Rendement warmtepomp tussen 7 en 40 °C: Een gedetailleerde analyse van lucht- en bodemwarmtepompen

Inleiding

Warmtepompen zijn tegenwoordig een populaire keuze voor duurzame verwarming en warm wateropwekking in woningen. Het rendement van deze systemen varieert sterk afhankelijk van de omgevingstemperatuur en het type warmtepomp. In dit artikel wordt een gedetailleerde analyse gegeven van het rendement van lucht/water- en bodem/water warmtepompen tussen 7 en 40 °C. Gebruik wordt gemaakt van concrete gegevens uit gebruikerservaringen, technische specificaties en vergelijkingen tussen verschillende systemen.

De voornaamste factoren die het rendement beïnvloeden zijn de seizoensveranderingen, de installatiekosten, het geluidsniveau, en de combinatie met zonnepanelen. Daarnaast wordt aandacht besteed aan de voordelen en nadelen van hybride oplossingen zoals PVT-panelen. Het artikel eindigt met een overzicht van aanbevolen modellen die zich positief gedragen in termen van rendement en geluidsproductie.

Rendement van lucht/water warmtepompen tussen 7 en 40 °C

Lucht/water warmtepompen gebruiken de temperatuur van de buitenlucht als bron van warmte. Het rendement van deze systemen wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance), dat aangeeft hoeveel warmte wordt opgewekt per geïnvesteerde elektrische kWh. De COP verandert aanzienlijk afhankelijk van de buitentemperatuur.

COP in het voor- en naseizoen (11 °C)

In het voor- en naseizoen, wanneer de buitentemperatuur rond de 11 °C ligt, is het rendement van een lucht/water warmtepomp vrij hoog. Volgens de beschikbare data ligt de COP in deze periode op ongeveer 6. Dit betekent dat de warmtepomp 6 kWh aan warmte levert voor elke 1 kWh elektriciteit die wordt geïnvesteerd. Dit rendement is vergelijkbaar met dat van een bodem/water warmtepomp.

COP in de winter (tussen 7 °C en -5 °C)

Wanneer de buitentemperatuur daalt tot rond de 7 °C en lager, neemt het rendement sterk af. Bij een temperatuur van -5 °C daalt de COP tot ongeveer 4. Dit betekent dat de warmtepomp slechts 4 kWh aan warmte levert per geïnvesteerde kWh elektriciteit. In extreme koud weer kan deze waarde nog verder zakken, tot 2 of 3. Dit heeft een directe impact op de kosten en efficiëntie van het systeem.

De oorzaak van dit rendementsverlies is te vinden in de thermodynamica van warmteoverdracht. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe minder warmte er beschikbaar is om op te zuigen. Daarnaast treden er technische problemen op, zoals aanvriezen van delen van het systeem.

Hybride PVT-panelen

Een mogelijke oplossing om het rendement van lucht/water warmtepompen te verhogen is het gebruik van hybride PVT-panelen (Photovoltaic/Thermal). Deze panelen combineren zonnepaneeltechnologie met warmteopwekking. Een bekende leverancier is Triple Solar. Volgens hun officiële gelijkwaardigheids-certificaat halen ze een jaarrendement van over de 5 voor ruimteverwarming (onder 35 °C) en 3,6 voor tapwater.

Hoewel het theoretische rendement in de zomer tot 500% kan oplopen, moet rekening gehouden worden met het feit dat dit rendement in de winter aanzienlijk lager is. Bovendien vereist deze technologie voldoende dakkapaciteit om een efficiënt systeem te installeren.

Rendement van bodem/water warmtepompen

In tegenstelling tot lucht/water warmtepompen gebruiken bodem/water warmtepompen grondwater of koelvloeistof uit de bodem als warmtebron. De temperatuur van de bodem is veel stabiel dan die van de buitenlucht, waardoor het rendement minder afhankelijk is van seizoensveranderingen.

Constante COP vanwege constante bodemtemperatuur

De temperatuur van het grondwater varieert jaarlijks nauwelijks en ligt tussen 11 en 12 °C. Hierdoor is de COP van een bodem/water warmtepomp seizoensonafhankelijk. Voor vloerverwarming bedraagt de COP 6 (rendement 600%), voor tapwater is de COP 3 (rendement 300%). Dit betekent dat vloerverwarming per geïnvesteerde kWh elektriciteit 2× minder kost dan een warmwater boiler.

Een gebruiker rapporteert dat zijn Nibé bodemwarmtepomp een COP/SPF van 5,2 levert voor vloerverwarming en tapwater. Dit is aanzienlijk hoger dan de 3,5 die zijn buurman haalt met een lucht/water warmtepomp. Dit betekent dat de bodemwarmtepomp 170% meer rendement levert. Hoewel de installatiekosten voor een bodemwarmtepomp ca. € 2.500 hoger zijn dan voor een luchtwarmtepomp, is deze extra kosten snel terugverdiend door het hogere rendement.

