Een warmtepomp is een populair en zeer geschikte techniek om de gasgestookte CV-ketel te vervangen. Voor welke variant hebben we gekozen in ons historisch landhuisje? In deze vijfde blog over het energievraagstuk bij historische woningen vertellen we over de lucht- en bodemwarmtepomp. In de vorige blogs hebben we gesproken over de juiste volgorde van verduurzamen, isoleren, het verlagen van de systeemtemperatuur en het aanpassen van het afgiftesysteem. Ook hebben we het ventilatiesysteem en de transmissieberekeing behandeld. In de vorige blog hebben we de alternatieven voor gas uiteen gezet. Klik in het overzicht hiernaast op één van de voorgaande onderwerpen als je terug wilt lezen.
Hoe werkt een warmtepomp
Je kunt de werking van een warmtepomp vergelijken met een omgekeerde koelkast. Een warmtepomp is een gesloten systeem waarin je een medium rondpompt. Door slim gebruik te maken van drukverschil en het verdampen en condenseren van het medium, kun je energie uit de buitenlucht of de bodem verplaatsen naar binnen. Het hart van het systeem is de compressor. Een warmtepomp heeft een hoog opwekkingsrendement. Dit druk je uit in COP. Een warmtepomp heeft een COP tussen de 4 en 6. Elektrische warmtebronnen, zoals een infraroodpaneel, hebben een COP van 1. In onderstaande video leggen we je uit hoe een warmtepomp werkt en wat de voor- en nadelen zijn lucht- en bodemwarmtepompen.
Luchtwarmtepomp
Qua aanschafkosten is de luchtwarmtepomp over het algemeen het voordeligst. Het systeem bestaat uit een binnen- en een buitenunit. De buitenunit wint warmte uit de buitenlucht. Daardoor is het systeem erg afhankelijk van de buitentemperatuur. Daalt de temperatuur buiten, dan daalt ook het rendement. Uiteraard is het rendement ook afhankelijk van de kwaliteit van de buitenunit. Over het algemeen kun je stellen: hoe groter de buitenunit, des te beter het rendement. Dit kan je vergelijken met een radiateur in een auto, waarbij een ventilator lucht door het afgiftelichaam blaast. Veel oppervlakte zorgt voor een grotere warmte uitwisseling.
“De buitenunit wint warmte uit de buitenlucht. Daardoor is het systeem erg afhankelijk van de buitentemperatuur.”
Bevriezing
Kou is eigenlijk je “afvalproduct”. Je wilt kou kwijt via de buitenunit. Daardoor ontstaat er een probleem: bevriezing. Condens op het afgiftelichaam van de buitenunit kan bevriezen door de lage temperatuur van het gas in de leidingen van de warmtepomp. Het afgiftelichaam gaat dichtzitten met ijs, waardoor het systeem niet meer werkt.
Er moet dan een ontdooistand ingeschakeld worden. Vaak is dat een elektrisch verwarmingselement met een COP van 1. Dat kost natuurlijk energie. Hierin onderscheiden de mindere installaties zich van de goede installaties. Bijvoorbeeld airco’s die ook kunnen verwarmen ten opzichte van warmtepompen die puur ontworpen zijn om warmte te leveren. Installaties waarbij de lamellen van de buitenunit ver uit elkaar staan hebben minder snel last van bevriezing.
Geluid
In tegenstelling tot een bodemwarmtepomp heeft een luchtwarmtepomp een buitenunit. Dat is geen klein kastje en je moet het ergens buiten kwijt. De buitenunit maakt bovendien geluid. Duurdere varianten zijn meestal stiller. In het bouwbesluit staat dat de buren maar maximaal 40 dB mogen horen van verwarmings- of koelinstallaties. De buitenunit dicht bij de erfgrens plaatsen is dus lastig en kan je vaak alleen doen als je er een geluidwerende ombouw omheen maakt.
Bodemwarmtepomp
De bodemwarmtepomp bestaat ook uit twee delen: een binnenunit vergelijkbaar met de luchtwarmtepomp en in plaats van een buitenunit een bodembron. De bodemwarmtepomp is de luxere broer van de luchtwarmtepomp, maar is ook duurder. Dat komt door de hoge kosten van de bodembron. De installatie zelf is doorgaans goedkoper. Een bodembron bestaat uit leidingen die in een lus de grond in gaan, gemiddeld zo’n 80 meter diep. Het vermogen van de bodembron is afhankelijk van de diepte en de grondsamenstelling. Ook kun je meerdere lussen aanleggen. Op www.wkotool.nl kan je controleren of je mag boren op jouw locatie. Meer hierover volgt in onze blog over bodembronnen.
