Hoge temperatuur warmtepomp als oplossing voor gasvrij wonen

Een hoge temperatuur warmtepomp wordt door verschillende installatiebedrijven genoemd als oplossing voor gasvrij wonen. Met name oudere woningen zouden kunnen worden voorzien van een hoge temperatuur warmtepomp omdat die woningen voorzien zijn van cv-ketels die eveneens een hoge aanvoertemperatuur hebben van het cv-leidingwater. Een hoge temperatuur warmtepomp kan warm water leveren tot en met 70 graden Celsius. Dat is bijna de temperatuur die een conventionele HR ketel levert. Die is meestal standaard ingesteld op 80 graden Celsius. Veel oudere woningen zijn ingesteld op een hoge aanvoerwarmte vanuit de cv-ketel. Dat zorgt er voor dat deze woningen niet eenvoudig kunnen overstappen op een lage temperatuurverwarming zoals de meeste moderne woningen wel hebben.

De overstap naar bijvoorbeeld vloerverwarming is daardoor dus ook niet altijd een verstandige beslissing. Het aansluiten van een hoge temperatuurwarmtepomp zou wel een oplossing kunnen zijn. Echter is een hoog temperatuur (HT) warmtepomp ook niet geheel energiezuinig. Deze installatie wordt aangeboden in verschillende varianten waaronder een lucht/water warmtepomp. Deze warmtepomp bestaat uit twee delen: een binnendeel die op de plek van de Cv-ketel wordt gezet en een buitendeel. Het gedeelte dat buiten is geplaatst haalt warmte uit de buitenlucht. Het gedeelte dat binnen staat maakt warm water van 70 tot 80˚C. Het verschil tussen een standaard lucht/water warmtepomp is dat de standaard warmtepomp het cv-leidingwater verwarmt tot ongeveer 55˚C.

Een hoge temperatuur warmtepomp verbruikt geen gas. Op de gasrekening zal een woning dus aanzienlijk gaan besparen. Wel zal een hoge temperatuur warmtepomp veel elektrische energie verbruiken. Daardoor kunnen de energielasten van de woning alsnog heel hoog zijn. Om die reden wordt door de meeste installatiebedrijven geadviseerd om 12 tot 14 zonnepanelen te plaatsen met een vermogen van 300 wp. Deze zonnepanelen zouden voldoende elektrische energie kunnen leveren voor de complete energiebehoefte van de hoge temperatuur warmtepomp. Dit is ten minste wat de installateur beweert. Het is altijd goed om meerdere adviezen in te winnen van erkende installateurs. Over de aanschaf van een hoge temperatuur warmtepomp moet goed worden nagedacht.

Werking van een warmtepomp ten opzichte van een cv-ketel

Een warmtepomp heeft een andere werking dan een aardgasgestookte cv-ketel. In een cv-ketel wordt aardgas verbrand waarbij veel hitte vrij komt. Deze hitte wordt gebruikt om het leidingwater van de centrale verwarming op een hogere temperatuur te brengen. Het verwarmde water wordt door cv-leidingen getransporteerd naar de radiatoren waar de warmte wordt afgeven aan de omgeving. Wanneer men de cv-ketel zou vervangen door een waterstofketel is de werking van de installatie grotendeels hetzelfde ondanks het feit dat er een ander brandbaar gas wordt gebruikt. Als men echter een warmtepomp installeert is de werking wel geheel anders.

Drukveranderingen in plaats van hittebron

Een warmtepomp maakt namelijk niet gebruik van een hittebron maar van drukveranderingen. Een warmtepomp bevat dus geen verbrandingsketel waarin aardgas of waterstof wordt verbrand. In plaats daarvan wordt een leidingensysteem geïnstalleerd binnen de woning maar ook daar buiten. Aan de buitenkant van de woning is de druk laag, waardoor vloeistof verdampt en de buizen afkoelen. Aan de binnenkant is de druk hoog waardoor vloeistof condenseert en warmte vrijkomt. Deze warmte kan vervolgens worden afgegeven door radiatoren maar ook via vloerverwarming. Omdat er niet veel warmte vrijkomt spreekt men wel van lagetemperatuurverwarming (LTV).

