Inleiding

In de hedendaagse zoektocht naar duurzame en kosteneffectieve verwarmingsoplossingen voor de woningbouw en renovatiesector, heeft de bivalente warmtepomp zich ontpopt als een veelbelovende technologie. Deze hybride verwarmingssysteem, een combinatie van een traditionele verwarmingsketel en een warmtepomp, biedt een pragmatische benadering voor het verlagen van gasverbruik en CO2-uitstoot, zonder dat een volledige vervanging van de bestaande installatie noodzakelijk is. Dit artikel geeft een uitgebreide uitleg over de werking van bivalente warmtepompen, hun voordelen, technische specificaties en praktische toepassingen, gebaseerd op de meest recente inzichten.

De primaire drive voor de adoptie van bivalente systemen ligt in hun vermogen om de energie-efficiëntie te verhogen. De warmtepomp, die free energy uit de omgevingslucht, de grond of een waterbron benut, fungeert als de hoofdverwarmingsbron gedurende het grootste deel van het jaar. De traditionele ketel, zoals een HR aardgasketel of stookolieketel, wordt alleen geactiveerd bij extreem koude temperaturen of bij een hoge warmtevraag, wanneer de efficiëntie van de warmtepomp afneemt. Deze geautomatiseerde omschakeling zorgt ervoor dat het systeem optimaal kan presteren en het totale energieverbruik aanzienlijk reduceert.

Bovendien zijn bivalente warmtepompen bijzonder geschikt voor renovatieprojecten. Hierdoor kunnen woningeigenaren de voordelen van duurzame verwarming ervaren zonder de kosten en complexiteit van een volledige installatiewijziging. Het artikel gaat in op de cruciale aspecten van dit systeem, van de werkingsprincipes tot de installatie-aandachtspunten, om een compleet beeld te schetsen van deze hybride verwarmingstechnologie.

Wat is een Bivalente Warmtepomp?

Een bivalente warmtepomp is in essentie een hybride verwarmingsinstallatie die twee verschillende warmtebronnen combineert. Het systeem bestaat uit een elektrische warmtepomp en een traditionele verwarmingsketel, waarbij de warmtepomp de primaire warmtebron vormt en de ketel de functie van ondersteunende warmtebron overneemt wanneer nodig.

De warmtepomp zelf onttrekt warmte uit de omgeving (lucht, grond, water) en verhoogt deze tot een bruikbaar niveau voor de woningverwarming. De traditionele ketel, vaak een gasketel, wordt alleen ingezet bij een hogere warmtevraag, bijvoorbeeld tijdens een koude winterperiode, wanneer de buitentemperatuur dusdanig laag is dat de warmtepomp efficiency verliest. Dit geavanceerde samenspel tussen de twee warmtebronnen is de kern van de bivalente aanpak.

Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen bivalent, monovalent en mono-energetisch. Monovalent betekent dat de warmtepomp de enige warmtebron is, zonder aanvullende ketel. Mono-energetisch houdt in dat er slechts van één energiebron gebruik wordt gemaakt, wat bij warmtepompen vaak neerkomt op een all-electric systeem. Bivalent daarentegen impliceert expliciet een combinatie van een warmtepomp met een traditionele, vaak gasgestookte, CV-ketel. Deze terminologie is cruciaal voor een correct begrip van de verschillende verwarmingsconcepten en hun implicaties voor energiegebruik en installatie.

Hoe Werkt een Bivalente Warmtepomp?

De werking van een bivalente warmtepomp is gebaseerd op de principes van de thermodynamica. De warmtepomp fungeert als het hart van het systeem en haalt, zoals reeds beschreven, gratis warmte uit de omgeving. Vervolgens wordt deze warmte via een koelmiddelcircuit getransporteerd en opgewaardeerd tot een hogere temperatuur, geschikt voor het afgiftesysteem van de woning, zoals radiatoren of convectoren.

In periodes met gematigde temperaturen draait de warmtepomp efficiënt en is het de dominante warmtebron. Echter, wanneer de buitentemperatuur een kritiek punt bereikt, waarbij de efficiëntie van de warmtepomp (COP, Coefficient of Performance) onvoldoende is om de gewenste binnentemperatuur te bereiken, treedt de traditionele ketel automatisch in werking. Dit omschakelmoment, ook wel het omschakelpunt of bivalente punt genoemd, wordt in de regeling van het systeem ingesteld. Dit gebeurt bij een bepaalde buitentemperatuur of een bepaald percentage van het maximale warmtevermogen. Het is dit punt waarop het systeem naadloos overgaat naar de aanvullende warmtebron.

