Met een warmtepomp kun je direct aardwarmte aftappen of de energie in het grondwater en in de lucht. In de toekomst zou de warmtepomp de conventionele verwarming volledig kunnen vervangen. Maar hoe werkt de technologie van de warmtepomp? We leggen het uit.
Warmtepompen werken eigenlijk als een omgekeerde koelkast: terwijl de koelkast de warmte van het interieur naar buiten geleidt, zuigt de warmtepomp energie uit de lucht, de grond of het water, brengt het op een bruikbaar energieniveau en voert het naar het verwarmingscircuit.
Bij warmtepompverwarmingssystemen komt 75 procent van de energie uit het milieu. Alleen de omvormer heeft elektrische stroom nodig. Door gebruik te maken van de gratis omgevingswarmte en het lage stroomverbruik, betalen warmtepompen zichzelf al na enkele jaren terug. Daarnaast heeft de warmtepomp een zeer positieve ecologische waardering door het hoge aandeel hernieuwbare omgevingswarmte.
Efficiëntie van warmtepompen
Ruim 75 procent van de gebruikte energie komt uit de omgeving, terwijl de warmtepomp het resterende kwart van de aandrijfenergie uit het elektriciteitsnet haalt. Hoeveel elektriciteit het werkelijk nodig heeft, hangt af van het verschil tussen de temperatuur van de warmtebron en het verwarmings- en servicewater. Hoe kleiner het verschil, des te effectiever de pomp. Het werkt bijzonder goed in combinatie met vloerverwarmingssystemen die op een laag temperatuurniveau werken.
De jaarlijkse prestatiefactor (JAZ) is bepalend voor het rendement van een warmtepomp. Het geeft de relatie aan tussen de geleverde warmte en de hoeveelheid gebruikte elektriciteit. Om de hogere aanschafkosten van warmtepompen in vergelijking met condensatieketels überhaupt te laten renderen, moet de JAZ van een warmtepomp groter zijn dan 2,6. Hoe hoger het getal, hoe beter: pompen met een JAZ van 3,5 zijn ecologisch effectief. Dit betekent dat één kilowattuur (kWh) elektriciteit en 2,5 kWh omgevingswarmte 3,5 kWh warmte produceren voor verwarming en huishoudelijk water. Jaarlijkse prestatiecijfers tussen 2,3 en 3,9 zijn realistisch. Laat bij het installeren van de warmtepomp een warmtemeter installeren, zodat u zelf de jaarlijkse prestatiefactor kunt berekenen. Monovalente warmtepompen leveren alleen Your-Best-Home.net.Als er een tweede warmtegenerator is of een elektrische verwarmingsstaaf die de pomp ondersteunt tijdens bruiloften, spreken we van bivalente systemen.
De locatie heeft invloed op het type warmtepomp
Een warmtepomp kan energie uit de aarde, lucht en water opnemen. In het geval van een ijsopslag worden alle drie de warmtebronnen zelfs gebruikt om energie op te wekken.
Een lucht / water-warmtepomp is de goedkoopste in vergelijking met andere warmtepompen, maar biedt ook andere voordelen: hij is snel te installeren, vereist weinig ruimte en kan op elk moment worden geïnstalleerd zonder officiële goedkeuring.
Een pekel-water-warmtepomp werkt zeer efficiënt dankzij de hoge uitgangstemperaturen die constant over het jaar worden verdeeld en genereert hogere financieringsbedragen. De energie kan hier op twee manieren worden gewonnen - via aardwarmtesondes of aardwarmtecollectoren. Energieopwekking met sondes heeft het voordeel ten opzichte van collectoren dat ze niet veel ruimte in beslag nemen en in de zomer kunnen worden gekoeld. Geothermische collectoren worden daarentegen, bijna als vloerverwarming, onder de toplaag gelegd en nemen daardoor meer ruimte in beslag. Huizen met tuin zijn hier ideaal. Er moet ook iets meer ruimte worden voorzien voor de ijsopslag, aangezien deze bestaat uit een reservoir dat ongeveer vier meter onder het oppervlak ligt. Het voordeel van de ijsopslag is dat zelfs bevroren water nog energie levert.
Bij warmtepompverwarmingssystemen komt 75 procent van de energie uit het milieu.