Lagetemperatuurverwarming
Lagetemperatuurverwarming is milieuvriendelijker dan verwarming doormiddel van een cv-installatie die op aardgas of waterstof is gestookt. Er komt namelijk niet direct CO2 vrij in de atmosfeer. Op een indirecte manier kan er wel CO2 worden uitgestoten. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van een elektrische pomp om het water rond te pompen. Voor het maken van de drukveranderingen is namelijk elektrische stroom nodig. Deze elektrische stroom kan ook doormiddel van zonnepanelen worden opgewekt waardoor het systeem nog duurzamer wordt. De warmtepompen werken doormiddel van drukverschillen. Het realiseren van de drukverschillen gebeurd in de compressor. De compressor zorgt voor overdruk. Naast een compressor en een pomp heeft de warmtepomp ook een condensor en warmwatertank.

Wat is een warmtepompboiler?

Een warmtepompboiler is een boiler die doormiddel van een warmtepomp op temperatuur wordt gebracht en gehouden. Warmtepompboilers zijn een duurzamer milieuvriendelijker alternatief voor de boilers die op aardgasgestookte cv-ketels zijn aangesloten. Een boiler wordt gebruikt voor zogenaamd sanitair water. Dit is in feite het water dat uit de kraan of douche komt. Een boiler maakt een bepaalde hoeveelheid water warm en houdt dit water warm totdat het water wordt afgetapt omdat men bijvoorbeeld warm water voor de douche of het bad gebruikt. Als er water uit de boiler is afgetapt zal er nieuw water in de boiler worden gepompt zodat dit water ook weer op temperatuur kan worden gebracht en gehouden.

Er zijn verschillende boilers. Een bekende duurzame milieuvriendelijke boiler is bijvoorbeeld de zonneboiler. Het water van een zonneboiler wordt doormiddel van zonnepanelen op temperatuur gebracht. Daarom hoeft er geen of nauwelijks aardgas te worden verstookt. Een zonneboiler is dus een duurzame installatie voor warm water. Een minder bekend duurzaam alternatief is de warmtepompboiler. Deze boiler bevat een lucht-water warmtepomp. Deze warmtepomp wordt gebruikt om warmte uit de omgevingslucht te onttrekken. Om die reden staan warmtepompboilers vaak in wat warmere ruimtes. Dan kan er eenvoudiger warmte uit de lucht worden onttrokken.

Een warmtepompboiler kan de temperatuur van het water maar tot een bepaald niveau verwarmen. Een elektrische weerstand zorgt er voor dat de temperatuur van het water verder verhoogd kan worden. omdat de warmtepompboiler ook elektrische stroom verbruikt is het apparaat pas echt volledig duurzaam als deze elektrische stroom ook nog door zonnepanelen wordt opgewekt. Het is echter mogelijk om een warmtepompboiler aan te sluiten op zonnepanelen. Daardoor is deze warmwaterinstallatie volledig duurzaam.

Wat is een lucht/ water warmtepomp?

Een lucht/water warmtepomp is een verwarmingssysteem waarbij een elektrisch aangedreven warmtepomp water verwarmt en rondpompt door een leidingen, vloerverwarming en radiatoren. In de radiatoren zit dus water dat is opgewarmd door de warmtepomp. Deze warmtepompen worden gerekend tot de duurzame verwarmingssystemen omdat er geen aardgas wordt verstookt maar in plaats daarvan warmte uit de lucht wordt onttrokken. Daarbij komt 75 procent van de warmte / energie uit de buitenlucht en wordt 25 procent uit het elektriciteitsnet onttrokken. Dat is dus een verhouding waarbij voor elke 4 kW warmte die een lucht/water warmtepomp produceert er 1 kW elektriciteit nodig is.

