Warmtepompen: COP, SCOP en rendement — Wat betekent dit voor de keuze en kosten?

Inleiding

Een warmtepomp is tegenwoordig een veelvoorkomende oplossing voor het verwarmen en afkoelen van woningen en gebouwen. Het principe van een warmtepomp is om energie uit de omgeving (zoals lucht, water of bodem) te onttrekken en deze om te zetten in nuttige warmte. Voor de keuze van een warmtepomp zijn een aantal technische parameters cruciaal, zoals het COP (Coefficient of Performance) en het SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Deze waarden geven informatie over het rendement van de warmtepomp, en daarmee ook over de energiezuinigheid en kosten.

In dit artikel wordt ingegaan op de betekenis van COP en SCOP, de werking van een warmtepomp, de invloed van het type warmtepomp op het rendement en de kosten van installatie en exploitatie. Ook wordt uitgelegd hoe deze gegevens gebruikt kunnen worden om een kostenefficiënte keuze te maken.

Wat is COP en waarom is het belangrijk?

COP staat voor Coefficient of Performance en is een maat voor het rendement van een warmtepomp in een bepaalde situatie. Het geeft het verhoudingstal aan tussen de hoeveelheid warmte die de warmtepomp levert (afgegeven warmte) en de hoeveelheid elektriciteit die nodig is om de warmtepomp aan de praat te houden.

Een COP van 4 betekent bijvoorbeeld dat de warmtepomp per kWh elektriciteit 4 kWh aan warmte levert. Dit is een rendement van 400%. De COP wordt meestal gemeten bij standaardomstandigheden, zoals een bepaalde buitentemperatuur en afgiftetemperatuur (bijvoorbeeld 7/35°C, waarbij 7°C de bron- en 35°C de afgiftetemperatuur is).

Hoewel een hoge COP een goed rendement aangeeft, moet het niet als een volledig beeld worden beschouwd. De COP is namelijk een momentopname en hangt sterk af van de omstandigheden. In de praktijk variëren buitentemperaturen door de dag en de seizoenen, wat het COP kan doen schommelen.

Voorbeeld COP-berekening

Stel, een warmtepomp levert 4 kW aan warmte bij een elektriciteitsverbruik van 1 kW. Dan is de COP 4. Dit betekent dat 75% van de warmte afkomt uit de bron (lucht, water of bodem), en 25% uit elektriciteit.

Wat is SCOP en waarom is het belangrijk?

Het SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) is een uitbreiding op het COP en geeft een beter beeld van het rendement over het hele jaar. Het SCOP is een gemiddelde van de COP-waarden die de warmtepomp gedurende het jaar bereikt bij verschillende buitentemperaturen en belastingen.

Het SCOP is daarom een beter kwaliteitsmaatstaf voor het jaarlijks energieverbruik van een warmtepomp. Bijvoorbeeld een warmtepomp met een SCOP van 5,2 betekent dat deze gemiddeld 5,2 kWh warmte levert per kWh elektriciteit over het hele jaar.

Het SCOP wordt vaak gebruikt om warmtepompen met elkaar te vergelijken, omdat het rekening houdt met seizoensgebonden variaties. Dit maakt het SCOP een betrouwbaarder getal dan het COP voor het bepalen van energiezuinigheid en kosten.

COP en SCOP in de praktijk

Een warmtepomp met een COP van 4,3 en een SCOP van 5,2 is een voorbeeld van een energiezuinige warmtepomp. Dit betekent dat de warmtepomp bij standaardomstandigheden 4,3 kWh warmte levert per kWh elektriciteit, en over het hele jaar gemiddeld 5,2 kWh warmte per kWh elektriciteit levert.

Deze waarden zijn typisch voor een lucht/water warmtepomp zoals de Paros 4 (L/W 4 kW) van Alpha Innotec, die in het document beschreven staat. Deze warmtepomp is geschikt voor zowel verwarming als koeling en heeft een COP van 4,84 bij 7/35°C en een COPd van 4,56 bij Tj=+7°C. Dit is hoger dan het gemiddelde COP van 4 voor meeste warmtepompen.

Invloed van het type warmtepomp op COP en SCOP

Het type warmtepomp heeft een grote invloed op COP en SCOP. De belangrijkste soorten warmtepompen zijn:

  • Lucht/lucht warmtepompen: Deze warmtepompen onttrekken energie aan de buitenlucht en leveren de warmte direct af aan de binnenlucht. Ze hebben meestal een lagere COP dan lucht/water warmtepompen, omdat de afgiftetemperatuur hoger is en de temperatuurverschillen groter zijn.

  • Lucht/water warmtepompen: Deze warmtepompen onttrekken energie aan de lucht en leveren warmte af via een CV-systeem (zoals radiatoren of vloerverwarming). Ze zijn efficiënter dan lucht/lucht warmtepompen, met COP-waarden tot 5,2 of hoger.

  • Grond/water (aardwarmtepompen): Deze warmtepompen onttrekken energie aan de bodem. Omdat de bodem een stabielere temperatuur heeft dan de lucht, kunnen deze warmtepompen hogere COP-waarden behalen, maar de investering is aanzienlijk hoger vanwege het grondwerk.

