Effectief verlagen van de temperatuur bij warmtepompen: kansen en keuzes voor duurzame verwarming

De overstap naar een warmtepomp is voor velen een logische stap in de richting van duurzamere verwarming en lagere energiekosten. Echter, voor een optimaal functioneren is het essentieel om de temperatuurwerking van de warmtepomp goed te begrijpen en waar mogelijk aan te passen. In dit artikel bespreken we hoe u de temperatuur van een warmtepomp kunt verlagen – zowel om de efficiëntie te verbeteren als om de levensduur van het systeem te verlengen. Op basis van de beschikbare informatie uit betrouwbare bronnen, geven we u concrete tips, toepassingen en technische achtergronden die u als eigenaar of bouwprofessional moeten weten.

Inleiding

Een warmtepomp onttrekt warmte aan een bron – zoals lucht, water of grond – en verwerkt deze via een cyclus om verwarming, koeling of warm tapwater te genereren. De efficiëntie van deze cyclus hangt sterk af van de temperatuur van zowel de bron als de eindtoepassing. De warmtepomp werkt het meest rendabel wanneer het temperatuurverschil tussen bron en eindtoepassing zo klein mogelijk is. Dit betekent dat het verlagen van de eindtemperatuur – bijvoorbeeld de aanvoertemperatuur van een CV-systeem – een directe invloed heeft op het energieverbruik en het rendement van de warmtepomp.

In dit artikel bespreken we:

  • De werking van warmtepompen bij lage en hoge temperaturen
  • Hoe u de aanvoertemperatuur kunt verlagen voor optimale prestaties
  • De invloed van buitentemperatuur op de werking van warmtepompen
  • Slimme aanpassingen om de efficiëntie van warmtepompen te verhogen
  • De keuze tussen lage- en hoge-temperatuur warmtepompen
  • De rol van onderhoud en regeltechniek in het optimaliseren van de werking

Hoe werkt een warmtepomp bij lage temperaturen?

Een warmtepomp werkt het efficiëntest wanneer de aanvoertemperatuur van het verwarmingssysteem laag is. Dit geldt voor zowel lage- als hoge-temperatuur warmtepompen, hoewel de technische oplossingen enkele variaties kennen.

Lage-temperatuur warmtepompen (tot 55°C)

Lage-temperatuur warmtepompen zijn ontworpen om verwarming te genereren met een aanvoertemperatuur van maximaal 55°C, en liefst zelfs lager, zoals 35°C. Het rendement van deze warmtepompen (gemeten in COP of SCOP) neemt toe naarmate de eindtemperatuur lager ligt. Dit komt omdat minder energie nodig is om de warmte verder te verwarmen.

De werking van een lage-temperatuur warmtepomp is als volgt:

  1. Warmteopname: Een vorstvrije vloeistof stroomt door een buizensysteem dat blootgesteld is aan lucht, water of zon. De vloeistof opneemt warmte van de omgeving.
  2. Verdamping: In de verdamper wordt een koelvloeistof (koudemiddel) verdampt. Het kookpunt van dit koudemiddel ligt onder 0°C, waardoor het zelfs bij lage temperaturen warmte kan opnemen.
  3. Compressie: De damp wordt gecomprimeerd, waardoor de druk en de temperatuur stijgen tot maximaal 55°C.
  4. Condensatie: De hete damp geeft zijn warmte af aan een condensor, die het warmte afgeeft aan het verwarmingssysteem. Daarna wordt de druk via een expansieventiel verlaagd, waarna de cyclus zich herhaalt.

Hoge-temperatuur warmtepompen (tot 70°C)

In gevallen waarin een hogere aanvoertemperatuur nodig is – bijvoorbeeld bij oude verwarmingsinstallaties – kan een hoge-temperatuur warmtepomp worden ingezet. Deze werkt in twee stappen:

  1. Eerste cyclus: Een koudemiddel brengt de temperatuur van de bron van bijvoorbeeld 5°C op naar 35°C.
  2. Tweede cyclus: Een tweede compressor en een ander koudemiddel verhogen de temperatuur verder tot 70°C.

Hoewel het rendement iets lager is dan bij lage-temperatuur warmtepompen, is het toch haalbaar met een COP van ongeveer 2,7. Echter, bij hogere aanvoertemperaturen dan 45°C stijgt het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp aanzienlijk.

