Lucht/water Warmtepomp

Eerst een verhaal over de werking van de warmtepomp, die bij ons is geïnstalleerd.

De lucht/water Warmtepomp is een Nibe F2012 8kWh. Er zijn ongetwijfeld betere en goedkopere Warmtepompen, maar hier heb ik (een beetje) ervaring mee. Klik op de blauwe tekst als je over Nibe meer informatie wilt hebben.

Een lucht/water Warmtepomp is een apparaat, dat warmte uit de buitenlucht haalt en omzet in bruikbare warmte voor de Cv installatie. Ook als het vriest (tot -25⁰ ). Directe elektrische verwarming is in Nederland niet nodig en is ook niet geïnstalleerd bij mij.

Dit apparaat is een zogenaamde Monoblock uitvoering, alle apparatuur zit in één behuizing en staat buiten. Uit het apparaat komen 2 leidingen: Cv in en Cv uit. En heeft een elektrische aansluiting voor de pomp en ventilator: één fase 16 A gezekerd.

Voordeel: apparaat komt compleet en getest aan, en iedere installateur kan hem plaatsen.
Nadeel: als het apparaat uitvalt bij storing kunnen (bij vorst)  leidingen en delen van de apparatuur bevriezen. (daar zijn dan weer oplossingen voor, heb ik nog niet aangeschaft)

Via de smartphone kan ik de werking van het apparaat volgen en beïnvloeden, overal waar wifi voorhanden is.

De warmtepomp staat onder ons slaapkamerraam, 1,5 meter van de gevel. Het geluid van de pomp is te horen maar is niet irritant. Ik ga nog een geluidsschot plaatsen, maar dat heeft geen haast.

 Het principe van de lucht/water Warmtepomp zal ik proberen uit te leggen aan de hand van de tekening links. We beginnen onderaan de tekening.
De buitenlucht is 2⁰C (A) en verlaat via ventilator het apparaat met -3⁰C.
Tussen B en C is een wand met een warmtewisselaar, die transporteert de warmte van de buitenlucht B naar de speciale vloeistof in C.
De vloeistof begint te koken en temperatuur van de damp is 5⁰C, een compressor D comprimeert die damp en de temperatuur stijgt tot 80⁰C.
Deze warme damp van 80⁰C komt in de condensor E  en verwarmt via een warmtewisselaar het Cv water G tot 55⁰C. 
Het Cv water verwarmt de woning b.v. via de vloerverwaming en komt retour met 45⁰C.
De damp in de condensor E  wordt afgekoeld door het Cv water van 45⁰C en wordt weer gedeeltelijk vloeistof. Via een expansieventiel wordt het damp/vloeistof mengsel verder afgekoeld en alles wordt weer vloeistof van in dit geval 0⁰. En kan de cyclus weer opnieuw beginnen.

Links zien jullie een grafiek van de capaciteit van een Warmtepomp.
Op de horizontale as de temperatuur van de buitenlucht. En verticaal de capaciteit van de Warmtepomp in kW. Van 0⁰C tot 15⁰C buitenluchttemperatuur is de capaciteit vrijwel constant en iets meer dan 6 kWh. De minimum capaciteit is in datzelfde traject tussen 2 kW en 3 kW.
Het apparaat kan de capaciteit regelen met het toerental van de pomp en het toerental van de ventilator.

Op het punt van 0⁰C en lager loopt de capaciteit terug, bij -10⁰C is de capaciteit 5 kWh, daarmee moet je rekening houden als je een Warmtepomp bestelt.
Je hebt juist bij lagere buitentemperatuur een hogere capaciteit nodig.
Dat werkt bij een warmtepomp dus juist verkeerd om, als je daar maar rekening mee houdt, hoeft dat geen probleem te zijn.
Vraag: Als je een warmtecapaciteit van 6 kW nodig hebt om je huis te verwarmen is deze Warmtepomp dan geschikt?

De Warmtepomp heeft een prima rendement omdat de warmte uit buitenlucht  gratis is. De lage buitenluchttemperatuur verwarmt de speciale vloeistof, de vloeistof verdampt bij die lage temperatuur en de elektrisch aangedreven compressor verhoogt die temperatuur tot gebruikswaarde.

De benodigde elektriciteit, om 4 kWh warmte op te wekken is, 1 kWh voor de compressor en ventilator.

Dat is een rendement van 400%

De fabrikanten van warmtepompen geven dat op als COP van 4, bij een rendement van 400%.
COP staat voor Coëfficient Of Performance  (rendementnorm) en wordt opgegeven bij 35⁰C buitenluchttemperatuur en 7⁰C Cv watertemperatuur. Let daarop!

Want in de volgende grafiek zul je zien dat de COP afhankelijk is van genoemde temperaturen.

 In deze grafiek staat horizontaal weer de buitenluchttemperatuur en verticaal de COP.

Vraag: wat is de standaard COP van deze warmtepomp?

Vraag: wat is de COP bij een buitenluchttemperatuur van -7⁰C ?

Vraag: als ik dan reken met een gemiddelde COP van 4 over het hele winterseizoen is dat dan aan de veilige kant?

Bij -15⁰ wordt de COP nog geen 3 maar dat komt in Nederland nauwelijks voor. En dan ook meestal maar een paar nachten.

 De tekening in de dia is overgenomen van de website warmte weetjes . Een zeer informatieve site over het toepassen van o.a. warmtepompen. Klik voor meer info op de blauwe tekst.
Tip:Lees eerst de tekst links onder de dia: Regeling Warmtepomp

Een warmtepomp heeft een compressor en die moet zo weinig mogelijk pendelen (starten en stoppen). Daarom is een buffer (100 liter) geschakeld tussen de warmtepomp en de Cv installatie.

