Twee-traps warmtepompen voor vloerverwarming: Efficiëntie en toepassing in de praktijk

Inleiding

Een warmtepomp is een moderne en energiezuinige oplossing voor het verwarmen van woningen, met name in combinatie met vloerverwarming. Het rendement van deze systemen is sterk afhankelijk van de temperatuur van de verwarmingsbron en het afgiftesysteem. Voor vloerverwarming, waarbij de verwarming via de vloeroppervlakte wordt afgestaan, is een lage aanvoertemperatuur essentieel. Twee-traps warmtepompen worden vaak ingezet om hogere eindtemperaturen te bereiken, terwijl het rendement zo goed mogelijk gehandhaafd blijft. In dit artikel wordt ingegaan op de werking, toepassingen, efficiëntie, kosten en keuzeaspecten van twee-traps warmtepompen in combinatie met vloerverwarming, met name in het licht van de beschikbare informatie uit de bronnen.

Werking van hoge temperatuur warmtepompen en het rendement

Een warmtepomp die geschikt is voor vloerverwarming moet in staat zijn om warmte te leveren op een lage temperatuur, meestal tussen 35 en 50°C. Hoe lager de aanvoertemperatuur, hoe hoger het rendement van de warmtepomp, gemeten aan de zogenaamde COP (Coefficient of Performance) of SCOP (Seasonal Coefficient of Performance).

Wanneer hogere temperaturen nodig zijn – bijvoorbeeld voor het opwarmen van tapwater of in situaties waar vloerverwarming niet voldoende verwarmend effect teweegbrengt – kan een twee-traps warmtepomp het verschil maken.

Werking van twee-traps warmtepompen

In een twee-traps warmtepomp wordt het verwarmingsproces in twee stappen gedaan. In de eerste trap wordt de temperatuur van de bron verhoogd van bijvoorbeeld 5°C naar 35°C. In de tweede trap wordt deze temperatuur verder verhoogd tot 70°C, wat nodig kan zijn voor het opwarmen van tapwater of in situaties waarin hogere afgiftetemperaturen vereist zijn. Dit wordt bereikt via een tweede compressor en een ander type koudemiddel.

De efficiëntie van een twee-traps warmtepomp is aanzienlijk, met een COP van ongeveer 2,7. Dit betekent dat voor elke kWh elektriciteit die wordt verbruikt, er 2,7 kWh warmte wordt opgewekt. In vergelijking met een een-traps warmtepomp, die meestal lager rendement biedt bij hogere temperaturen, is een twee-traps systeem dus een betere keuze voor toepassingen die hogere temperaturen vereisen.

Voordeel van lage aanvoertemperatuur bij vloerverwarming

De efficiëntie van een warmtepomp is sterk afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de bron en het afgiftesysteem. Vloerverwarming, die werkt op een lage aanvoertemperatuur, is daarom ideaal in combinatie met een warmtepomp. Hoe kleiner dit temperatuurverschil, hoe hoger het rendement. In de ideale situatie is de aanvoertemperatuur van de CV maximaal 50-55°C, maar het liefst 35°C of lager.

Wanneer de aanvoertemperatuur boven de 45°C komt, stijgt het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp, wat het rendement negatief beïnvloedt. Het is daarom belangrijk dat vloerverwarmingssystemen zo zijn ontworpen dat ze op lage temperaturen functioneren, zodat de warmtepomp optimaal kan presteren.

Soorten warmtepompen en hun geschiktheid voor vloerverwarming

Niet alle warmtepompen zijn geschikt voor vloerverwarming. De keuze van de warmtepomp hangt af van de bron van de warmte en de afgiftetechnologie. In de praktijk worden de volgende soorten warmtepompen onderscheiden:

1. Lucht-water warmtepomp

Een lucht-water warmtepomp onttrekt warmte aan de buitenlucht en levert deze via een watercircuit af. Dit type warmtepomp is het meest geschikt voor vloerverwarming in bestaande woningen, omdat er geen ingrijpende aanpassingen nodig zijn. De lucht-water warmtepomp is eenvoudig aansluitbaar op bestaande vloerverwarmingssystemen en biedt een goede efficiëntie, zolang het systeem goed geïsoleerd is.

2. Hybride warmtepomp

Een hybride warmtepomp is een combinatie van een lucht-water warmtepomp en een traditionele cv-ketel. Dit type is vooral geschikt voor bestaande woningen met een gasaansluiting. Op koude dagen, wanneer de efficiëntie van de warmtepomp daalt, springt de cv-ketel in om aanvullende warmte te leveren. Dit maakt een hybride systeem een betrouwbare keuze, vooral in koude klimaten.

