Wie momenteel een huis bouwt of zelfs renoveert houdt in zeer hoge mate rekening met een optimale verwarming. En terecht! Steeds vaker zien we dat er voor warmtepompen wordt gekozen. Momenteel is er namelijk geen enkele verwarmingstechniek die het wat betreft energie-efficiëntie, economisch rendement en milieuvriendelijkheid kan opnemen tegen een warmtepomp. Laten we eens kijken welke systemen er zijn en aan welke voorwaarden uw woning moet voldoen om ten volle te kunnen genieten van de voordelen van een warmtepomp.
Terwijl toenemende olie- en gasprijzen het verwarmen met fossiele brandstoffen jaar in jaar uit duurder maken, produceren warmtepompen verwarmingswarmte grotendeels uit gratis energie uit de omgeving. Een vergelijking tussen de bedrijfskosten valt daarom duidelijk in het voordeel van de warmtepomp. De investeringskosten zijn na enkele jaren terugverdiend door de enorme besparingen. Een warmtepomp levert namelijk 3 à 4 keer meer warmte dan de elektriciteit die ze verbruikt.
Niet alleen voor uw portemonnee, maar ook voor het milieu, is een warmtepomp zeer vriendelijk. De warmte wordt namelijk niet geproduceerd door een verbrandingsproces en er zijn dus geen schadelijke emissies.
Om echt zuinig en milieuvriendelijk tewerk te gaan, hanteer je deze volgorde:
- compact bouwen en goed isoleren. Op die manier beperk je de warmtebehoefte
- duurzame energie toepassen
- indien nodig aanvullen met fossiele brandstoffen.
ALGEMENE WERKINGSPRINCIPE
Een koelmiddel circuleert in een gesloten circuit. Als we dit laten verdampen op een lage druk heeft een koelend effect. Een compressor brengt het gasvormige koelmiddel naar hoge druk. Als het koelmiddel condenseert onder hoge druk geeft het warmte af. Een expansieventiel brengt het vloeibaar koelmiddel terug naar lage druk. Een warmtepomp ‘pompt’ dus een bepaalde temperatuur naar een hoger niveau. Concreet: 10°C kan verhoogd worden naar een 35°C vloerverwarming.
In feite is een warmtepomp zeer vergelijkbaar met een koelkast en een airconiditioning, met dat verschil dat we bij deze laatsten geïnteresseerd zijn in de koude zijde van het proces en bij een warmtepomp in de warme zijde.
ENERGIEBRONNEN
Lucht: Lucht-water warmtepomp
Lucht is overal in onbeperkte hoeveelheden aanwezig en is als warmtebron makkelijk en direct te ontsluiten. Ventilatoren voeren de buitenlucht door de verdamper van de warmtepomp waarbij de energie ervan in warmte wordt onttrokken. De afgekoelde lucht wordt weer naar buiten afgevoerd. Deze systemen zijn de goedkoopste omdat er niet moet gegraven of geboord worden. Daartegenover staat dat hun rendement een stuk lager ligt.
Grond: Grond-water warmtepomp
Deze systemen benutten de in de grond opgeslagen energie. Voor de warmtewinning uit de aarde staan twee alternatieven ter beschikking: de aardwarmtesonden of het horizontale aardregister. Bij deze laatste moet er natuurlijk een grote oppervlakte voorhanden zijn. Voor de aardwarmtesonde moet er dan weer een vergunning aangevraagd worden.
Water: Water-water warmtepomp
Grondwater heeft gedurende het hele jaar ongeveer dezelfde temperatuur en is daarmee een ideale en betrouwbare warmtebron. Zelfs op koude winterdagen heeft het nog een temperatuur tussen 8 en 12°C. Het water wordt uit een bron naar de verdamper van de warmtepomp getransporteerd. De verdamper onttrekt energie aan het grondwater in de vorm van warmte voordat het het grondwater via een injectiebron weer terugvoert in de bodem. Wanneer er geen grondwater ter beschikking is zijn ook nabijgelegen rivieren, beken of meren uitstekende energieleveranciers.
Ook voor het gebruik van grondwater is een vergunning vereist.
LUCHT-WATER WARMTEPOMP
Werkwijzen
Er bestaan verschillende werkwijzen. De meest gebruikte toepassing is mono-energetisch. Door de lagere investeringskost en het verhoogd rendement van de laatste nieuwe toestellen staan ze garant voor het laagste verbruik en is dus geen bijverwarming nodig. Daarnaast zijn er nog de bivalente-paralelle en bivalent-alternatieve systemen, maar deze zijn minder in trek door hun kostprijs omdat er een extra installatie voor gas of elektriciteit moet worden voorzien. Daarbij komt dat op de piekmomenten gestookt wordt met fossiele brandstoffen.
Waterpomp vervangt ketel
Het beste resultaat behaal je als je een systeem hebt waarbij het water niet hoger hoeft te zijn dan 55°C. Dan kan je de ketel perfect vervangen door een warmtepomp. Daartoe behoren vloer- en wandverwarming. Maar sinds vorig jaar is het ook mogelijk om bestaande hogetemperatuurradiatoren te koppelen aan een warmtepomp. De nieuwste generaties zijn immers in staat watertemperaturen aan te maken tot 80°C, en dit puur op het thermodynamische principe. Dus in het geval van ene goed geïsoleerde woning is het perfect mogelijk om de klassieke verbrandingsketel volledig te vervangen.