Luchtwarmtepompen worden in de praktijk gebruikt als centrale verwarmingssystemen en aangesloten op radiatoren en vloerverwarming. Het probleem is echter dat luchtwarmtepompen niet een grote hitte kunnen produceren zoals een aardgasgestookte cv-ketel dat wel kan. Een luchtwarmtepomp levert bijvoorbeeld een warmte van ongeveer 30 tot 35 graden Celsius terwijl een cv-installatie die op aardgas draait een aanvoerwarmte heeft tot wel 80 graden Celsius. Dat betekent dat de componenten van een installatie die draait op een luchtwarmtepomp ook moeten worden aangepast. Men heeft het ook wel over lagetemperatuurverwarming. Daarvoor zijn dus ook lagetemperatuurconvectoren en lagetemperatuurradiatoren nodig. Voordat daadwerkelijk een luchtwarmtepomp worden geinstalleerd dient een goede berekening te worden gemaakt over de energiezuinigheid en isolatie van de woning. Een goed geïsoleerde woning kan met een luchtwarmtepomp worden verwarmd.

Lagetemperatuurconvectoren in plaats van conventionele cv-radiatoren

Lagetemperatuurverwarming is in opkomst in Nederland. Door het gebruik van warmtepompen ontstaan nieuwe toepassingen in de verwarmingstechniek. Veel woningen in Nederland zijn nog aardgasgestookt. Dat betekent dat deze woningen op het aardgasleidingnetwerk zijn aangesloten en dat de woningen aardgas verstoken in de centraleverwarmingsinstallaties oftewel de cv-installaties. Vanaf de cv-ketel gaat het opgewarmde water naar de radiatoren die de warmte afgeven aan de ruimtes waarin deze geplaatst zijn. Op zich een prima systeem alleen het is niet milieuvriendelijk want er wordt nogal wat aardgas verstookt tijdens koude periodes in Nederland.

Een andere oplossing die kan worden ingezet voor de verwarming van woningen is een warmtepomp. Dit kan een aardwarmtepomp zijn gebaseerd op geothermie of een luchtwarmtepomp. Deze beide systemen kunnen warmte winnen en zetten deze warmte doormiddel van een elektrisch aangedreven pomp door naar maximaal ongeveer 55 graden Celsius. Dat is meteen het belangrijkste nadeel van warmtepompen, ze kunnen namelijk niet hele hoge temperaturen bereiken. Bij een aardgasgestookte cv-installatie is dat wel mogelijk. De radiatoren van de conventionele cv-installaties zijn gebouwd om cv-leidingwater met een temperatuur tot ongeveer 80 graden Celsius te verwerken. Daardoor kunnen de conventionele radiatoren in korte tijd enorm veel warmte afgeven.

De conventionele radiatoren zijn echter niet geschikt om aangesloten te worden op een warmtepomp. Daarvoor geven de radiatoren te weinig warmte af. Om die reden moeten lagetemperatuurradiatoren of lagetemperatuurconvectoren gekoppeld aan het leidingsysteem dat naar de warmtepomp gaat. Deze radiatoren zijn speciaal ontwikkeld om leidingwater met een temperatuur van ongeveer 30 tot 35°Celsidus te ontvangen en verwerken. Er zijn echter ook warmtepompen en lagetemperatuurradiatoren die werken met een aanvoertemperatuur van 40 tot ongeveer 45 graden Celsius. Er wordt nog veel ontwikkelt op dit gebied. De conventionele radiator zal echter op den duur uit de woningen moeten. Daarvoor in de plaats kan vloerverwarming worden aangebracht maar op de bovenverdieping van woningen kiest men meestal voor radiatoren. Daarom zullen in de toekomst steeds vaker gecombineerde systemen worden geplaatst met vloerverwarming en lagetemperatuurradiatoren.