  • Water/water warmtepompen: Deze warmtepompen onttrekken energie aan een waterbron (zoals een gracht of aquifer) en leveren warmte af via een CV-systeem. Ze zijn efficiënt, maar vereisen een betrouwbare waterbron.

De Paros 4 (L/W 4 kW) van Alpha Innotec is een lucht/water warmtepomp. De COP van 4,84 bij 7/35°C en een COPd van 4,56 bij Tj=+7°C duidt op een goede energiezuinigheid. Deze warmtepomp is geschikt voor verwarming, koeling en warm tapwaterproductie, wat het een veelzijdige oplossing maakt.

COP en SCOP in vergelijking met andere verwarmingssystemen

Voor een warmtepomp is het rendement belangrijk om te bepalen of het economisch voordelig is t.o.v. andere verwarmingssystemen, zoals een CV-ketel op gas.

Gas is goedkoper per kWh dan elektriciteit. Elektriciteit kost bijvoorbeeld €0,214 per kWh, terwijl gas €0,66 per m³ kost. Een kubieke meter gas bevat ongeveer 9,7 kWh energie, wat neerkomt op €0,068 per kWh. Gas is dus goedkoper per kWh dan elektriciteit.

Een warmtepomp werkt echter efficiënter dan een CV-ketel op gas. Als de COP hoger is dan 2,83, is een warmtepomp goedkoper dan een CV-ketel op gas. Bij een SCOP van 5,2 is het rendement dus ruimschoots voldoende om een warmtepomp goedkoper te maken dan een CV-ketel op gas.

Voorbeeldvergelijking

Stel, een CV-ketel verbruikt 10.000 kWh gas per jaar. Dit kost:

  • 10.000 kWh gas = 1.030 m³ gas
  • 1.030 m³ gas × €0,66/m³ = €680 per jaar

Een warmtepomp met een SCOP van 5,2 moet slechts 1.923 kWh elektriciteit per jaar leveren om 10.000 kWh warmte te produceren:

  • 1.923 kWh × €0,214/kWh = €411 per jaar

Dit betekent dat de warmtepomp €269 per jaar bespaart t.o.v. een CV-ketel op gas. Deze besparing is aanzienlijk, vooral op de lange termijn.

Invloed van zonnepanelen op de terugverdientijd

Zonnepanelen kunnen het verbruik van een warmtepomp compenseren en zo de terugverdientijd verlagen. Als de elektriciteit die een warmtepomp verbruikt, zelf opgewekt wordt met zonnepanelen, is het verbruik gratis.

De terugverdientijd van een warmtepomp hangt af van de investering, het verbruik en de besparing. Een grondgebonden warmtepomp is bijvoorbeeld duurder dan een lucht/water warmtepomp, maar heeft een iets hogere COP. De investering in een grondwarmtepomp kan onrealistisch lang terugverdiend worden, zoals uitgelegd in het document.

Bijvoorbeeld, een grondgebonden warmtepomp kost €4.000 extra, maar bespaart gemiddeld €60 per jaar t.o.v. een lucht/water warmtepomp. De terugverdientijd is dan 50 jaar, wat onrealistisch is.

Een betere keuze is om het extra geld te investeren in zonnepanelen. Op die manier kan het verbruik van een lucht/water warmtepomp volledig gecompenseerd worden, en wordt de woning gratis verwarmd en afgekoeld.

Kosten en subsidies voor warmtepompen

De kosten van een warmtepomp variëren afhankelijk van het type. Een lucht/water warmtepomp kost gemiddeld tussen €10.000 en €11.000, terwijl een grondgebonden warmtepomp €13.000 of meer kan kosten. Deze prijzen zijn exclusief subsidies.

De Nederlandse overheid stopt met de landelijke subsidie voor warmtepompen in nieuwbouw per 1 januari 2020. Er is echter een overgangsperiode voor wie een warmtepomp voor 1 januari 2020 aankoopt en voor 1 juni 2020 laat installeren.

Subsidies zijn beschikbaar voor verschillende typen warmtepompen:

  • Lucht/water bivalent met ketel: €1.000 – €1.500
  • Lucht/water warmtepomp: €2.150 – €3.400
  • Brine/water (bodem): €2.800 – €4.000

Deze subsidies kunnen de aanschafkosten aanzienlijk verlagen en zo de terugverdientijd verlagen.

Technische specificaties van warmtepompen

Een warmtepomp zoals de Paros 4 (L/W 4 kW) van Alpha Innotec is een lucht/water warmtepomp. De technische specificaties zijn:

  • Merk: Alpha Innotec
  • Type: Lucht/water warmtepomp
  • Verwarmingsvermogen: 4,3 kW bij 7/35°C
  • COP: 4,84 bij 7/35°C
  • COPd: 4,56 bij Tj=+7°C
  • Koelvermogen: 2,72 – 3,62 kW bij 35/18°C
  • Koelvermogen: 1,21 – 2,87 kW bij 35/7°C
  • Aansluitspanning: 230 V
  • Afzekering: 16 A
  • Type koudemiddel: Overig
  • Hoeveelheid koudemiddel: 1,64 kg

Deze warmtepomp is geschikt voor verwarming, koeling en warm tapwaterproductie. Het heeft een modulerende compressor, wat betekent dat het vermogen aanpasbaar is aan het verbruik. Daarnaast heeft het een ruimtetemperatuur regeling en een weersafhankelijke regeling, wat voor een comfortabele verwarming en afkoeling zorgt.