Het verlagen van de aanvoertemperatuur: waarom en hoe?

Een lage aanvoertemperatuur is essentieel voor een efficiënt warmtepompsysteem. Het verlagen van de aanvoertemperatuur kan op meerdere manieren worden bereikt, afhankelijk van de bestaande situatie en het type verwarmingssysteem.

1. Een geschikt verwarmingssysteem kiezen

Een warmtepomp werkt het efficiëntest in combinatie met een verwarmingssysteem dat lage aanvoertemperaturen vereist. Dit geldt voor:

  • Radiatoren met een groot oppervlak, die warmte efficiënter kunnen afgeven bij lagere temperaturen.
  • Vloerverwarming, die werkt met aanvoertemperaturen van 30°C of lager.
  • Luchtverwarmingssystemen, die warm lucht genereren zonder het gebruik van hoge temperaturen.

Wanneer een warmtepomp wordt aangesloten op een traditioneel verwarmingssysteem dat hoge aanvoertemperaturen vereist (zoals een oud systeem met kleine radiatoren), is er een risico op verhoogd energieverbruik en verminderd rendement.

2. Het systeem aanpassen voor lage temperaturen

Als uw woning niet geheel is voorzien van een lage-temperatuur verwarming, zijn er mogelijkheden om de aanvoertemperatuur te verlagen:

  • Nieuwe radiatoren of vloerverwarming installeren.
  • Bestaande radiatoren uitbreiden met extra oppervlak (bijvoorbeeld met een luchtkanaal).
  • De isolatie verbeteren, zodat minder warmte verloren gaat en de verwarming minder hard hoeft te werken.

3. Slimme regeltechniek

Het gebruik van slimme regeltechniek speelt een grote rol bij het optimaliseren van de werking van een warmtepomp. Door de aanvoertemperatuur te regelen op basis van de daadwerkelijke behoefte, kan de warmtepomp efficiënter werken:

  • Aangepaste temperatuurinstellingen: Houdt de aanvoertemperatuur zo laag mogelijk bij, zolang het comfort niet in de weg staat.
  • Zonnesturing: Verlaagt de aanvoertemperatuur wanneer er voldoende zonlicht is.
  • Uitschakelen bij onnodige warmtebehoefte: Voorkomt oververhitting en energieverlies.

4. Een combisysteem overwegen

Combisystemen voor warmtepompen combineren verwarming, koeling en warm tapwater in één systeem. Voor lage-temperatuur toepassingen zijn deze systemen vaak geschikt en efficiënter dan losse systemen. Echter, bij vermogens boven 10kW wordt vaak gekozen voor een losse boiler. Dit is technisch minder efficiënt, maar soms nodig bij grotere woningen.

De invloed van buitentemperatuur op de werking van warmtepompen

De buitentemperatuur heeft een directe invloed op de efficiëntie van een warmtepomp. Bij lage temperaturen is het moeilijker om warmte te onttrekken aan de bron, wat leidt tot een lager rendement.

Hybride systemen als oplossing

Een hybride warmtepomp combineert een warmtepomp met een traditionele CV-ketel. Tijdens extreem koude perioden neemt de CV-ketel het over, zodat de woning toch voldoende verwarmd kan worden. Deze oplossing voorkomt dat de warmtepomp gedwongen wordt te werken bij extreem lage buitentemperaturen, wat de efficiëntie zou verlagen en het verbruik zou doen stijgen.

Hybride systemen zijn vooral geschikt voor woningen die gevestigd zijn in een aardgasnet. Zo hoeven geen extra leidingen te worden aangelegd, wat de kosten en de complexiteit beperkt.

Warmtepompen die aardwarmte gebruiken

Lucht-lucht warmtepompen zijn gevoeliger voor temperatuurveranderingen dan warmtepompen die aardwarmte gebruiken. Warmtepompen die warmte halen uit de grond of grondwater werken met een constante bronstemperatuur, waardoor het rendement bij lage buitentemperaturen beter is.

Slimme aanpassingen om de efficiëntie te verhogen

Naast het verlagen van de aanvoertemperatuur zijn er andere slimme manieren om de efficiëntie van een warmtepomp te verhogen. Deze zijn van betekenis voor zowel energiebesparing als milieuverantwoordelijkheid.