Energie van het ijs
Een ijsboiler kan de gratis energie uit de aarde, de lucht en het water halen. Het belangrijkste is echter de ijsbank. Voor montage is geen vergunning vereist. Een ijsbank bestaat uit een betonnen bak gevuld met water dat in de grond is begraven. In de stortbak zijn grote spiralen gemaakt van pijpen. Ze zijn zo gelegd dat het water van binnen naar buiten kan bevriezen en zijn onderverdeeld in extractiewarmtewisselaars en regeneratiewarmtewisselaars. De extractiewarmtewisselaars halen de energie uit het water en leiden deze naar de warmtepomp. Hier wordt de energie gecomprimeerd en vervolgens naar het verwarmingscircuit geleid. Door de energie die het water afgeeft, bevriest het geleidelijk. Nu komen de regeneratiewarmtewisselaars op het toneel. Ze voorzien de stortbak weer van warmte en het water ontdooit weer.De stortbak gebruikt ook andere functies om sneller te ontdooien: het gebruikt de warmte van de omringende aarde. Als het water in de stortbak weer vloeibaar is geworden, kan het hele proces opnieuw beginnen.
De eigenaardigheid van een ijsopslag zit hem niet alleen in de herhaling van energieabsorptie en output, maar ook in het gebruik van zogenaamde kristallisatie-energie. Als de fysieke toestand verandert - vloeibaar water naar ijs - komt er zoveel energie vrij als nodig is om een liter water op te warmen tot 80 graden Celsius.
Geothermische energie via geothermische sondes
Waarschijnlijk het grootste voordeel van geothermische sondes is hun zeer kleine voetafdruk. Een sonde heeft een diameter die nauwelijks groter is dan die van een cd. Voor het boren hoef je maar wat ruimte te plannen, want er worden grote boorvoertuigen ingezet om tien meter diep te boren voor de energie. Nadat de energie is gevonden, worden dubbele U-buizen van kunststof in de boorgaten gestoken en afgedicht met speciaal beton. Door middel van een circulatiepomp wordt in deze leidingen een vorstbestendige vloeistof, pekel genoemd. De pekel absorbeert de energie die in de aarde is opgeslagen en brengt deze over naar de geothermische pomp. De aggregatietoestand verandert door middel van een verdamper in gasvormig. Door een compressieproces wordt het gas nu samengeperst zolangtotdat het de temperatuur heeft bereikt die nodig is om het verwarmingssysteem te laten werken. Nu wordt het gas weer vloeibaar en komt het vrij in het verwarmingscircuit. Een sonde levert gemiddeld 30 tot 50 watt per meter diepte.
Ontwikkelingskosten: circa 7.000 euro
warmtepomp: gemiddeld 8.000
euro elektriciteitskosten per jaar: 400 euro
JAZ: 3,82
Geothermische energie via geothermische collectoren
Geothermische collectoren zijn een goede vervanging voor geothermische sondes omdat ze geen officiële goedkeuring vereisen. Ze zijn ook duurzaam en kunnen worden gecombineerd met thermische zonne-energie. Geothermische collectoren zijn platte systemen voor het gebruik van geothermische energie die - afhankelijk van de regio en de vorstgrens - op een diepte van één tot twee meter onder het aardoppervlak worden gelegd. Er zijn spiraalcollectoren, oppervlaktecollectoren, greppelcollectoren en geothermische manden. Ze bestaan uit kunststof buizen van twee tot vier centimeter dik, afhankelijk van de aard van de grond, de diepte van de legging en de verwarmingsbehoefte. Brine circuleert ook in geothermische collectoren, die energie van de aarde absorberen en voor compressie naar de warmtepomp overbrengen. Een aardwarmtecollector levert tussen de tien en 25 watt per vierkante meter.