Invloed van het afgiftesysteem

Het afgiftesysteem heeft een grote invloed op het rendement van een warmtepomp. Een warmtepomp werkt efficiënter wanneer de afgiftetemperatuur laag is. Dat is het geval bij vloerverwarming, die werkt bij ongeveer 30°C. Bij radiatoren is de afgiftetemperatuur hoger, meestal tussen 50°C en 70°C, wat het rendement van de warmtepomp kan verlagen.

Daarom is het aan te raden om een warmtepomp met een laag afgiftesysteem zoals vloerverwarming te combineren. Dit zorgt voor een hoger COP en een efficiënter rendement.

Werking van een warmtepomp

Een warmtepomp werkt volgens het principe van drie kringen:

  1. De bron: Dit is waar de energie vandaan komt, zoals lucht, water of bodem.
  2. De koudemiddelkring: Deze bestaat uit een compressor, verdamper, condensor en expansieventiel. De compressor verwerkt de energie uit de bron en waardeert deze.
  3. Het afgiftesysteem: Dit is waar de warmte afgegeven wordt, zoals vloerverwarming, radiatoren of een boiler.

Alle drie de kringen moeten goed functioneren en op elkaar afgestemd zijn voor een efficiënte werking van de warmtepomp. De energie uit de bron wordt opgewaardeerd door de compressor en vervolgens afgegeven aan het verwarmingssysteem.

Invloed van de buitentemperatuur

De buitentemperatuur heeft een grote invloed op het rendement van een warmtepomp. Hoe lager de buitentemperatuur, hoe minder efficiënt de warmtepomp werkt. Dit is vooral het geval bij lucht/water warmtepompen, die minder warmte uit de lucht kunnen onttrekken bij lage temperaturen.

Bij lage buitentemperaturen kan de COP van een warmtepomp dalen tot onder 2, wat het rendement aanzienlijk verlaagt. In zulke situaties is het verstandig om een bivale opstelling te kiezen, waarbij een warmtepomp wordt gecombineerd met een CV-ketel. De CV-ketel zorgt voor een extra bron van warmte bij lage buitentemperaturen, terwijl de warmtepomp het grootste deel van het verbruik dekt.

Invloed van de afgiftetemperatuur

De afgiftetemperatuur heeft ook een invloed op het rendement van een warmtepomp. Een lagere afgiftetemperatuur betekent dat de warmtepomp minder energie moet aanwenden om de warmte op te waarderen, wat het rendement verhoogt.

Vloerverwarming is daarom een goede keuze in combinatie met een warmtepomp, omdat het werkt bij lagere temperaturen. Radiatoren vereisen een hogere afgiftetemperatuur, wat het rendement van de warmtepomp kan verlagen.

Invloed van de regeltechniek

De regeltechniek speelt ook een rol in het rendement van een warmtepomp. Een warmtepomp met een weersafhankelijke regeling past het vermogen automatisch aan aan de buitentemperatuur, wat leidt tot een efficiënter verbruik.

Een warmtepomp met een ruimtesensor en weersafhankelijke regeling zoals de Paros 4 (L/W 4 kW) van Alpha Innotec is daarom een goede keuze voor een efficiënte werking.

Conclusie

Een warmtepomp is een efficiënte oplossing voor verwarming en afkoeling van woningen. Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in COP en SCOP, waarbij het SCOP een beter beeld geeft van het jaarlijks energieverbruik. Een warmtepomp met een COP van 4,3 en een SCOP van 5,2 is een energiezuinige keuze.

De keuze van het type warmtepomp, het afgiftesysteem en de regeltechniek heeft een grote invloed op het rendement en de kosten. Een warmtepomp in combinatie met zonnepanelen is een duurzame en kostenefficiënte oplossing voor verwarming en afkoeling.

Voor een warmtepomp zoals de Paros 4 (L/W 4 kW) van Alpha Innotec is de COP van 4,84 bij 7/35°C en de COPd van 4,56 bij Tj=+7°C een duidelijk teken van een goede efficiëntie. Deze warmtepomp is geschikt voor verwarming, koeling en warm tapwaterproductie, wat het een veelzijdige oplossing maakt.

De investering in een warmtepomp is aanzienlijk, maar de besparing op energiekosten en de mogelijke subsidies kunnen de terugverdientijd verlagen. Een warmtepomp is dus een verstandige keuze voor wie op zoek is naar een duurzame en kostenefficiënte verwarmingsoplossing.

Bronnen

  1. Nathan - Lucht/water warmtepomp Paros 4
  2. Klimaatexpert - COP, SCOP en rendement
  3. Bobex - Warmtepomp rendement en SCOP
  4. Warmtepomp Weetjes

Related Posts