Wat is lagetemperatuurverwarming of LTV?

Lagetemperatuurverwarming is een verwarmingstechnologie waarbij de aanvoertemperatuur niet hoger is dan 55 graden Celsius. Daarmee verschilt lagetemperatuurverwarming van bijvoorbeeld een aardgasgestookte centrale verwarming. Cv-installaties die op aardgas draaien hebben een aanvoertemperatuur van 80 graden Celsius of zelfs hogere temperaturen. Het verkrijgen van een dergelijk hoge temperatuur vereist meer energie en dus meer verbranding dan het verkrijgen van een temperatuur van 55 graden Celsius. Daarom is lagetemperatuurverwarming energiezuiniger.

Vloerverwarming of radiatoren
Lagetemperatuurverwarming wordt meestal gekoppeld aan vloerverwarming omdat vloerverwarming in vrij lage temperatuur heeft. Toch is lagetemperatuurverwarming oftewel LTV ook gebruikt worden in combinatie met radiatoren. Dan is er sprake van wandverwarming eventueel in combinatie met vloerverwarming. Voor lagetemperatuurverwarming kan men een aardgasgestookte cv-installatie gebruiken maar een warmtepomp of een hybrideketel is een veel betere en vooral veel duurzamere oplossing. LTV zorgt voor een gelijkmatige verwarming van de woning.

Gelijkmatige verwarming
Dat betekent dat er minder pieken en dalen zijn in de verwarming. Om die reden moet de nachtverlaging worden geminimaliseerd. In plaats van het veel lager zetten van de LTV-installatie in de nacht laat men deze installatie voortdurend op een bepaald niveau aanstaan. Doordat er geen pieken en dalen in de warmtevraag zitten wordt er veel minder energie verbruikt. Daarnaast werkt de verwarmingstechniek veel effectiever omdat de temperatuur constanter is. Een nadeel van LTV is dat het over het algemeen langer duurt voordat de woning een hogere binnentemperatuur krijgt. Men kan niet eenvoudig de ‘kachel’ omhoog draaien om vervolgens binnen korte tijd de vertrekken aanzienlijk te verwarmen. Veel mensen met een aardgasgestookte cv-installatie zijn dat wel gewend. De cv-installatie gaat dan vervolgens ‘loeien’ en wordt veel aardgas verstookt en CO2 uitgestoten. Bij een LTV werkt dit principe niet maar wordt ook veel minder CO2 uitgestoten.

LTV en verwarmingssystemen
LTV kan men combineren met vrijwel alle verwarmingsinstallaties. Zo kan men LTV combineren met HR-ketels maar ook met een warmtepomp. De combinatie met de warmtepomp is in de praktijk het meest natuurvriendelijk. Er zijn verschillende warmtepompen. Zo zijn er warmtepompen die warmte onttrekken uit de aardbodem (aardwarmte) en uit de buitenlucht of ventilatielucht. Uit de aardbodem en de lucht kan wel warmte worden gewonnen maar deze warmte is niet voldoende om een woning echt te verwarmen. Daarom wordt de temperatuur verhoogd door de elektrische warmtepomp.

Elektrische warmtepomp

De elektrische warmtepomp zorgt er voor dat de temperatuur van het cv-leidingwater wordt verhoogd. Er is een duidelijk verband tussen het energieverbruik van de warmtepomp en de temperatuur van de aardbodem en lucht. Als deze aardbodem en lucht een hoge temperatuur hebben hoeft de warmtepomp minder elektriciteit te verbruiken om de gewenste warmte te krijgen. Andersom werkt natuurlijk ook, als men bijvoorbeeld de verwarming laag zet hoeft er ook minder warm water te worden geproduceerd door de warmtepomp. Dat is energiezuiniger. Bij een LTV is de warmtevraag, zoals eerder genoemd, lager waardoor er minder elektrische energie hoeft te worden verbruikt.