3. Grond-water warmtepomp

Een grond-water warmtepomp maakt gebruik van de constante temperatuur van de grond om warmte op te wekken. Deze warmte wordt via een watercircuit afgegeven. Een grond-water warmtepomp biedt een hoog rendement, maar vereist ingrijpende werkzaamheden zoals grondmontage van buizen. Dit maakt het systeem vooral geschikt voor nieuwbouw of ingrijpende renovaties.

4. Water-water warmtepomp

Een water-water warmtepomp haalt warmte uit grondwater, dat via een dieptepomp wordt opgepompt. De warmte uit het grondwater wordt gebruikt om het water voor de vloerverwarming op te warmen. Het afgekoelde grondwater wordt vervolgens weer teruggeleid naar de bodem. Omdat grondwater een constante temperatuur heeft, biedt deze warmtepomp het hoogste rendement van alle systemen. Net als de grond-water warmtepomp is deze keuze vooral geschikt voor nieuwbouw of ingrijpende renovaties.

5. Lucht-lucht warmtepomp

De lucht-lucht warmtepomp is de enige warmtepomp die niet geschikt is voor vloerverwarming. Dit komt omdat het systeem niet verbonden wordt met een centrale verwarming, maar met ventilatoren die de lucht in de woning opwarmen. Het is dus niet mogelijk om deze warmtepomp te combineren met vloerverwarming.

Vloerverwarming in combinatie met warmtepompen: Soorten en aansluiting

Vloerverwarming kan op verschillende manieren worden toegepast, afhankelijk van de bouwmethodiek en de mate van renovatie. De drie meest voorkomende systemen zijn:

1. Nat systeem (verwarmingsbuizen in de chape)

Het natte systeem is de traditionele vorm van vloerverwarming, waarbij verwarmingsbuizen in de chape worden gelegd. Dit systeem is vooral geschikt voor nieuwbouw of ingrijpende renovaties, omdat het een dikkere vloer vereist.

2. Droog systeem (verwarmingsbuizen in voorgevormde isolatieplaten)

Bij het droog systeem worden de verwarmingsbuizen in voorgevormde isolatieplaten gelegd, die bovenop de bestaande vloer worden geplaatst. Dit maakt het systeem geschikt voor renovaties, omdat er minder ingrijpende werkzaamheden nodig zijn.

3. Ingefreesde vloerverwarming

De ingefreesde vloerverwarming is een variatie van het droog systeem, waarbij de verwarmingsbuizen in een laag worden ingebracht, waarna de vloerbedekking bovenop wordt gelegd. Dit is vooral geschikt voor renovaties waarbij geen ingrijpende aanpassingen gewenst zijn.

Voor het aansluiten van vloerverwarming op een warmtepomp is het meest geschikt om warmwater vloerverwarming te kiezen. Elektrische vloerverwarming is ook mogelijk, maar wordt meestal gebruikt als bijverwarming en is minder geschikt in combinatie met een warmtepomp, tenzij het wordt aangedreven door zonnepanelen.

Kosten en investeringen

Het aanschaffen van een warmtepomp in combinatie met vloerverwarming is een aanzienlijke investering. De kosten variëren afhankelijk van het type warmtepomp en het vloerverwarmingssysteem.

Gemiddelde kosten per type warmtepomp

De hoge kosten van een warmtepomp in combinatie met vloerverwarming kunnen gedeeltelijk worden gecompenseerd via de warmtepomp subsidie. Het is daarom verstandig om rekening te houden met deze mogelijkheid bij het opstellen van een budget.

Kosten vloerverwarming

De kosten voor vloerverwarming variëren tussen € 30 en € 65 per m² (excl. btw, incl. plaatsing), afhankelijk van het type systeem en de mate van aanpassingen die nodig zijn.

Voordelen en nadelen van vloerverwarming met warmtepomp

Voordelen

• Hoge efficiëntie: Vloerverwarming werkt op lage temperaturen, wat de efficiëntie van de warmtepomp verhoogt.
• Aangename warmte: De gelijkmatige warmteverdeling via de vloer zorgt voor een aangenaam warmtegevoel.
• Vloerkoeling mogelijk: Bij een omkeerbare warmtepomp is het mogelijk om de woning ook in de zomer te afkoelen via vloerkoeling.
• Toepasbaar op bijna alle soorten vloeren: Vloerverwarming in combinatie met een warmtepomp kan worden toegepast op vrijwel elke vloerbedekking.

