Wat is het rendement van verwarmingsbronnen?

Als men kijkt naar de verwarming van woningen dan is het rendement belangrijk. Het rendement van verwarmingsbronnen is in feite de hoeveelheid warmte die geproduceerd kan worden door een verwarmingssysteem uit een bepaalde brandstof. Hoe hoger het rendement hoe rendabeler het verwarmingssysteem is. Een rendabel verwarmingssysteem is niet per definitie een duurzame verwarmingssysteem. Een hr-ketel verstookt bijvoorbeeld aardgas om cv-leidingwater te verwarmen. Aardgas is een fossiele brandstof en daardoor niet een duurzame energiebron. In tegenstelling tot een conventionele cv-ketel of een (verbeterd rendement) vr ketel haalt de hr-ketel wel meer warmte uit aardgas. Het rendement van de hr-ketel ligt dus hoger dan de andere ketelsoorten. Een hre-ketel heeft een nog hoger rendement en wekt zelfs elektriciteit op doormiddel van een warmtekrachtkoppeling.

De afgelopen jaren zijn er verschillende soorten verwarmingssystemen toegevoegd en is de keuze voor consumenten en bedrijven enorm geworden. De verwarmingsbronnen zijn zo divers dat men gespecialiseerde bedrijven moet gaan inschakelen als men een duidelijke indruk wil krijgen van de specifieke eigenschappen van elk verwarmingssysteem. Niet elk verwarmingssysteem is namelijk toepasbaar in elke woning. Er moet naar oppervlakte, isolatie, materialen en andere aspecten worden gekeken. Als men alleen naar het rendement van verwarmingssystemen zou kijken dan geeft de opsomming in de volgende alinea een duidelijk verschil weer tussen de verwarmingsbronnen.

Verwarmingsbronnen en hun rendement
Hieronder staan verschillende soorten verwarmingsbronnen en daarbij is het rendement genoemd. Hoe lager het rendement hoe meer warmte verloren gaat tijdens het proces. In onderstaande lijst zie je duidelijk dat het verstoken van hout in een open haard het minste rendement oplevert. De installatie van een warmtepomp levert het meeste rendement op. Dit is echter niet overal mogelijk. Ook de kosten moeten goed in de gaten worden gehouden bij een beslissing voor een bepaalde verwarmingsbron. Zo heeft een hr-ketel een aanschafprijs van ongeveer 2000 euro maar een hre-ketel kost maar liefst 12.000 euro. Het loont zeker de moeite om uit te zoeken of een dergelijk verschil in aanschafprijs zich gaat terugverdienen.

  • Open haard 20 procent
  • Elektrische kachel 40 procent
  • Gaskachel 65 procent
  • Houtkachel 75 procent
  • Speksteen/ Tegelkachel 90 procent
  • CV/ VR ketel 92 procent
  • Pelletkachel 94 procent
  • Hr-ketel 107 procent%
  • Hre ketel (Micro WKK) 130 procent
  • Warmtepomp 600 procent

Wat is een HRe-ketel?

Een HRe-ketel is een speciale cv-ketel met een hoog rendement die ook in staat is om elektrische stroom op te wekken. Dit klinkt natuurlijk interessant de ketel wordt gebruikt om het cv-leidingwater te verwarmen en tevens om elektrische stroom op te wekken. Toch moet men hierbij rekening houden met het feit dat er wel aardgas wordt verstookt voor zowel de radiatoren als het opwekken van elektriciteit. Het is dus maar de vraag of men een HRe-ketel als een duurzame oplossing kan beschouwen. Daarnaast is een HRe-ketel kostbaar in aanschaf. Deze ketels kosten al snel meer dan 10.000 euro en zijn eigenlijk alleen geschikt voor grote panden waarin 1.600 m3 gas of meer per jaar wordt verstookt. Dan nog loont het om eerst te kijken of deze gebouwen beter geïsoleerd kunnen worden om het gasverbruik op die manier te verlagen.