Als het Cv water de buffer heeft afgekoeld tot een berekende temperatuur , start de warmtepomp en wordt de buffertemperatuur 3⁰C warmer gemaakt dan de berekende temperatuur. De warmtepomp start pas als de buffertemperatuur 3⁰C lager is dan de berekende temperatuur.
Voorbeeld: de start is bij  25⁰C, de berekende waarde is 28⁰C, en de stop is bij 31⁰C

De buffertemperatuur slingert dus 6⁰C rond de berekende temperatuur. Door de trage vloerverwarming (dik blok beton) merk je daar niets van. Maar de compressor slaat nu maar 1 x per uur aan.

In de praktijk werkt dat prima.

Op een app op je smartphone kun je veel meetwaarden van de warmtepomp volgen, maar dat hoeft natuurlijk niet.

Ik merk, dat ik steeds minder kijk op de app, het systeem is nu goed ingeregeld.

Het elektriciteitsverbruik van de Warmtepomp volg ik apart, dat verbruik is veel lager dan verwacht, maar dat heeft alles te maken met de relatief hoge temperaturen deze winter.

 Kijken we nu eerst wat de Cv installatie op gas in onze woning presteerde.
In 2004 gebruikte de Cv installatie 1600 m3 gas per jaar.
Door allerlei maatregelen is dat teruggelopen naar 1000 m3  gas per jaar. zie dia

De hele benedenverdieping heeft een vloerverwarming en de 1e verdieping met 3 slaapkamers alleen radiatoren, die allemaal een eigen thermostaat hebben, ingesteld op de “vorst” stand.

Die vloerverwarming is heel belangrijk voor een warmtepomp, want de temperatuur in de vloer is erg laag en dat is gunstig voor het rendement van de warmtepomp.

In het besparing-rijtje op de dia staat nog niet de balans-ventilatie, die het huis ventileert en de inkomende lucht verwarmt met de uitgaande lucht. Die inkomende lucht verwarmt ook gedeeltelijk de eerste verdieping. (blijft in elk geval vorstvrij)

De blauwe staaf stelt 1000 m3 gas voor en dat gas levert ongeveer 10.000 kWh warmte 

 Als je nu de Cv installatie op 1000 m3 gas (10.000 kWh) vergelijkt met een warmte pomp, dan zie je dat een warmtepomp (met een COP van 4) 2500 kWh aan elektra gebruikt, om 10.000 kWh aan warmte te produceren.

Als je dus in staat zou zijn, al je elektrische energie duurzaam op te wekken, dan is zo’n warmtepomp een geweldig apparaat om je woning te verwarmen. We hebben wel 18 zonnepanelen op het dak liggen en 12 panelen bij EC Noorddijk

Maar …s’winters komt de elektrische energie van b.v. een centrale gestookt met gas/kolen/kernenergie

De vraag is dan: is een warmtepomp dan ook nog zinvol?

 De vraag is dan hoeveel gas heeft een elektrische centrale nodig om 2500 kWh elektriciteit te leveren. (Als de centrale 1000 m3 gas nodig zou hebben, om 2500 kWh te produceren is er geen winst)

Een gascentrale heeft een rendement van 40% om de elektriciteit aan huis te leveren.

Het verlies is 60 gedeeld door 40 x 2500 kWh= 3750 kWh.
Plus de opgewekte elektriciteit van 2500 kWh is samen 6250 kWh.

1 m3 gas levert nog steeds ongeveer10 kWh, dus is er 625 m3 gas nodig om de 2500 kWh elektriciteit op te wekken en thuis af te nemen.

Ten opzichte van de 1000 m3 gas voor de Cv, is er in de centrale 625 m3 gas nodig om de 2500 kWh op te wekken voor de warmtepomp.
Er is  dus een voordeel in de keten van 1000-625=375 m3 gas.
Toch de moeite waard!
Dat scheelt 1,8 x 375m3= 675 kg CO2 en voor kolengestookte centrales 1350 kg CO2

 Is er ook een financieel voordeel? 1000 m3 gas kost € 800 per jaar.
                                                             En 2500 kWh kost € 500 per jaar
                                                                  Het voordeel is € 300 per jaar.

 De aanschaf en installatie van onze warmtepomp  heeft € 10.000 – € 2.000 subsidie = €  8.000,- gekost. 

Heb je een spaarcentje op de bank staan en kan daar € 8000 vanaf, zonder dat het pijn doet, gebruik dat dan om te investeren in een warmtepomp. 
Dan krijg je toch elk jaar 3,75% rente (het voordeel van  €300 per jaar) en dat is meer dan de banken geven 

Om € 8000 te lenen met de Energiebesparingslening kost je dat € 73 per maand gedurende 120 maanden. (1,9% rente) 

Verder weet ik, dat er ook warmtepompen van de dezelfde capaciteit zijn, die met aanschaf, subsidie en installatie rond € 6000 kosten. Maar daar heb ik geen referenties van.

 Ik heb voor de warmtepomp € 990 ingelegd bij EC Noorddijk (10 panelen goed voor 2500 kWh) voor de warmtepomp.

Daar krijg ik elk jaar € 200 voor terug, dan is het verschil met gas stoken al € 500.

Om € 8990 te lenen met de Energiebesparingslening kost je dat € 80 per maand gedurende 120 maanden. (1,9% rente) 

Dus netto kost je dat maar € 80 – € 500/12= € 39 per maand

Inmiddels zijn we nu geheel van het gas af en betalen dus ook geen vastrecht meer en andere kosten voor het gas.

Dat heeft ook geld gekost, maar dat is een ander verhaal.