Nadelen

• Hoge aanschafkosten: De investering in een warmtepomp en vloerverwarming is aanzienlijk.
• Enkel geschikt voor goed geïsoleerde woningen: Voor een warmtepomp is het essentieel dat de woning goed is geïsoleerd. Anders wordt het rendement minder.
• Langere opwarmtijd: Vloerverwarming warmt geleidelijk op, wat betekent dat het langer duurt voordat de woning op temperatuur is.

Wanneer is vloerverwarming met warmtepomp een goede keuze?

De efficiëntie van een warmtepomp is het hoogst in zeer goed geïsoleerde woningen met een uitgekiende verwarmingssystemen zoals vloerverwarming. Daarom wordt vloerverwarming in combinatie met een warmtepomp meestal enkel in nieuwbouwwoningen geplaatst of bij ingrijpende energetische renovaties. De combinatie van vloerverwarming en warmtepomp is dus het meest rendabel in woningen die goed geïsoleerd zijn en waarbij de verwarmingssystemen zijn ontworpen om op lage temperaturen te werken.

De keuze van de juiste warmtepomp voor vloerverwarming

De keuze van de juiste warmtepomp hangt af van verschillende factoren, waaronder de beschikbaarheid van de bron (lucht, grond, water), de mate van isolatie van de woning, en de mate van renovatie. Voor bestaande woningen is de lucht-water warmtepomp de meest geschikte keuze, omdat deze eenvoudig aansluitbaar is op bestaande vloerverwarmingssystemen en geen ingrijpende aanpassingen vereist.

Lucht-water warmtepomp

De lucht-water warmtepomp is het meest gebruikte type in bestaande woningen en wordt vaak aangeraden als de beste keuze voor vloerverwarming. Het is eenvoudig aansluitbaar op bestaande vloerverwarming en vereist geen ingrijpende aanpassingen. Dit maakt het systeem ideaal voor renovaties.

Hybride warmtepomp

Een hybride warmtepomp is een goede keuze voor woningen met een gasaansluiting. Het combineert de voordelen van een lucht-water warmtepomp met een traditionele cv-ketel, wat zorgt voor betere prestaties op koude dagen.

Grond- en water-water warmtepompen

Grond- en water-water warmtepompen bieden het hoogste rendement, maar vereisen ingrijpende werkzaamheden zoals grondmontage of het opboren van grondwater. Deze systemen zijn daarom vooral geschikt voor nieuwbouw of ingrijpende renovaties.

Samenvatting

Vloerverwarming in combinatie met een warmtepomp is een efficiënte manier om een woning op warme en energiezuinige wijze te verwarmen. Het rendement van een warmtepomp is sterk afhankelijk van de aanvoertemperatuur, en vloerverwarming, die werkt op een lage temperatuur, is daarom ideaal voor deze toepassing. Twee-traps warmtepompen worden vaak ingezet om hogere eindtemperaturen te bereiken, terwijl het rendement zo goed mogelijk gehandhaafd blijft.

De keuze van de juiste warmtepomp hangt af van verschillende factoren, waaronder de beschikbaarheid van de bron, de mate van isolatie van de woning, en de mate van renovatie. Voor bestaande woningen is de lucht-water warmtepomp de meest geschikte keuze, omdat deze eenvoudig aansluitbaar is op bestaande vloerverwarmingssystemen en geen ingrijpende aanpassingen vereist.

De investering in een warmtepomp en vloerverwarming is aanzienlijk, maar kan gedeeltelijk worden gecompenseerd via de warmtepomp subsidie. Het is daarom verstandig om rekening te houden met deze mogelijkheid bij het opstellen van een budget.

Tot slot is het belangrijk om te overwegen dat vloerverwarming en warmtepompen meestal het beste presteren in goed geïsoleerde woningen. Bij bestaande woningen is het daarom verstandig om eerst de isolatie te verbeteren voordat men overgaat tot het aanschaffen van een warmtepomp en vloerverwarmingssysteem.

Conclusie

Twee-traps warmtepompen in combinatie met vloerverwarming bieden een efficiënte en duurzame oplossing voor het verwarmen van woningen. Het rendement van deze systemen is sterk afhankelijk van de aanvoertemperatuur en de mate van isolatie van de woning. Voor bestaande woningen is de lucht-water warmtepomp de meest geschikte keuze, omdat deze eenvoudig aansluitbaar is op bestaande vloerverwarmingssystemen en geen ingrijpende aanpassingen vereist. Het aanschaffen van een warmtepomp en vloerverwarming is een aanzienlijke investering, maar kan gedeeltelijk worden gecompenseerd via de warmtepomp subsidie. Het is verstandig om deze mogelijkheid te overwegen bij het opstellen van een budget.

Bronnen

1. Warmtepomp Algemeen
2. Warmtepomp en vloerverwarming