Hoe werkt een HRe-ketel?
De HRe-ketel is een cv-ketel met een hoog rendement. Dat betekent dat deze ketels in feite een maximaal rendement halen uit de aardgas die in deze ketels wordt verstookt. De belangrijkste functie van deze ketels is het verwarmen van cv-leidingwater maar de HRe-ketel gebruikt ook de hete gassen in de cv-ketel om elektrische stroom op te wekken. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een zogenaamde warmtekrachtkoppeling. De HRe-ketel gebruikt voor deze warmtekrachtkoppeling een stirlingmotor. Deze motor werkt op hete lucht in plaats van op een brandstof. Toch moet voor het produceren van deze hete lucht wel aardgas worden verstookt.

De HRe-ketel is energiezuiniger dan andere cv-ketels zoals de vr-ketel en de conventionele cv-ketel. De hete lucht van de HRe-ketel wordt namelijk gebruikt om elektrische energie op te wekken. Toch verbrand deze cv-ketel wel wat meer aardgas om er voor te zorgen dat de stirlingmotor goed werkt. Met een HRe-ketel zal men in de praktijk dus meer geld betalen op de gasrekening maar minder op de elektriciteitsrekening. Het is de moeite waard om hier een berekening op los te laten. Toch zal een HRe ketel waarschijnlijk nooit worden terugverdient gezien de hoge aanschafprijs.

Wat is een hr-ketel, vr-ketel en een hr-combiketel?

Een hr-ketel is een hoog rendement centrale verwarmingsketel en wordt geplaatst in woningen met een aardgasgestookte cv-installatie. Hoewel een hr-ketel aardgas verstookt kunnen deze ketels toch een gunstig energielabel A krijgen. Dit heeft te maken met het rendement dat de hr-ketel uit aardgas haalt. Bij de verbranding van aardgas in de cv-installatie haalt de hr-ketel een hoger rendement dan de conventionele cv-ketel.

Vr-ketels
De hr-ketel levert ook nog een hoger rendement dan de vr-ketels. De vr-ketel is minder energiezuinig dan de hr-ketel hoewel de letters ‘vr’ staan voor verbeterd rendement.

Combiketels
De benaming combiketel is vrij algemeen. In feite zegt de term combiketel weinig over de energiezuinigheid van de ketel. Een combiketel is een cv-ketel waar ook een boiler bij geplaatst is. Deze boiler zorgt er voor dat er warm water uit de kraan komt. Een combiketel is energiezuiniger dan een losse boiler of geiser. Er zijn echter verschillende soorten combiketels die onder andere verschillen op het gebied van energiezuinigheid.

Vr-combiketels en hr-combiketels

Er zijn op dit moment nog vr-combiketels en hr-combiketels op de markt. De hr-combiketels zijn hoogrendementsketels met een boiler. De allernieuwste variant is de HRe-ketel. Dit is tevens ook de duurste combiketel en geschikt voor huishoudens vanaf 4 personen.

Wat is een hybride ketel?

Een hybride ketel, een hybride HR ketel of een hybride cv-ketel is een gecombineerde verwarmingsinstallatie waarbij naast een gasgestookte ketel ook gebruik wordt gemaakt van een duurzamere en minder milieubelastende warmtebron in de vorm van een hybride warmtepomp. Over het algemeen heeft men het over een hybride warmtepomp in plaats van een hybride ketel. Net als andere producten waarbij men het woord hybride hanteert is er sprake van gecombineerd systeem waarbij een systeem aanwezig is dat werkt op fossiele brandstoffen en een ander systeem dat geen of nauwelijks CO2 uitstoot heeft. Zo bevat een hybride auto een verbrandingsmotor die op benzine werkt en een elektromotor die aangedreven wordt vanuit oplaadbare accu’s.

Hybride ketel of hybride warmtepomp
Een hybride ketel of beter gezegd een hybride warmtepomp bestaat uit een warmtepomp en een gasgestookte hoogrendementsketel (cv-ketel). De centrale verwarming haalt het benodigde warme water daardoor vanuit de warmtepomp en/of de cv-ketel. Omdat voor de werking van een cv-ketel of HR-ketel aardgas moet worden verstookt is een dergelijke verwarming belastend voor het milieu en zorgt deze voor CO2 uitstoot. Om die reden zal een hybride warmtepomp zo worden ingeregeld dat in eerste instantie de warmte wordt gehaald uit de hybride warmtepomp en in tweede instantie pas de cv-ketel in werking zal treden. In de praktijk blijkt vaak dat de cv-ketel in werking treed in koude perioden en wanneer er heet tapwater nodig is.

