Hybride warmtepomp in combinatie met zonnenboiler: systeem, werking en voordelen

De overgang naar duurzame verwarmingsoplossingen is tegenwoordig essent voor zowel particulieren als bedrijven. Een hybride warmtepomp in combinatie met een zonnenboiler biedt een slimme en efficiënte manier om het woningverwarmingsverbruik te verlagen, CO₂-uitstoot te beperken en energie te besparen. In deze artikel geven we een gedetailleerde uitleg over het principe van de hybride warmtepomp, de rol van de zonnenboiler, de technische specificaties, aandachtspunten bij installatie en het potentieel van deze combinatie binnen het kader van duurzame woningbouw en renovatie.

Wat is een hybride warmtepomp?

Een hybride warmtepomp is een combinatie van een elektrische warmtepomp en een traditionele hr-ketel die op aardgas werkt. Het systeem maakt gebruik van elektriciteit om warmte uit de buitenlucht te halen en deze om te zetten in verwarmingswarmte voor het huis. Wanneer de buitentemperatuur te laag is om de warmtepomp efficiënt te laten werken, of wanneer extra verwarming nodig is, overneemt de hr-ketel het. Hierdoor blijft de ruimtecomfort constant, ook op uiterst koele dagen of in tijden van hoge warmtevraag.

De hybride warmtepomp is een tussenvorm tussen een volledig elektrische warmtepomp en een klassieke gasverwarming. Het is een praktische oplossing voor woningen die nog niet volledig geïsoleerd zijn of waar een volledige verwarmingsomslag naar elektriciteit niet direct haalbaar is. Deze combinatie biedt bovendien de mogelijkheid om later volledig over te stappen op elektriciteit, aangezien de hr-ketel vaak als back-up fungeert.

Werking van een hybride warmtepomp

Het principe van de hybride warmtepomp is gebaseerd op een duidelijke samenwerking tussen de elektrische warmtepomp en de hr-ketel. De warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en gebruikt deze om het huis te verwarmen. De ketel is actief wanneer de warmtepomp niet efficiënt genoeg werkt, bijvoorbeeld in koude buitentemperaturen of bij piekverbruik.

De hybride warmtepomp bestaat meestal uit een buitenunit, een binnenunit, een buffervat en eventueel een boiler of een gecombineerde binnenunit & boiler. De buitenunit is verantwoordelijk voor het ophalen van de warmte uit de lucht, terwijl de binnenunit de warmte verspreidt. Het buffervat zorgt voor het opslaan van warmte, zodat er op tijden van hoge vraag snel warmte beschikbaar is.

De hybride warmtepomp is te installeren als monobloc (een enkel apparaat) of als een systeem met aparte binnen- en buitenunits. De exacte afmetingen variëren per merk en type. In de praktijk komen de volgende typische maten voor:

• Buitenunits: 0,8 x 0,8 x 0,4 meter (lxbxh) tot 1,0 x 2,0 x 1,0 meter.
• Binnenunits: 1,0 x 0,6 x 0,4 meter (lxbxh).
• Buffervat: diameter 0,5–0,8 meter, hoogte 1,0–1,5 meter.
• Boiler: diameter 0,5–0,8 meter, hoogte ±1,5 meter.
• Gecombineerde binnenunit & boiler: 0,9 x 0,8 x 1,2 meter – vergelijkbaar met een koelkast.

De hybride warmtepomp vereist ruimte voor installatie, zowel binnen als buiten. Het is belangrijk om rekening te houden met de afmetingen en het gewicht van de apparatuur bij het plannen van de installatie.

Wat is een zonnenboiler?

Een zonnenboiler is een systeem dat gebruik maakt van zonne-energie om het tapwater in een woning te verwarmen. Het bestaat uit zonnecollectoren op het dak en een opslagvat (boiler) waarin het verwarmde water tijdelijk wordt opgeslagen. Tijdens de zonnestraling wordt het water verhit, en dit kan worden gebruikt voor doucher, koken of andere huishoudelijke toepassingen.

De zonnenboiler is een duurzame en energiezuinige oplossing die in combinatie met een hybride warmtepomp extra efficiënt kan worden. Omdat de zonnecollectoren warmte uit de zon halen, is er geen directe afhankelijkheid van het elektriciteitsnet of van gas. Dit verlaagt het energieverbruik en vermindert de CO₂-uitstoot.