Hoog rendement
Wat is nu het grote voordeel ten opzichte van een luchtwarmtepomp? De temperatuur van de buitenlucht verandert snel. De bodemtemperatuur is veel stabieler en schommelt tussen 0°C en 12°C. Is het buiten -5°C, dan is de bodem altijd een stuk warmer. Het rendement van een bodemwarmtepomp is daardoor veel beter. Een buitenunit heeft meer onderhoud nodig dan een bodembron omdat het meer bewegende delen heeft. Dus in onderhoud is de bodemwarmtepomp ook gunstiger.
“Het rendement van een bodemwarmtepomp is veel beter dan bij een luchtwarmtepomp.”
“Gratis” koeling
Een bijkomend voordeel van een bodemwarmtepomp is dat deze passief kan koelen. Dit betekent koeling zonder energie te verbruiken. Koelen met een luchtwarmtepomp kost wel energie. De luchtwarmtepomp draait het systeem om en produceert dan kou, zoals een airco. Het enige verschil is dat een airco de kou direct in de ruimte blaast en een warmtepomp de kou afgeeft aan de vloerverwarming. Je koelt de constructie waardoor er een batterij ontstaat die langzaam kou afgeeft. Dit noemen ze topkoeling: het haalt de top van de hitte eraf. Bij woningen met veel glas en veel invallend zonlicht, kan de woning alsnog te heet worden. Het is dus aan te raden om dit goed te onderzoeken met een GTO of koellastberekening. Neem contact op voor meer informatie. Ten opzichte van de airco is topkoeling langzamer en minder krachtig, maar wel energiezuiniger. Dat komt omdat je de energie in de constructie stopt. Een bodemwarmtepomp hoeft alleen maar de pomp te laten draaien om warmte uit te wisselen met de koele bodem. Koelen is dus bijna gratis. Voor een bodemwarmtepomp is dit ook essentieel om de bron niet uit te putten. Er moet een balans zijn tussen de zomer- en wintermaanden.
Rendement: COP en SCOP
Bij het aanschaffen van een warmtepomp (lucht of bodem) is het belangrijk om te letten op het rendement. Dit druk je uit in COP. Bij een luchtwarmtepomp wordt de COP bepaald bij een buitentemperatuur van 7°C. Zoals verteld, daalt het rendement als de buitentemperatuur daalt. Daarom is het goed om niet alleen naar de COP waarde te kijken, maar vooral ook naar de SCOP waarde. De “S” staat voor “seasonal”. Je kijkt dan over de hele stookperiode naar het gemiddelde rendement. Slechtere warmtepompen komen bovendrijven als je kijkt naar de SCOP waarde.
Warmtepomp niet te groot
Een gasketel dimensioneer je vaak met wat overcapaciteit. Meer vermogen is altijd goed, toch? Dat geldt niet bij een warmtepomp. Sommige installateurs spelen op zeker en kiezen, net als bij de gasketel, een maatje groter. Een warmtepomp met overcapaciteit hoeft niet constant te draaien. De compressor slaat daardoor vaker uit en aan en juist dan slijt de compressor het meest. Het is dus beter voor de levensduur van de compressor om een langere tijd in bedrijf te zijn. Een kleine ondercapaciteit is zelfs wenselijk, zodat de compressor niet steeds aan- en uitgaat gedurende de dag, maar lekker door kan snorren.
“Een kleine ondercapaciteit is wenselijk, zodat de compressor ononderbroken door kan snorren.”
Pieken in afname kun je opvangen met een elektrisch verwarmingselement. Het rendement daarvan is weliswaar slechter, maar dat weegt niet op tegen de meerkosten van een grotere installatie. Bovendien komen die pieken maar beperkt voor, waardoor het extra verbruik eigenlijk maar minimaal is. Voor het warmtapwater is een buffervat ook een goede oplossing om pieken op te vangen. Douche je veel? Zorg dan voor een groot buffervat. De warmtepomp kan het buffervat gedurende de dag aanvullen, zodat je voldoende warm tapwater hebt.
Keuze van de warmtebron in ons landhuisje
De opdrachtgever wil graag een open haard, maar dat past niet bij de verduurzaming van het huis. We hebben wel een pelletkachel overwogen vanwege de warmtestraling. De bewoners zullen wisselend aanwezig zijn in de woning. Dat past bij de eigenschappen van een pelletkachel. Toch hebben we niet gekozen voor deze warmtebron vanwege de uitstoot en de onzekerheid of zo’n installatie in de toekomst nog wel gebruikt mag worden.