Hybride warmtepomp ter aanvulling op cv-ketel
Een hybride warmtepomp is een milieubewuste aanvulling op een bestaande cv-installatie. Dit maakt een hybride warmtepomp tot een interessant product voor mensen die een woning hebben met een cv-installatie en toch hun verwarmingssysteem willen verduurzamen. De bestaande centrale verwarmingsinstallatie hoeft er dan namelijk niet uit maar kan gewoon behouden worden en in gebruik blijven. De hybride warmtepomp zal echter een deel van het water voor de cv-installatie gaan verwarmen. Alleen wanneer het heel koud is zal de cv-ketel of hr-ketel worden ingeschakeld om warm water te leveren voor de cv-leidingen.

Wat is een hybride warmtepomp?

Een hybride warmtepomp is een gecombineerd verwarmingssysteem waarbij gebruik wordt gemaakt van een lucht-water warmtepomp en een ander soort verwarmingssysteem meestal in de vorm van een gasgestookte hoogrendementsketel (cv-ketel). In gebouwen waarbij men werkt met hybride verwarmingssysteem is er sprake van een samenwerking tussen een warmtepomp en een cv-ketel of hr-ketel.

Deze installaties worden gezamenlijk gebruikt voor het verwarmen van het gebouw en het verwarmen van het sanitaire water. Een hybride warmtepomp en een cv-ketel vullen elkaar aan op het gebied van verwarming. De buitentemperatuur en de gevraagde hoeveelheid warmte zijn belangrijke factoren die bepalend zijn of de warmte wordt geleverd door de warmtepomp of door de cv-ketel/ hr-ketel.

Waaruit bestaat een hybride verwarmingssysteem?
Een Hybride installatie zal bestaan uit twee verschillende verwarmingssystemen waarbij het ene systeem over het algemeen milieubelastend is en het andere systeem niet of nauwelijks milieubelastend is. Meestal is er een combinatie tussen een gasgestookte cv-ketel of gasgestookte hr-ketel in combinatie met een warmtepomp. Er zijn verschillende soorten warmtepompen
• lucht/water warmtepomp
• brine/water warmtepomp
• ventilatielucht/water warmtepomp
• water/water warmtepomp
Het hybride verwarmingssysteem kan uit twee losse verwarmingstoestellen bestaan maar er zijn ook verwarmingssystemen waarbij de verschillende soorten verwarming gecombineerd zijn en in één behuizing zijn geplaatst. Een dergelijk gecombineerd systeem wordt ook wel een hybride toestel genoemd.

De samenstelling van het verwarmingssysteem is afhankelijk van een aantal factoren waaronder het type warmtepomp. Meestal bestaat het hybride systeem uit een binnenunit waarin de warmtepomp is geplaatst en een buitenunit. Deze units worden gekoppeld aan een hr-ketel of cv-ketel en een slimme thermostaat. Als men gebruikt maakt van een hybridetoestel dan is dit meestal een toestel waarin een lucht/water warmtepomp gecombineerd is met een hr-ketel. De warmtepomp kan dan zowel binnenlucht als buitenlucht gebruiken om warmte te onttrekken.

Werking hybride warmtepomp in combinatie met een hr-ketel
Een warmtepomp werkt op elektriciteit. De elektrische stroom zorgt er voor dat de ventilator in de warmtepomp de (buiten)lucht aanzuigt het systeem in. Uit deze lucht wordt warmte gewonnen. Met behulp van een compressor wordt deze lucht op een hogere temperatuur gebracht. Deze lucht wordt afgegeven op de condensor / wisselaar. Aan de andere kant van de condensor zorgt een circulatiepomp er voor dat het water in het verwarmingssysteem wordt rondgepompt. Aan de bovenkant stroomt het water het buffervat in en onderlangs het buffervat weer uit. Dan gaat het water na afgifte van de warmte weer terug naar de condensor. Met een hybride warmtepomp kan men warm water realiseren maar geen heet water. Als heet water nodig is zal men daarvoor de cv-ketel nodig hebben. Ook wanneer men snel heel warm water nodig heeft zal de cv-ketel in werking treden. Een controller of regelunit zorgt er in combinatie met een slimme thermostaat voor dat in eerste instantie de warmte van de hybride warmtepomp zal worden gebruikt voor de verwarming.