De configuratie van het systeem is derhalve eenvoudig te begrijpen: * De warmtepomp fungeert als primaire verwarmingsbron in gematigde seizoenen. * Bij extreme kou of hoge warmtevraag neemt de traditionele verwarmingsketel het over om de gewenste binnentemperatuur te handhaven.

Voordelen en Toepassingen van een Bivalente Warmtepomp

De implementatie van een bivalente warmtepomp in een woning of gebouw brengt een scala aan aantoonbare voordelen met zich mee. Deze voordelen zijn niet enkel economisch van aard, maar ook ecologisch en technologisch, wat de hybride oplossing tot een aantrekkelijke keuze maakt.

Ten eerste biedt een bivalent systeem een verhoogde energie-efficiëntie. Door het benutten van duurzame, gratis warmtebronnen in combinatie met een traditionele verwarmingsbron, kan het totale energieverbruik aanzienlijk worden gereduceerd. Dit resulteert direct in lagere operationele kosten voor de bewoner, wat financieel een belangrijke drijfveer is voor de keuze van dit systeem.

Ten tweede draagt de bivalente warmtepomp significant bij aan een vermindering van de CO2-uitstoot. Het gebruik van hernieuwbare energiebronnen, zoals de buitenlucht of de bodem, voor het grootste deel van het jaar, reduceert de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en ondersteunt derhalve de klimaatdoelstellingen op lokaal en nationaal niveau.

Ten derde biedt het systeem een hoge mate van flexibiliteit. Het vermogen om zich aan te passen aan de specifieke verwarmingsbehoeften van een gebouw, afhankelijk van de weersomstandigheden en de warmtevraag, zorgt voor een optimale en efficiënte werking. Deze flexibiliteit maakt de bivalente warmtepomp toepasbaar in een breed spectrum aan gebouwen.

De praktische toepassingen van bivalente warmtepompen strekken zich uit over verschillende sectoren. In de woningbouw zijn ze zowel in nieuwbouw als in bestaande bouw toepasbaar. Voor renovaties is het systeem bijzonder aantrekkelijk omdat het kan worden geïntegreerd met bestaande radiatoren of convectoren, die vaak zijn berekend op een regime van 80-60 graden Celsius. Door de gasketel te combineren met de warmtepomp kan het rendement aanzienlijk worden verhoogd zonder grootschalige aanpassingen aan het afgiftesysteem. Buiten de particuliere sector kunnen bivalente warmtepompen ook effectief worden ingezet in commerciële gebouwen en zelfs industriële omgevingen, waar ze gebruikt kunnen worden voor zowel ruimteverwarming als procesverwarming.

Technische Specificaties

Bij de selectie en dimensionering van een bivalente warmtepomp is het noodzakelijk om rekening te houden met een aantal cruciale technische specificaties. Deze parameters zijn bepalend voor de prestaties en de levensduur van het systeem.

Het vermogen van de warmtepomp moet exact afgestemd zijn op de specifieke verwarmingsbehoefte van het gebouw. Een ondersized warmtepomp zal te vaak de hulp van de ketel nodig hebben, wat de energetische voordelen minimaliseert. Een oversized warmtepomp leidt tot frequent in- en uitschakelen, wat de efficiëntie schaadt.

De Coëfficiënt van Prestatie (COP) is een andere essentiële parameter. De COP geeft de verhouding weer tussen de afgegeven warmte en de verbruikte elektrische energie van de warmtepomp. Een hogere COP betekent een efficiënter werkend systeem en dus een hoger rendement van de warmtepomp bij dezelfde hoeveelheid verbruikte stroom.

Tot slot is het type warmtebron van kritiek belang. Bivalente systemen kunnen verschillende warmtebronnen benutten, waaronder lucht, water of de bodem. De keuze voor de warmtebron hangt af van de beschikbare ruimte, de geologische omstandigheden en de lokale energieprijzen. Het is van vitaal belang om het juiste type warmtepomp, afgestemd op de warmtebron, te kiezen om de optimale prestaties te garanderen.