Sanitair water
De waterpomp kan ook gebruikt worden om warm sanitair water te produceren. Hou er dan wel rekening mee dat deze toepassing resulteert in een lagere winstfactor, gemiddeld rond de 10%.
Ontwerp van de woning
De betreffende ruimte moet minstens één buitenmuur hebben. Bij twee buitenwanden is een plaatsbesparende hoekopstelling mogelijk. De uitsparingen voor de aanzuig- repectievelijk uitblaaszijde moeten al bij het ontwerp van de opstelruimte de nodige aandacht krijgen.
ALS VOLWAARDIGE VERWARMING
Om te kijken in welke mate de waterpomp kan fungeren als volwaardige verwarming moeten we rekening houden met de SPF (Seasonal Performance Factor) en de COP (Coëfficiënt of Performance).
COP
De COP geeft de verhouding weer tussen de afgegeven warmte en opgenomen vermogen, en dit voor een gans seizoen, rekening houdend met de diverse COP bij de diverse brontemperaturen. Een voorbeeld: de afgegeven warmte is 100%. 75% daarvan wordt onttrokken aan de natuur via een warmtepomp. 25% wordt geleverd door de elektriciteit. Dus: COP=100/25=4. Hoe hoger de COP, hoe interessanter. Ter vergelijking: bij een elektrische kachel is de COP=1 omdat de stroom integraal gebruikt wordt voor de verwarming. Bij een warmtepomp haal je uit diezelfde stroom veel meer warmte. Dat heeft tot gevolg dat de COP ongeveer 3 à 4 is. Bepaalde systeem kunnen zelfs een COP van 5 tot 6 halen.
SPF
De SPF is nog belangrijker dan de COP. Deze laatste duidt enkel het theoretisch rendement aan, terwijl bij de SPF rekening wordt gehouden met het reële rendement over een gans seizoen mét alle mechanische, thermische en elektrische verliezen. Ruwweg kan je stellen dat het werkelijke rendement, oftewel de SPF=COP-0,4 à 0,7.
Ontwerp van de woning
Het komt er dus op aan om het COP zo hoog mogelijk te krijgen. Hoe dichter de bron en het afgiftepunt bij elkaar liggen, hoe hoger het COP. Dat is dus zeker iets om rekening mee te houden bij het ontwerp van de woning, en meerbepaald het verwarmingssysteem. Het is ook zeer belangrijk dat er elektriciteit voorzien is op de plaats waar de waterpomp geplaatst wordt.
Een oudere installatie vervangen
Dat is mogelijk, maar dan moet de woning goed geïsoleerd zijn. Bij oudere woningen zien we vaak gebrekkige, of zelfs helemaal geen, isolatie. In zo’n gevallen waarbij grote warmteverliezen komen kijken is het onmogelijk om te verwarmen met een laag-temperatuursysteem. In de praktijk blijkt dat woningen met minder dan 4 centimeter isolatie moeilijk te verwarmen zijn door middel van een warmtepomp.
EIGENSCHAPPEN
Wat zijn nu eigenlijk de eigenschappen in vergelijking met traditionele verwarmingsinstallaties?
Energieverbruik
Een goed gedimensioneerde warmtepompinstallatie verbruikt gemiddeld 30 à 40% tegenover een gas- of mazoutinstallatie. Bij een klassieke installatie wordt hoogwaardige energie van vaak honderden °C gedegradeerd tot warme lucht van 21 à 22 °C. Een warmtepomp doet net het omgekeerde en verpompt warmte op een lage temperatuur uit de omgeving naar een bruikbare hogere temperatuur.
Anti-legionellaprogramma
Een anti-legionellaprogramma is in de meeste kwalitatieve systemen standaard voorzien.
E-peil
In een nieuwbouw kan een warmtepomp het E-peil met maar liefst 30 punten doen zakken.
Koeling
Een extra welkome toepassing is koeling met warmtepomp. Bij de zogenaamde freecooling wordt de overtollige warmte van het gebouw opgenomen via de vloer- en wandverwarming en via een warmtewisselaar afgegeven aan de warmtebron (aarde of het grondwater). De compressor van de warmtepomp werkt niet bij dit type koeling en daarom blijft de warmtepomp passief. Dit type koeling geeft slechts minimale bedrijfskosten omd alleen de elektrische energie voor de circulatiepomp moet worden opgebracht.
TOEPASSING
Het systeem wordt op dit moment vooral in nieuwbouw geplaatst, zo’n 70% tegenover 30% in renovatieprojecten.
De warmtepomp kan in principe in elke woning worden geïnstalleerd, maar haalt het beste rendement pas wanneer er aan een aantal voorwaarden is voldaan. Het komt er op neer om de warmtebehoefte zo laag mogelijk te houden door een doordacht ontwerp en goede isolatie.
