Lucht–, bodem– of water-water warmtepomp?
Auteur: Drs. Tim Mijzen
Sinds 1 juli 2018 is alle nieuwbouw gasloos. Het tijdperk van de elektrische warmtepomp is hierdoor aangebroken. Warmtepompen staan bekend om hun energiezuinigheid en comfort. Er zijn verschillende type warmtepompen waaruit u kunt kiezen. De keuze van het type warmtepomp heeft onder andere invloed op de EPC– en de BENG-berekening.
In dit artikel bespreken we het volgende:
Verschillende typen “elektrische” warmtepompen
Een warmtepomp kan zowel verwarmen als verkoelen. De opgewekte warmte of koeling wordt gebruikt om uw gebouw mee te verwarmen, koelen en/of warm tapwater op te wekken.
Warmtepompen staan bekend om hun hoge rendement dat wordt uitgedrukt in onder andere een Coëfficiënt Of Performance (COP). Een COP van 4 betekent dat de warmtepomp 4 keer meer warmte (kWh thermisch) levert dan het toestel als elektrische energie gebruikt (kWh elektrisch).
Het afgiftesysteem van een warmtepomp is vaak de vloer. De vloer dient zowel voor koeling als verwarming.
Er zijn verschillende bronnen die een warmtepomp kan gebruiken. In dit artikel beperken wij ons tot de drie meest voorkomende bronnen:
1. Buitenlucht: Lucht-water warmtepomp
De lucht-water warmtepomp gebruikt de buitenlucht als bron. De buitenlucht wordt door een ventilator door de warmtewisselaar gezogen. Het systeem werkt anticyclisch aangezien de grootste warmtevraag zich voordoet als de buitentemperatuur laag is. Dit geldt ook vice versa: de grootste koelvraag doet zich voor bij een hoge buitentemperatuur.
Koeling werkt meestal d.m.v. compressie. Een condensor geleidt het koelgas, waar het afkoelt en tot vloeistof condenseert. Hierdoor wordt warmte uit het water onttrokken. De warmte wordt vervolgens weer naar buiten getransporteerd. Het afgekoelde water dient om de woning te koelen.
2. Bodem (gesloten bron)
Een bodemwarmtewisselaar bestaat uit verticale of horizontale U-lussen. Horizontale lussen liggen 1 á 3 meter onder de grond. Verticale U-lussen legt men tot een diepte van maximaal 100 meter aan. Bij een gesloten bron komt het water nooit in direct contact met het grondwater. Door middel van de lussen wordt een vloeistof (vaak met antivriesmiddel) door de bodem geleid. De temperatuur in de bodem zorgt ervoor dat het water opwarmt of afkoelt. Vervolgens wordt het getransporteerd naar de warmtepomp. De warmtepomp zet vervolgens de temperatuur om naar bruikbaar energie (verwarming en/of koeling) voor het gebouw.
3. Water (open bron)
Op ongeveer 50 á 150 meter diepte is de temperatuur van het grondwater het gehele jaar circa 12°C. Er wordt een bronnensysteem aangelegd waarmee het grondwater uit een aquifer kan worden onttrokken. Om goed te functioneren dient er zowel een onttrekkings- als een injectiebron te worden aangelegd. Het ene aquifer slaat warm water op en het andere aquifer slaat koud water op. De warmtepomp regenereert op deze manier de bron: in de zomer wordt warmte geïnjecteerd en koeling onttrokken, in de winter wordt koeling geïnjecteerd en warmte onttrokken.