Lucht- of bodemwarmtepomp
We hebben een afweging gemaakt tussen een lucht- en bodemwarmtepomp. Een bodemwarmtepomp maakt geen geluid en trilt niet. Het esthetische aspect was ook een belangrijke afweging; geen lelijke buitenunit. Daarnaast heeft een bodemwarmtepomp een gunstiger energieverbruik, waardoor de maandelijkse energiekosten een stuk lager zullen zijn ten opzichte van een luchtwarmtepomp.
“Een bodemwarmtepomp is een flinke investering, maar onder de streep is het dat waard.”
Het is een flinke investering, maar onder de streep is het dat waard. Om het energieverbruik te dekken, heb je bovendien minder zonnepanelen nodig. Dat draagt bij aan het uiterlijk van deze historische woning. Op de locatie mag geboord worden tot een diepte van 92 meter. Alle seinen op groen dus voor een bodemwarmtepomp!
Oververhitting
De oude woning krijgt een uitbreiding met grote raampartijen. Gevaar voor oververhitting dus. In de omgeving staan gelukkig veel bomen die voor schaduw zorgen. De passieve koeling van de warmtepomp zal de woning een groot deel van de zomer behaaglijk koel houden. Enkele dagen in het jaar zal de vloerkoeling onvoldoende zijn. Uit voorzorg is er in het ontwerp daarom rekening gehouden met een airco in de werkkamer. Wanneer de deur naar de woonkamer openstaat, kan de airco ook die ruimte koelen.
Welk merk?
Niet alle merken warmtepompen zijn even goed. Welk merk je kiest is afhankelijk van de toegepaste techniek en de ervaring van de leverancier in warmtepomptechnologie. Een goede installatie is duurzaam, maakt weinig geluid en heeft een hoog rendement. Deze aspecten gebruikt PH Bouwadvies bij het voorschrijven van het juiste merk en type warmtepomp. In dit geval hebben we gekozen voor Stiebel Eltron. Stiebel Eltron bestaat sinds 1924 en bouwt al vanaf 1973 warmtepompen. De installaties hebben zich in de loop van de jaren bewezen. Ze hebben een goede score qua rendement en betrouwbaarheid. De SCOP-waarde (jaarlijks rendement) is in vergelijking met andere installaties goed. Daarnaast heeft Stiebel Eltron een breed scala aan installaties waaruit je kunt kiezen voor vrijstaande woningen.
Installateur
Installatiebedrijf Verstappen van Amelsvoort b.v. installeert de warmtepomp. Zij zijn al ruim 70 jaar gevestigd in het Brabantse Nuland. Van familiebedrijf, gestart in 1945 als smederij, zijn zij uitgegroeid tot installatiebedrijf in de ruimste zin van het woord. Een familiebedrijf met een zakelijk karakter.
In de volgende blog
De volgende keer gaan we dieper in op het boren van bronnen. Kan je overal bodembronnen aanleggen? Waar kan ik zien of dit mogelijk is? Welke soorten bronnen zijn er allemaal en wat zijn de voor- en nadelen hiervan? Welke voorzieningen zijn er nodig om te kunnen boren en hoe gaat dit in zijn werk? Lees het in de volgende blog.
Conclusie
Een warmtepomp is een gesloten systeem waarin je een medium rondpompt. Door slim gebruik te maken van drukverschil en het verdampen en condenseren van het medium, kun je energie uit de buitenlucht of de bodem verplaatsen naar binnen. Een luchtwarmtepomp is goedkoper dan een bodemwarmtepomp, maar heeft een lager rendement en de buitenunit maakt geluid. Het aanleggen van de bodembron maakt de bodemwarmtepomp duur. Naast het hoge rendement heeft de bodemwarmtepomp het voordeel dat koeling in de zomer bijna gratis is. Vraag bij het selecteren van een warmtepomp naar het rendement uitgedrukt in SCOP en kies de warmtepomp niet te groot.
Andere onderwerpen
Het energievraagstuk is niet het enige wat we aanpakken bij het landhuisje. Eerder schreven we blogs over:
- Metselwerk en gevelreiniging
- Schilderen van historisch metselwerk
- Introductie-blog energievraagstuk bij historische woningen
- Isoleren van historische woningen
- Afgiftesystemen en ventilatie in oude woningen
- Keuze duurzame warmtebron
In de komende tijd schrijven we ook nog over:
- Bronboringen voor warmtepomp
- Energieopwekking en opslag