Vloerkoeling in de zomer

Een extra voordelen van bodem/water warmtepompen is de mogelijkheid tot vloerkoeling in de zomer. Deze koeling is vrijwel gratis, aangezien het gebruik van de warmtepomp om de warmte uit het huis af te voeren niet extra energie vereist.

Geluidsemissie en isolatie

Niet alleen het rendement is belangrijk, ook het geluidsniveau van een warmtepomp speelt een rol in de keuze. In de bronnen worden meerdere modellen genoemd die als stille warmtepompen beschouwd kunnen worden. Voorbeelden zijn:

• Panasonic 5 kW Monoblock
• Nibé bodemwarmtepomp
• Stiebel Eltron
• Elga 4.9kW lucht/water warmtepomp
• Daikin Altherma hybride warmtepomp
• Panasonic BIblock WXC12H9E8
• Toshiba Estia Powerful 11kW

Een gebruiker beschrijft zijn Panasonic 5 kW Monoblock als 'zeer stil', met enkel zichtbaar geluid bij extreme koud. Ook meldt hij dat de buren geen klachten hebben over de geluidsproductie. Een andere gebruiker rapporteert dat zijn bodemwarmtepomp vrijwel geen geluid produceert.

Een belangrijk advies bij het installeren van een warmtepomp is om rekening te houden met de geluidseisen van de gemeente, die bepaald zijn in het Omgevingsplan. Bij isolatie van de buitenunit is het belangrijk om rekening te houden met de frequentie van het geluid om te voorkomen dat isolatie weinig of niets uithaalt.

Creatieve oplossingen zoals het plaatsen van de warmtepomp op de grond, het gebruik van resonantie-voorzieningen, of het isoleren van de buitenunit kunnen het geluidsniveau verder verlagen.

Kostenanalyse en terugverdientijd

De installatiekosten van een bodem/water warmtepomp zijn hoger dan die van een lucht/water warmtepomp. De extra kosten liggen rond € 2.500 voor het boren en aanleggen van het bronsysteem. Deze extra kosten zijn echter snel terug te verdienen door het hogere rendement van de bodemwarmtepomp. Een gebruiker rapporteert dat hij ongeveer € 7.500 aan boren en aanleg heeft uitgegeven, los van de kosten van de warmtepomp zelf.

De voordelen van het hogere rendement zijn vooral duidelijk in de winter, wanneer het rendement van een lucht/water warmtepomp sterk daalt. Een bodemwarmtepomp blijft in deze periode een stabieler en efficiënter systeem, wat leidt tot lagere energiekosten en een langere levensduur.

Combinatie met zonnepanelen

Een veelgebruikte strategie om de efficiëntie van warmtepompen te verhogen is het combineren met zonnepanelen. Een gebruiker meldt dat hij 35 zonnepanelen heeft geïnstalleerd en dat zijn woning energieneutraal is. Zelfs in de winter levert hij energie terug aan het net, wat aantoont dat het combineren van zonnepanelen en warmtepompen een duurzame en kostenefficiënte oplossing kan zijn.

Technische specificaties en vergelijkingen

Lucht/water warmtepompen

Deze waarden laten zien dat het rendement van lucht/water warmtepompen sterk varieert met de buitentemperatuur. In de winter is het rendement aanzienlijk lager dan in het voor- en naseizoen.

Bodem/water warmtepompen

Bodem/water warmtepompen hebben een constante COP, ongeacht de buitentemperatuur. Voor vloerverwarming bedraagt de COP 6, wat overeenkomt met een rendement van 600%. Voor tapwater is de COP 3, wat een rendement van 300% betekent.

Conclusie

De keuze voor een warmtepomp hangt af van meerdere factoren, waaronder het rendement, het geluidsniveau, de installatiekosten, en de beschikbaarheid van ruimte voor het systeem. Lucht/water warmtepompen zijn goedkoper in aanschaf, maar hebben een lager rendement in de winter. Bodem/water warmtepompen zijn duurder in aanschaf, maar bieden een hoger rendement en extra functies zoals vloerkoeling in de zomer.

Hybride oplossingen zoals PVT-panelen kunnen het rendement verder verhogen, maar vereisen voldoende dakkapaciteit. Voor wie op zoek is naar een stille warmtepomp zijn er verschillende modellen beschikbaar, zoals de Panasonic 5 kW Monoblock, Nibé bodemwarmtepomp, en Daikin Altherma hybride warmtepomp.

Bij de keuze van een warmtepomp is het belangrijk om rekening te houden met de geluidseisen van de gemeente en de technische specificaties van het systeem. Een combinatie met zonnepanelen kan de efficiëntie en duurzaamheid verder verhogen.

Bronnen

1. Community Eigenhuis NL