De verschillen tussen een lucht–, bodem– en water–warmtepomp
Onderstaand vindt u een tabel met het forfaitair rendement van de verschillende warmtepompen met een prijsindicatie*. Let op: goede warmtepompen (vaak is hiervan een kwaliteitsverklaring beschikbaar) hebben een hoger rendement dan de waarden die gepresenteerd zijn in de tabel. De verhouding tussen de warmtepompen en hun rendement blijft echter hetzelfde. Een goede buitenlucht warmtepomp zal bijv. nooit een hoger rendement hebben dan een goede water-water warmtepomp.
| Type | Forfaitair rendement verwarming** | Forfaitair rendement tapwater** | Forfaitair rendement koeling** | Prijsindicatie vanaf * |
|---|---|---|---|---|
| Lucht-water | 3,400-3,700 | 1,4 | 4 | € 4.000- 10.000 |
| Bodem | 3,700-4,488 | 2,0 | 10 | €10.000- 25.000 |
| Water-water | 4,500-5,200 | 2,2 | 10 | € 15.000 |
* Prijzen kunnen sterk afwijken van de tabel en dienen uitsluitend ter indicatie.
** Het rendement kan afwijken per fabrikant.
Invloed van het type warmtepomp op de energieprestatie en de BENG–berekening
Ons onderzoek kijkt naar de verschillen tussen een lucht-water, bodem en water-water warmtepomp. Het onderzoek bestaat uit 30 vrijstaande woningen, waar alle variabelen constant zijn gehouden. Er is geen vergelijking gemaakt op koeling. Koeling heeft voor sommige gebouwen een te grote invloed op de resultaten.
De vergelijking vindt plaats t.o.v. de lucht-water warmtepomp.
Onderstaand de resultaten:
| – | Lucht-water | Bodem | Water-water |
|---|---|---|---|
| Gem. verschil EPC | 0 | -0,1116 | -0,125 |
| Gem. verschil BENG 1 | 0 kWh/m² | 0 kWh/m² | 0 kWh/m² |
| Gem. verschil BENG 2 | 0 kWh/m² | -18,86 kWh/m² | -22,10 kWh/m² |
| Gem. verschil BENG 3 | 0 kWh/m² | -12,49 kWh/m² | -12,23 kWh/m² |
Een bodem en water-water warmtepomp zorgen voor een flinke daling op de EPC, BENG 2 en BENG 3 indicator.
Conclusie
De lucht-water warmtepomp heeft op alle onderdelen een lager rendement dan een bodem en water-water warmtepomp, maar is qua prijs een stuk interessanter.
Het rendement op verwarming en tapwater zijn twee belangrijke onderdelen in de energieprestatie. Samen zijn ze verantwoordelijk voor het overgrote aandeel aan energiegebruik voor uw gebouw. Een hoog rendement zorgt voor een flinke daling in uw energiegebruik, de BENG 2 en de BENG 3.
Koeling wordt een steeds belangrijker onderdeel in de energieprestatie. Nieuwbouwwoningen zijn voorzien van goede isolatie, die in combinatie met warme zomers en glas oppervlaktes van in de zon gelegen gevels kunnen zorgen voor oververhitting gedurende de zomermaanden. Een koelsysteem biedt hier een goede oplossing om het comfort gedurende de zomermaanden te behouden. Afhankelijk van de situatie kan een gebouw een groot koelend vermogen nodig hebben. In dat geval is het rendement van een koelsysteem erg belangrijk. De verschillen tussen een lucht-water in vergelijking met een bodem en water-water warmtepomp zijn enorm. Een lucht-water warmtepomp koelt goed, maar dit kost u veel meer energie dan bij een grond of water-water warmtepomp. U kunt altijd navragen bij uw adviseur of uw gebouw een groot koelend vermogen nodig heeft.
Een bodem en water-water warmtepomp presteren beter dan een lucht-water warmtepomp. Dit betekent echter niet dat een lucht-water warmtepomp een slechte keuze is. In de praktijk kiezen de meeste opdrachtgevers voor een lucht-water warmtepomp. De prijs is erg interessant en qua comfort scoort dit type vrijwel identiek aan de bodem en water-water warmtepomp. Wel moet u rekening houden dat een lucht-water warmtepomp geluid produceert. Het is belangrijk dat u zorgvuldig een opstellocatie kiest zodat u hier geen last van ervaart.