Ontwikkelingskosten: circa 3.000 euro (voor zelfgestuurd grondwerk)
Warmtepomp: gemiddeld 8.000 euro
elektriciteitskosten per jaar: 450 euro
JAZ: 3.82
Energie uit het water
Grondwater heeft vanaf een diepte van tien meter het hele jaar door een temperatuur van tien graden Celsius en kan daarom worden gebruikt als energiebron voor een warmtepomp. Helaas is het niet overal mogelijk om van deze energiebron gebruik te maken, omdat het grondwater niet altijd in een geschikte kwaliteit - te veel ijzer of mangaan - en niet in overvloed aanwezig is. Informatie hierover kunt u opvragen bij het waterschap, de elektriciteitsleverancier of via een wateranalyse. Er zijn twee putten nodig om een warmtepomp te laten werken. Een zogenaamde afleverput, die het water naar boven transporteert, en een opvangput, die het water weer terug brengt. Deze putten moeten op een afstand van tien meter worden gegraven en volgens de autoriteiten op dezelfde diepte.Een warmtepomp die wordt aangedreven door een put levert tien kilowatt elektriciteit met twee kubieke meter water.
Ontwikkelingskosten: ongeveer 5.000 euro
warmtepomp: ongeveer 8.000 euro
elektriciteitskosten per jaar: 360 euro
jaarlijkse prestatiefactor (JAZ): 4,25
Energie uit de lucht
Het goede van de lucht is dat deze er altijd en gratis is. De aanschafkosten voor een lucht-water warmtepomp zijn laag en er is geen vergunning nodig. De energieopbrengst is lager dan bij alternatieven. Om tien kilowatt elektriciteit op te wekken, heb je 4.000 kubieke meter lucht per uur nodig. De lucht-water warmtepomp gebruik je om je huis in de zomer te koelen. U heeft echter een tweede verwarmingssysteem nodig om de warmtetoevoer ook bij lage buitentemperaturen te garanderen. Tijdens bedrijf zuigt een ventilator lucht uit de omgeving aan en stuurt deze naar de verdamper. Hier wordt het gecomprimeerd totdat de vereiste temperatuur voor het verwarmen of verwarmen van het water is bereikt.
Ontwikkelingskosten: circa 250 euro
Warmtepomp: gemiddeld 10.000 euro
Elektriciteitskosten per jaar: 600 euro
JAZ: 3.32
Grondwater heeft een temperatuur van tien graden Celsius het hele jaar door vanaf een diepte van tien meter.
"Hete lucht" is een vreemd woord
Van alle warmtepompen zijn lucht-warmtepompen de goedkoopste. De apparaten zijn technisch volwassen, eenvoudig te installeren en worden daardoor voor steeds meer huiseigenaren interessant. Luchtwarmtepompen winnen aan populariteit als verwarmingssystemen en voor de bereiding van warm water in eengezinswoningen. En dat zowel bij het bouwen van nieuwe woningen als bij het moderniseren van verwarmingssystemen. De luchtwarmtepomp is nu het best verkochte warmtepompsysteem in Duitsland. Maar wat is het geheim van het succes van lucht-warmtepompen? Wat kunnen deze apparaten doen? Wat kosten ze? En welke richtlijnen zijn er voor huiseigenaren bij het kopen van een lucht-warmtepomp? We willen deze fundamentele vragen hieronder behandelen.
Het potentieel van lucht-warmtepompen
Luchtwarmtepompen zijn verkrijgbaar in verschillende uitvoeringen. In de zogenaamde monoblokconstructie kunnen de apparaten zowel buiten in de tuin als binnen in de kelder in een hoek van de woning worden opgesteld. Als alternatief zijn er split-air-warmtepompen (split-warmtepompen) waarbij het ene deel van het apparaat zich in de kelder of bijkeuken bevindt en het andere deel buiten, meestal direct aan de muur. Deze apparaten zijn aanzienlijk goedkoper dan monoblock-apparaten, wat hun grote populariteit en de sterke groei in het recente verleden kan verklaren.
Ten derde vallen warmtepompen voor huishoudelijk water in de categorie luchtwarmtepompen. Deze apparaten kunnen echter niet worden gebruikt voor een goede verwarming; ze verwarmen alleen het water voor de keuken en badkamer. Traditionele centrale verwarming zoals gas of olie wordt nog steeds gebruikt voor verwarming. De ongebruikte restwarmte van deze boilers en andere elektrische huishoudtoestellen zoals wasmachines of diepvriezers wordt via de afvoerlucht opgevangen door de warmtepomp voor huishoudelijk water en verwarmt zo het drinkwater. Het vindt zijn plaats in de stookruimte of bijkeuken en is een praktisch voorbeeld van hoe de energie-efficiëntie in huis kan worden verhoogd.
