgifte), kan gewoon stalen leiding worden gebruikt. In andere delen van de installatie is het verstandig om corrosiebestendiger materialen te kiezen.

Gebruik van ontluchters

Het is erg belangrijk dat een hybride warmtepompinstallatie goed is voorzien van ontluchters. Zowel aan de bronzijde als aan de afgiftezijde. Lucht in de installatie kan ervoor zorgen dat de warmtepomp niet genoeg energie kan ontrekken of afgeven. Dit kan leiden tot storingen vanwege hoge- of lage druk.

Bij de eerste opstart van een warmtepomp is het aan te raden om de bronpomp 2 tot 5 dagen voorafgaand aan de start continu te laten draaien. Hierdoor wordt het glycol goed gemengd met het water, en kan eventuele lucht zich verzamelen in het hoogste punt van de installatie, waar een ontluchter is gemonteerd.

Bij de eerste opstart van de warmtepomp moet ook de zogenaamde 'zuiggas temperatuur' worden gecontroleerd. Deze mag niet onder de 3 graden komen, omdat anders de verdamper in risico komt van invriezen.

Gebruik van koppelingsmateriaal

Bij het gebruik van messing knelkoppelingen is het aan te raden om deze na montage eerst strak af te tappen met teflontape en vervolgens de dampdichte isolatie aan te brengen. Dit verkleint het risico op schade door spanning corrosie.

Aandachtspunten bij de opstart van een warmtepomp

Eerste opstart van een water/water warmtepomp

Bij de eerste opstart van een water/water warmtepomp is het belangrijk om de zuiggastemperatuur in de gaten te houden. Deze temperatuur zal zich stabiliseren tussen 4 en 12 graden. Als de temperatuur meteen onder 0°C komt, moet het toestel worden uitgeschakeld, en moet de bronleidingen eerst goed worden ontlucht. Ook moet worden gecontroleerd of er voldoende waterstroom is en of glycol correct is toegevoegd.

Temperatuurcontrole tijdens het comprimervoorwerp

Tijdens het bedrijf van de compressor is het belangrijk om te controleren of de bron in en uit een goede delta T heeft (4 tot 5 °C verschil). De heetgastemperatuur moet minstens 25 K hoger liggen dan de aanvoertemperatuur, normaal tussen de 70 en 125 °C. De vloeistoftemperatuur moet ongeveer gelijk zijn aan de retourtemperatuur. De zuiggastemperatuur ligt tussen de bron in en bron uit temperatuur. De oververhitting (temperatuurverschil tussen zuiggas- en verdampertemperatuur) moet tussen 2 en 8 °C liggen.

Als al deze parameters correct zijn, kan het menu van de warmtepomp worden doorgestapt om eventuele parameters aan te passen (zoals de stooklijn) of accessoires aan te melden. Deze stappen variëren per merk en type warmtepomp.

Gebruik van een warmtepomp voor het verwarmen van een zwembad

Een warmtepomp kan uitstekend worden gebruikt om een zwembad te verwarmen. Het is echter belangrijk om te controleren of de zwembadwisselaar geschikt is voor lage temperaturen (maximaal 45 graden primair). Een veelgemaakte fout is het gebruik van een wisselaar die 90 graden primair nodig heeft, wat in praktijk bij 45 graden nauwelijks vermogen meer afgeeft.

Gebruik van terugslagkleppen bij hybride systemen

Bij CV-ketels worden terugslagkleppen vaak alleen gebruikt in cascade-opstellingen. Bij een warmtepomp, die naast verwarming en tapwater ook passief kan koelen, is het soms nodig om een terugslagklep op te nemen. Dit is het geval bij externe koelmodules waarbij de 'koelkring' aan de afgiftezijde via een installatiepomp door de koelmodule loopt. Het CV-water tussen koelmodule en warmtepomp staat stil.

Als de driewegklep niet 100% afdicht, kan een mix ontstaan tussen het warme circuit aan de warmtepompzijde en het koude circuit aan de installatiezijde. Dit kan worden voorkomen door een terugslagklep op te nemen. Ook als de driewegklep wel afdicht, maar de leidingen dicht bij elkaar lopen, kan temperatuurbeïnvloeding optreden. De terugslagklep voorkomt deze situaties.

Conclusie

Een hybride warmtepompsysteem met ventilatielucht warmtepomp is een efficiënte manier om verwarming en tapwater te leveren. Door de integratie van een buffer en de CV-ketel kan het systeem flexibel reageren op energiebehoeften en seizoensafhankelijke variaties. De COP en SPF zijn belangrijke parameters om de efficiëntie van het systeem te bepalen.

Bij de installatie is het belangrijk om aandacht te besteden aan het leidingmateriaal, het gebruik van ontluchters en het juiste koppelingsmateriaal. Ook bij de eerste opstart en het gebruik van de warmtepomp zijn er specifieke aandachtspunten die moeten worden gevolgd om schade en storingen te voorkomen.

Hybride warmtepompinstallaties vormen een toekomstbestendige oplossing voor energiebesparing en comfort in het wonen. Het is echter verstandig om het systeem aan te passen aan de specifieke omstandigheden van de woning en het gebruikspatroon van de bewoners.