Een belangrijk aspect van de zonnenboiler is dat hij niet in staat is om het huis zelf te verwarmen, maar wel een belangrijke bijdrage levert aan het verwarmen van het tapwater. Hierdoor kan hij als onderdeel worden ingezet in een hybride warmtepompsysteem om het verbruik van de warmtepomp en de hr-ketel te beperken.

Hybride warmtepomp in combinatie met zonnenboiler: werking en samenwerking

In een hybride systeem werken de warmtepomp, de hr-ketel en de zonnenboiler samen om zowel het huis als het tapwater te verwarmen. De zonnenboiler haalt warmte uit de zon en gebruikt deze om het tapwater te verhitten. De warmtepomp haalt warmte uit de lucht en gebruikt deze om het huis te verwarmen. De hr-ketel fungeert als back-up zodra de warmtepomp niet efficiënt genoeg werkt.

De combinatie van deze systemen biedt verschillende voordelen:

• Verlaagd energieverbruik: De zonnecollectoren zorgen voor extra warmte voor het tapwater, waardoor de warmtepomp en de hr-ketel minder verbruiken.
• CO₂-reductie: Zowel de zonnenboiler als de warmtepomp gebruiken geen fossiele brandstoffen, wat leidt tot een aanzienlijke reductie in CO₂-uitstoot.
• Ruimtebesparing: Een gecombineerde boiler kan worden ingezet in plaats van aparte apparaten, wat de benodigde installatieruimte verkleint.
• Energiezuinig gebruik: Het systeem is ontworpen om zoveel mogelijk gebruik te maken van duurzame energiebronnen.

Het systeem is echter niet zonder nadelen. Het vereist een aanzienlijke investering, zowel in de aankoop van de apparatuur als in de installatie. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met de beschikbaarheid van zonlicht, de isolatiegraad van het huis en de efficiëntie van het verwarmingsstelsel.

Technische specificaties van het systeem

Het hybride systeem vereist enkele technische aandachtspunten voor een efficiënte werking:

1. Afmetingen en ruimtebehoeften

De afmetingen van de componenten zijn belangrijk bij het plannen van de installatie. De volgende maatgegevens zijn afgeleid uit praktijkdata:

• Buitenunits van een hybride warmtepomp variëren tussen 0,8 x 0,8 x 0,4 meter en 1,0 x 2,0 x 1,0 meter.
• Binnenunits zijn meestal 1,0 x 0,6 x 0,4 meter.
• Buffervat heeft een diameter van 0,5–0,8 meter en een hoogte van 1,0–1,5 meter.
• Boiler of gecombineerde boiler heeft een diameter van 0,5–0,8 meter en een hoogte van ±1,5 meter.
• Gecombineerde binnenunit & boiler is ongeveer 0,9 x 0,8 x 1,2 meter groot.

De installatie van de zonnecollectoren vereist een minimaal dakoppervlak. De afmetingen van de zonnecollectoren variëren per merk, maar typisch zijn ze ongeveer 1,5 x 2,0 meter per paneel.

2. Energiebronnen

Het systeem maakt gebruik van drie verschillende energiebronnen:

• Elektriciteit voor de werking van de warmtepomp en eventueel voor ondersteunende systemen.
• Zonlicht voor de zonnecollectoren van de zonnenboiler.
• Aardgas voor de hr-ketel, die als back-up fungeert.

De keuze van de energiebronnen heeft invloed op het energieverbruik en de CO₂-uitstoot. Een volledig elektrische warmtepomp met de buitenlucht als bron levert een CO₂-besparing van ongeveer 45% (bron: Milieu Centraal). Een hybride systeem met zonnenboiler kan deze besparing verder verhogen.

3. Verwarmingssystemen

De hybride warmtepomp werkt meestal met een vloerverwarmingssysteem, grotere radiatoren of lage-temperatuur-radiatoren. Dit is vanwege de lage temperatuur van de warmte die de warmtepomp levert. De zonnenboiler kan apart worden ingezet of geïntegreerd worden in het verwarmingsstelsel.

Het is belangrijk om het verwarmingssysteem te dimensioneren op basis van de verwachtingen van de warmtevraag en de efficiëntie van het systeem. Een te kleine installatie kan leiden tot onvoldoende warmteopbrengst, terwijl een te grote installatie onnodige kosten kan opleveren.