Wat alle drie de apparaten gemeen hebben, is dat ze warmte onttrekken aan de omgevingslucht en deze afgeven aan water, dat wordt opgeslagen in een drinkwateropslagtank, bufferopslagtank of gecombineerde opslagtank voor verwarming en drinkwater. Monoblock- en split-units onttrekken warmte aan de buitenlucht, terwijl huishoudelijke water-units warmte onttrekken aan de ruimtelucht. Daarom worden luchtwarmtepompen strikt genomen lucht / waterwarmtepompen (warmtebron / warmtedragend medium) genoemd. Als alternatief zijn er ook lucht-lucht warmtepompen die de energie uit de buitenlucht direct in de kamerlucht afgeven. Deze apparaten worden gebruikt in energiezuinige en passiefhuizen, maar zijn nog niet opgenomen in de statistieken van de Federale Vereniging.
Het verwarmingsvermogen van luchtwarmtepompen
Als de luchtwarmtepomp warmte onttrekt aan de buitenlucht voor verwarming, rijst de vraag hoe ijskoude lucht kan worden gebruikt voor verwarming in de winter bij temperaturen onder nul. Dit komt door het feit dat fysiek gezien niet zoiets als "koud" bestaat, maar alleen temperatuurverschillen op basis van het absolute nulpunt (-273,15 ° C / 0 Kelvin). Met behulp van energie uit de omgevingslucht verdampt een luchtwarmtepomp een koudemiddel met een kookpunt lager dan -10 ° C. Daarom zijn zelfs minus graden voldoende om dit koudemiddel te verdampen en in de winter met een luchtwarmtepomp te verwarmen. Als de buitentemperatuur onder het kookpunt komt, wordt een elektrisch verwarmingselement ingeschakeld.
Het gasvormige koudemiddel wordt vervolgens gecomprimeerd met een compressor en op een hoger temperatuurniveau gebracht (gepompt). Hiervoor is elektriciteit nodig, die in het volgende een centrale rol zal spelen. De gewonnen warmte wordt via een warmtewisselaar overgebracht naar water. Het gas wordt weer vloeibaar, wordt ontspannen en de cyclus begint opnieuw.
Met dit technische principe halen luchtwarmtepompen een verwarmingsvermogen tot 20kW (piek tot circa 50kW) en aanvoertemperaturen tot circa 60 ° C, wat voldoende is voor een eengezinswoning. Als vuistregel geldt dat een luchtwarmtepomp voor één kW ongeveer 400 kubieke meter lucht per uur moet circuleren. Het verwarmingsvermogen van een luchtwarmtepomp hangt af van hoe "koud" de warmtebron (buitenlucht) is en hoe "warm" het warmtedragend medium (water voor verwarming, keuken en badkamer) moet zijn. Dit is waar de bovengenoemde stroom in het spel komt. Hoe groter dit temperatuurverschil (slag), hoe meer elektriciteit de compressor van de luchtwarmtepomp verbruikt om de uit de omgeving gewonnen warmte te comprimeren tot het gewenste temperatuurniveau.Het verwarmingsvermogen van luchtwarmtepompen wordt daarom gespecificeerd volgens EN 14511 in de verhouding 2 ° C luchttemperatuur tot 35 ° C aanvoertemperatuur.
De zogenaamde COP-waarde (Coefficient of Performance) geeft aan hoeveel elektriciteit de warmtepompeenheid verbruikt. Voor huiseigenaren is dit een zeer goede vergelijkingswaarde voor de prestaties van verschillende apparaten en fabrikanten. Het is tussen de 3,0 en 4,4 tussen fabrikanten en apparaten en wordt ook gegeven in de temperatuurverhouding van 2 ° C luchttemperatuur tot 35 ° C aanvoertemperatuur. Hoe hoger de COP-waarde, hoe efficiënter de lucht-warmtepomp. Een COP-waarde van 3,7 bij een warmteafgifte van 9,5 kW betekent dat de lucht-bronwarmtepomp uit 1 deel elektriciteit (2,56 kW) en 2,7 delen omgevingsenergie (6,94 kW) 3,7 delen warmteafgifte (9, 50kW).