1. Combinatie met zonnepanelen

Een warmtepomp is elektrisch aangedreven, wat betekent dat de keuze voor duurzame energiebronnen – zoals zonnepanelen – een directe invloed heeft op het CO2-gehalte van het systeem. De combinatie van zonnepanelen en een warmtepomp zorgt voor:

  • Minder afhankelijkheid van het elektriciteitsnet
  • Lagere energiekosten
  • Een groenere energievoorziening

Op een zonnige dag kan een warmtepomp grotendeels draaien op gratis zonne-energie. Dit maakt het systeem niet alleen duurzamer, maar ook economisch aantrekkelijker.

2. Gebruik van platenwarmtewisselaars

Platenwarmtewisselaars spelen een essentiële rol bij de efficiënte warmteoverdracht van het koelmiddel naar het verwarmingscircuit. Deze wisselaars moeten regelmatig worden onderhouden om ervoor te zorgen dat er geen isolatie of afzettingen optreden, die de warmteoverdracht kunnen verstoren.

3. Regeltechniek en slimme sensoren

Slechte regeltechniek kan leiden tot oververhitting, energieverlies en verhoogde kosten. Slimme sensoren en regelmechanismen zorgen ervoor dat de warmtepomp alleen aanwerkt wanneer het nodig is en bij welke temperatuur het het meest efficiënt werkt. Dit voorkomt onnodig verbruik en verlengt de levensduur van het systeem.

4. Regelmatig onderhoud

Onderhoud is essentieel voor een optimaal functionerende warmtepomp. Tijdens een onderhoudsbezoek worden onder andere gecontroleerd:

  • De druk van het koudemiddel
  • De staat van de warmtewisselaars
  • De instellingen van de regeltechniek
  • Eventuele lekkages of slijtage

Regelmatig onderhoud vermindert het risico op storingen en zorgt voor een betere prestatie gedurende de levensduur van de warmtepomp.

De keuze tussen lage- en hoge-temperatuur warmtepompen

De keuze tussen een lage- en hoge-temperatuur warmtepomp hangt af van meerdere factoren:

  1. De bestaande verwarmingsinstallatie
  2. De isolatie van de woning
  3. De verwachte warmtebehoefte
  4. De beschikbaarheid van zonnepanelen of andere duurzame energiebronnen

Lage-temperatuur warmtepompen zijn meestal efficiënter, vooral in combinatie met een goed geïsoleerde woning en een verwarmingssysteem dat werkt met lage temperaturen. Echter, bij woningen met oude verwarmingsinstallaties kan een hoge-temperatuur warmtepomp nodig zijn. Deze systemen zijn iets minder efficiënt, maar kunnen toch een duurzame en energiezuinige oplossing bieden.

Conclusie

Het verlagen van de aanvoertemperatuur bij een warmtepomp is een essentiële strategie voor het optimaliseren van het rendement en het verminderen van het energieverbruik. Door een geschikt verwarmingssysteem te kiezen, slimme regeltechniek in te zetten en onderhoud te waarborgen, kunt u ervoor zorgen dat uw warmtepomp efficiënt en duurzaam werkt. Daarnaast draagt de combinatie met zonnepanelen bij aan een lagere CO2-uitstoot en lager elektriciteitsverbruik.

Bij het kiezen van een warmtepomp is het belangrijk om zowel de technische mogelijkheden als de energiebehoefte van de woning te overwegen. In sommige gevallen is een hybride oplossing met een CV-ketel noodzakelijk, vooral bij extreme buitentemperaturen. In andere gevallen kan een lage-temperatuur warmtepomp voldoende zijn, vooral in combinatie met een goed geïsoleerde woning en een efficiënt verwarmingssysteem.

Door deze principes te volgen, kunt u ervoor zorgen dat uw warmtepomp niet alleen functioneert op het hoogste niveau, maar ook een positieve bijdrage levert aan een duurzamere toekomst.

Bronnen

  1. Warmtepomp – Algemeen
  2. Hoe werkt een warmtepomp?
  3. Industriële warmtepompen
  4. Hoge temperatuur warmtepomp – wanneer kiezen?
  5. Buitentemperatuur en warmtepompen

Related Posts