Energie besparen met hybride warmtepomp
Een hybride warmtepomp zorgt voor energiebesparing en minder CO2 uitstoot omdat een gedeelte van de verwarming niet uit de gasgestookte cv-ketel komt maar uit de warmtepomp. Dat maakt dat het kiezen voor een hybride warmtepomp een milieubewuste keuze is. Daarnaast zorgt het systeem er ook voor dat er minder gas wordt verstookt wat weer gunstig is voor het verlagen van de maandelijkse energielasten.

Waarom een hybride verwarmingssysteem?
Men zou zich af kunnen vragen waarom men niet gewoon de cv-ketel of hr-ketel vervangt voor een warmtepomp. Dit zou natuurlijk de meest ideale situatie zijn want dan hoeft men bijvoorbeeld geen gasgestookte cv-ketel of hr-ketel te gebruiken en kan men het gebouw misschien zelfs klimaatneutraal of CO2 neutraal verwarmen.

Helaas is dit echter niet eenvoudig. De meeste woningen in Nederland zijn aangesloten op aardgas en zijn niet zo energiezuinig als een nulwoning of een passiefhuis. In plaats daarvan maken ze nog gebruik van aardgas. Deze fossiele brandstof zal bij een hybride verwarming alleen in de koude wintermaanden worden aangesproken voor de verwarming van het tapwater bijvoorbeeld. Voor de warmere dagen zal de warmtepomp de gevraagde warmte uit de omgevingslucht kunnen onttrekken, dit kan de buitenlucht zijn maar ook de binnenlucht.

De hybride warmtepomp zorgt er overigens voor dat de bestaande verwarming niet geheel vervangen hoeft te worden. In plaats daarvan is de hybride warmtepomp een ideale combinatie waarbij een bestaand verwarmingssysteem energiezuiniger en milieubewuster wordt gemaakt. Hybride warmtepompen kunnen bovendien gebruikt worden in combinatie met de standaard radiatoren die aan centrale verwarmingssystemen zijn gekoppeld. Grote technische aanpassingen zijn meestal niet nodig bij de installatie van een warmtepomp in combinatie met een reeds bestaande cv-installatie. Daardoor hoeft voor de installatie van een hybride warmtepomp meestal geen enorme bedragen te worden betaald.

Wat is het gaskeur voor ketels?

Gaskeur is een keurmerk voor cv-ketels. Het gaskeur wordt beheerd en verstrekt door KIWA, voluit het Keurings Instituut voor Waterleiding Artikelen. Het gaskeur is niet verplicht maar wordt op basis van vrijwilligheid toegepast op cv-ketels. Op het gaskeur is aangegeven aan welke extra standaarden de cv-installatie voldoet. Deze extra eisen geven een nog beter beeld van de prestaties van de ketel dan de wettelijke eisen waaraan de ketels in Nederland moeten voldoen.

Waarom is het gaskeur ingevoerd?
Het gaskeur is een aanvulling op de CE markering. De afkorting CE staat voor Conformité Européenne. De CE markering maakt duidelijk dat de ketel al voldoet aan de eisen in overeenstemming met de Europese regelgeving. Ketels moeten aan de Europese eisen voldoen om gebruikt en verkocht te mogen worden in Europa. Veel ketelbouwers willen echter betere ketels ontwikkelen dan ketels die aan de minimale Europese richtlijnen voldoen. Daarom is het gaskeur voor veel ketelbedrijven een interessant middel om de kwaliteit van hun product inzichtelijk te maken.