De COP-waarde wordt gemeten onder laboratoriumomstandigheden en geeft alleen de prestaties van de warmtepompeenheid weer. In de praktijk halen lucht-warmtepompen wat lagere waarden. De feitelijke efficiëntie in het dagelijkse gebruik wordt daarom gegeven als de jaarlijkse prestatiefactor (JAZ). Uit een langetermijntest door Fraunhofer ISE is gebleken dat luchtwarmtepompen een JAZ van 2,9 halen in nieuwbouw en een JAZ van 2,6 in bestaande gebouwen.
Voor huiseigenaren vormt dit cijferspel de uitdaging om de aanvoertemperatuur in huis zo laag mogelijk te houden. Door energie te besparen kunnen bijvoorbeeld lagetemperatuur-radiatoren, vloerverwarming of radiatoren voor grote oppervlakken worden gebruikt, evenals een goede thermische isolatie van het huis.
Huiseigenaren kunnen de aanschafkosten voor een luchtwarmtepomp enigszins opvangen met financiering van het Federal Office of Economics and Export Control (BAFA).
De kosten van lucht-warmtepompen
De prijsklasse van luchtwarmtepompen is immens, afhankelijk van het ontwerp en de verwarmingscapaciteit van het apparaat en hoe het apparaat ter plaatse kan worden geplaatst. Voor uw eerste kennismaking hebben we de apparaatprijzen van twee grote Duitse fabrikanten van lucht-warmtepompen op basis van hun huidige prijslijsten samengesteld.
- Warmtepompen voor huishoudelijk water: € 2.500 - € 3.100
- Gedeelde warmtepompen van 3kW tot 13kW: € 4.000 - € 9.000
- Lucht / water-warmtepompen voor binnenopstelling:
- tot 12kW: 8.500 € - 11.000 €
- 12kW tot 18kW: 12.000 € - 16.000 € - Lucht / water-warmtepompen voor buitenopstelling:
- tot 10kW: 7.000 € tot 11.000 €
- compleet pakket tot 10kW inclusief warm water en bufferopslag: 12.000 € -
16.000 € - - 10 tot 18kW: 12.000 € - 25.000 €
Een definitief bindende offerte inclusief installatiekosten en alle toebehoren kan alleen na inspectie ter plaatse door een gespecialiseerd bedrijf worden ingediend, maar voor een snelle vergelijking kunt u ook de volgende warmtepompcalculators gebruiken. Koelmiddelleidingen voor alleen al split-warmtepompen kosten bijvoorbeeld ongeveer 500 euro per 25 meter. Huiseigenaren kunnen bij hun lokale basisleverancier speciale tarieven voor elektriciteit afsluiten.
Warmtepomp calculator
Subsidies voor een luchtwarmtepomp
Huiseigenaren kunnen de aanschafkosten voor een luchtwarmtepomp enigszins opvangen met financiering van het Federal Office of Economics and Export Control (BAFA). De basisbeurs bedraagt minimaal 1.500 euro. Vanaf 1 januari 2018 moet financiering worden aangevraagd voordat de maatregel wordt uitgevoerd en niet erna. Voorwaarde is echter dat de luchtwarmtepomp wordt gebruikt voor verwarming en warmwaterbereiding, niet alleen voor de waterbereiding. Lucht / lucht-warmtepompen zijn eveneens uitgesloten van financiering. BAFA heeft op haar website een lijst opgesteld van alle luchtwarmtepompen die in aanmerking komen voor financiering.
De federale overheid subsidieert de installatie van efficiënte warmtepompen. Voor installaties in nieuwbouw ontvangt de opdrachtgever tien euro voor elke verwarmde vierkante meter woonoppervlak tot de bovengrens van 2.000 euro. Er is zelfs 20 euro per vierkante meter woonoppervlak voor het ombouwen van oude verwarmingssystemen naar warmtepompen, met een maximum van 3.000 euro.
Keurmerk voor lucht-warmtepompen
Als laatste tip moeten bouwers zich houden aan twee keurmerken als ze geïnteresseerd zijn in een lucht-warmtepomp: het EHPA-keurmerk van de Europese warmtepompvereniging definieert uniforme kwaliteitsnormen voor fabrikanten van warmtepompen. De EUCERT-certificering van dezelfde vereniging identificeert EU-gecertificeerde warmtepompinstallateurs.