Aandachtspunten bij installatie

Bij de installatie van een hybride warmtepomp in combinatie met een zonnenboiler zijn er meerdere aandachtspunten die moeten worden overwogen:

1. Energie-efficiëntie van het huis

Het huis moet voldoen aan bepaalde isolatie-eisen om een hybride warmtepomp efficiënt te kunnen laten werken. Volgens de beschikbare informatie moet het pand tot minimaal energielabel B geïsoleerd zijn. Voor een hybride oplossing kan energielabel D voldoende zijn, zeker wanneer er sprake is van een 'aardgasvrij-gereed' systeem.

2. Ruimte voor installatie

De installatie van de buitenunit van de warmtepomp kan leiden tot verrommeling van de openbare ruimte. Daarom is het belangrijk om een geschikte locatie te kiezen, bij voorkeur op het dak of tegen een wand. De binnenunit moet voldoende ruimte hebben voor bediening en onderhoud.

De zonnecollectoren moeten op een horizontaal of licht hellend dak worden geïnstalleerd. De ideale hellingshoek is 35° om zonnestraling zo efficiënt mogelijk te kunnen opvangen. Daarnaast dient te worden voorkomen dat er schaduwval is op de zonnecollectoren.

3. Geluidsoverlast

Zowel de hybride warmtepomp als de zonnenboiler kunnen geluid veroorzaken. De luchtwarmtepomp produceert geluid wanneer de ventilator in de buitenunit draait. Dit kan storend zijn, vooral in de buurt van woningen of openbare ruimte. Er zijn maatregelen om dit geluid te beperken, zoals het plaatsen van geluidsschermen of het kiezen van een monoblocvariant.

4. Investering en terugverdientijd

Het investeren in een hybride warmtepomp in combinatie met een zonnenboiler is een aanzienlijke kostenpost. De exacte kosten variëren per systeem en per merk, maar het kan gaan om duizenden euro’s. De terugverdientijd hangt af van het energieverbruik, de CO₂-besparing en eventuele subsidievoorzieningen.

Voordelen en nadelen

Voordelen

• Energiezuinig: De combinatie van zonnepanelen en een warmtepomp zorgt voor een aanzienlijke reductie in energieverbruik.
• CO₂-reductie: Het systeem produceert weinig tot geen CO₂-uitstoot.
• Flexibiliteit: De hybride warmtepomp kan worden afgestemd op de energievraag van het huis.
• Duurzaamheid: Het systeem draagt bij aan een duurzame toekomst en helpt bij het bereiken van CO₂-neutraal wonen.

Nadelen

• Hoog investering: De aankoop en installatie van de apparatuur zijn kostbaar.
• Afhankelijkheid van zonlicht: De zonnenboiler werkt alleen wanneer er zonlicht is.
• Beperkte verwarming: De zonnenboiler verwarmt alleen het tapwater, niet het huis.
• Onderhoud: Zowel de zonnecollectoren als de warmtepomp vereisen regelmatig onderhoud.

Toepassing in woningbouw en renovatie

Het hybride systeem is vooral geschikt voor woningen die op de langere termijn naar een aardgasvrij stelsel willen overgaan. Het is eveneens geschikt voor woningen die niet volledig geïsoleerd zijn, omdat de hybride warmtepomp hierin een tussenvorm biedt.

In de context van renovatie is het systeem een waardevolle optie voor woningen die hun verwarmingsstelsel willen moderniseren. De hybride warmtepomp kan worden aangesloten op bestaande verwarmingsinstallaties, waardoor het geen volledige omloop van het systeem vereist.

Conclusie

Een hybride warmtepomp in combinatie met een zonnenboiler biedt een slimme en efficiënte oplossing voor duurzame verwarming in woningen. Het systeem maakt gebruik van zonlicht en elektriciteit om zowel het huis als het tapwater te verwarmen, terwijl een hr-ketel zorgt voor back-up bij koude weersomstandigheden. De technische specificaties, aandachtspunten bij installatie en het potentieel van het systeem maken het een aantrekkelijke keuze voor zowel particulieren als bouwbedrijven.

Hoewel de investering hoog is, levert het systeem op de lange termijn aanzienlijke energiebesparing en CO₂-reductie op. Het is een waardevolle bijdrage aan de transitie naar duurzame woningbouw en renovatie.

Bronnen

1. Officiële bekendmakingen.nl