Vergelijking met Andere Verwarmingssystemen

Om een gefundeerde beslissing te kunnen maken over de keuze van een verwarmingssysteem, is het van belang om bivalente warmtepompen te vergelijken met andere beschikbare technologieën, zoals conventionele systemen en monovalente warmtepompen.

Conventionele verwarmingssystemen, die uitsluitend draaien op gas, stookolie of andere fossiele brandstoffen, zijn in het algemeen minder efficiënt en resulteren in hogere energiekosten en een aanzienlijk hogere CO2-uitstoot. De implementatie van een bivalent systeem kan een directe en meetbare verbetering opleveren ten opzichte van deze traditionele systemen.

Monovalente warmtepompen, die uitsluitend vertrouwen op één warmtebron en geen aanvullende ketel hebben, kunnen in theorie een nog hoger rendement behalen onder optimale omstandigheden. Echter, in regio's met strenge winters of bij gebouwen met een hoge warmtevraag kunnen deze systemen minder flexibel zijn. Het ontbreken van een back-up warmtebron kan in dergelijke omstandigheden leiden tot een onvermogen om de gewenste binnentemperatuur te handhaven zonder een aanzienlijke toename in energieverbruik. Bivalente systemen bieden in deze scenario's een betrouwbaardere en efficiëntere oplossing door de flexibele inzet van de traditionele ketel.

Installatie-aandachtspunten

De succesvolle installatie van een bivalent warmtepompsysteem vereist aandacht voor een aantal kritieke aspecten om een optimale en betrouwbare werking te garanderen.

Het eerste aandachtspunt is de compatibiliteit met de bestaande installatie. Het is essentieel dat het nieuwe bivalente systeem naadloos kan worden geïntegreerd met de huidige CV-leidingen, radiatoren en regelapparatuur. Een grondige voorinspectie van de bestaande installatie is derhalve onmisbaar.

Het tweede punt betreft de temperatuurcontrole en afstelling van het omschakelpunt. De temperatuurbeheersing in het systeem is een cruciale factor, omdat het rendement van de warmtepomp sterk afhankelijk is van de temperatuurverschillen tussen de warmtebron (bv. buitenlucht) en het afgiftesysteem (bv. radiatorwater). Een incorrect ingesteld omschakelpunt kan leiden tot onnodige activering van de ketel en een daling van de overall efficiëntie.

Het derde aandachtspunt is het waarborgen van de correcte installatie en afstelling van de warmtepomp zelf. Dit omvat onder meer de juiste dimensionering, de correcte hydraulische afstelling en de integratie met de regelaar van het bivalente systeem. Een professionele installatie door een erkende en gecertificeerde installateur is in alle gevallen aan te bevelen om de prestaties en de levensduur van het systeem te maximaliseren.

Conclusie

De bivalente warmtepomp vertegenwoordigt een slimme en praktische hybride oplossing voor hedendaagse verwarmingsvraagstukken. Door de strategische combinatie van een duurzame warmtepomp met een efficiënte traditionele ketel, biedt dit systeem een evenwichtige benadering voor het verlagen van energiekosten, het reduceren van CO2-uitstoot en het verhogen van de energie-efficiëntie in zowel bestaande als nieuwe woningen. De automatische omschakeling tussen de twee warmtebronnen zorgt voor een betrouwbare en optimale werking onder alle weersomstandigheden.

Hoewel er significante voordelen te halen zijn, is het van cruciaal belang om de technische complexiteit en de initiële investeringskosten niet te onderschatten. Een zorgvuldige afweging van de specifieke omstandigheden van de woning, een professioneel ontwerp en een vakkundige installatie zijn essentiële pijlers voor succes. Voor wie op zoek is naar een pragmatische eerste stap naar een duurzamer verwarmingssysteem zonder een complete installatiewijziging, is de bivalente warmtepomp een zeer aantrekkelijke optie.

Bronnen

1. Bivalente warmtepompsystemen: werkingsprincipe, temperatuurbeheersing en installatieaandachtspunten
2. Wat betekent een bivalente warmtepomp voor jouw woning?
3. Bivalent systeem
4. Wat is monovalent, mono-energetisch en bivalent?