Wanneer is het gaskeur ingevoerd?
Het gaskeur is in 1994 in Nederland ingevoerd door de KIWA en de VFK (vereniging van cv-ketelfabrikanten). Dit maakt duidelijk dat ook ketelfabrikanten dit keurmerk voor hun producten wensten. Het gaskeur is voornamelijk gericht op het beoordelen van ketels op het gebied van energiezuinigheid en milieuvriendelijkheid. Het eerste aspect ‘energiezuinigheid’ heeft te maken met het energieverbruik van de ketel en het tweede aspect ‘milieuvriendelijkheid’ is vooral gericht op de materialen die gebruikt zijn voor de bouw vak de ketel en de apparatuur. Het gaskeurmerk wordt uitgegeven voor een bepaald type ketel.

Wat staat er op het gaskeur?
Het gaskeur wordt doormiddel van een sticker aangegeven op de verwarmingsketel. Op deze sticker staan onder andere vermeld of het een hoogrendementsketel (HR-ketel) betreft. Daarnaast is de comfortwaarde aangegeven als de ketel voor het verwarmen van water is bedoelt. Verder is op de gaskeursticker aangegeven of de ketel geschikt is voor het gebruik van zonnewarmte als verwarmingsbron.

Wat is een hoogrendementsketel of HR-ketel?

Een hoogrendementsketel of HR-ketel is een ketel die gebruikt wordt voor de verwarming van een gebouw zoals een woning of een utiliteitscomplex. De afkorting HR staat voor hoog rendement. Dit houdt in dat deze ketels een hoger rendement hebben dan andere ketels die worden gebruikt voor de verwarming. Het hogere rendement wordt door condensatie van de waterdamp uit de rookgassen gerealiseerd. De eerste hoogrendementsketels werden in Nederland ingevoerd door het bedrijf Nefit, dit gebeurde in het jaar 1981.

Drie categorieën HR-ketels
Het Gaskeur, dit is een keurmerk van KIWA, heeft een specifiek HR-label. Op dit HR-label worden HR-ketels in drie categorieën verdeeld, dit zijn de volgende:

  • HR 100, met een rendement van ten minste 100%
  • HR 104, met een rendement van ten minste 104%
  • HR 107, met een rendement van ten minste 107%.

Het Gaskeur HR is berekend op de onderste verbrandingswaarde van aardgas. Daar is de condensatiewaarde niet in meegenomen. Om die reden kan bij condenserende ketels de waarde boven 100% uitkomen. In de volgende alinea is uitgelegd hoe men aan deze percentages komt.

Hoe wordt het rendement van een ketel berekend?
Een rendement van een ketel kan in theorie niet boven de 100% uitkomen. Toch worden deze percentages wel door het Gaskeur HR gehanteerd. Dit is slechts een definitie. Volgens de Europese richtlijnen hoeven de verliezen die ontstaan door de afvoer van de verbrandingsgassen niet worden meegerekend in het rendement van de ketel. Als men het rendement van de ketel berekend gaat men uit van de onderste verbrandingswaarde. Dankzij condensatie van waterdamp in de rookgassen kan men een maximale warmtewinst boeken. Deze winst is in theorie bij aardgas maximaal 11% omdat in aardgas 11% condensatiewarmte zit en ongeveer 100% verbrandingsenergie.

Hoe werkt een hoogrendementsketel?
Het hogere rendement van deze ketels wordt verkregen door het koude retourwater van de ketel in een warmtewisselaar voor te verwarmen met de rookgassen van de ketel. Een deel van de waterdamp condenseert hierbij in de rookgascondensor en draagt daardoor veel warmte over, ongeveer 2258 kJ/kg. HR-ketels zijn voorzien van een zogenoemd condensaatafvoer die ook wel condensafvoer wordt genoemd. Daardoor wordt de gecondenseerde waterdamp afgevoerd. De hoeveelheid condens die afgevoerd wordt is afhankelijk van de brandstof die men gebruikt om de ketel te stoken. Als men 1 m³ (0,7 kg) aardgas verstookt in een HR-ketel dan heeft men ongeveer 1,5 liter condensaat. Per liter stookolie is het condensaat 1 liter.