19-10-2015
Warmtepompen Om een woning te verwarmen zijn diverse mileu vriendelijke mogelijkheden. Één van de mogelijkheden is een warmtepomp. Er zijn diverse verschillende soorten warmtepompen maar de proces werking bij deze verschillende soorten is het zelfde. In dit document willen we graag diverse warmtepompen belichten en een vergelijking maken een gasketel. Voor de vergelijking maken gebruik van de energie gegevens van een standaart woning. Een vergelijking met een gasketel niet realisties omdat een warmtepomp warmte levert in de winter en koeling in de zomer. Om tot een goed vergelijking te kunnen komen moeten we ook de kosten van een Airco unit meenemen in de vergelijking. Steeds meer nieuwebouw woningen voldoen aan een hoge isolatie eissen waardoor de warmte in huis goed wordt vast gehouden. Dit heeft als nadeel dat in de zomermaanden de warmte ook binnen in huis blijft. Dit heeft weer tot gevolg dat de mensen naast de verwamingsysteem ook een koelsysteem installeren. Bij een warmtepomp installatie ben je gelijk voorzien van een warmte installatie en een koel installatie.
Werking warmtepomp
1. Een vloeistof (koelmiddel) met een kookpunt lager dan de omgevingstemperatuur wordt gebruikt als transport middel. 2. Een Compressor ( 2 ) comprimeert het gasvormig koelmiddel, m.a.w. het wordt samengedrukt, hierdoor stijgt de druk en temperatuur van dit transportmedium. 3. In de condensor (3) koelt de samengedrukte damp (door het koude CV-water) weer af, zelfs zoveel dat het condenseert ( vloeistof word). De warmte die hierdoor vrij komt wordt opgenomen door het CV-water. 4. In het expansie ventiel ( 4 ) krijgt de vloeistof weer ruimte waardoor de druk afneemt, waardoor het in de verdamper ( 5 ) weer overgaat tot damp. Dit verdamping proces onttrekt warmte aan het brine ( bron) water. Brinewater is water met een antivries toevoeging (doorgaans 30% glycol)
19-10-2015
19-10-2015 Soort warmtepomp
Gemiddelde prijs, incl. installatiekosten
Lucht-water warmtepomp
€ 10.000 - € 15.000
Lucht-lucht warmtepomp
€ 4.000 - € 8.000
Grond-water warmtepomp
€ 15.000 - € 25.000
Water-water warmtepomp
€ 15.000 - € 20.000
Hybride warmtepomp
€ 5.000 - € 7.000
Lucht-water warmtepomp De lucht-water warmtepomp gebruikt de buitenlucht als warmtebron. De warmte wordt vervolgens gebruikt voor het verwarmen van de woning of voor warm tapwater. De lucht-water warmtepomp heeft als voordeel dat er geen boringen nodig zijn voor de installatie van de warmtepomp. Hierdoor blijven de installatiekosten relatief laag. Voor een goede lucht-water warmtepomp kunt u rekening houden met een prijs vanaf € 10.000, inclusief installatie.
Lucht-lucht warmtepomp Net als de lucht-water warmtepomp, haalt de lucht-lucht warmtepomp de warmte uit de buitenlucht. De lucht-lucht warmtepomp kan worden gebruikt voor het verwarmen van een woning of pand. De luchtlucht warmtepomp is, onder andere door de lage installatiekosten, een van de goedkoopste warmtepompen. De prijzen liggen gemiddeld tussen de € 4.000 en € 8.000, inclusief installatiekosten.
Grond-water warmtepomp Een grond-water warmtepomp haalt warmte uit de grond. Hiervoor moet er een buizennetwerk worden aangelegd. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een horizontaal systeem en een verticaal systeem. Bij het horizontale systeem worden de buizen aangelegd op een diepte van ongeveer 1,5 meter. Hierdoor blijven de installatiekosten redelijk beperkt, namelijk tussen de € 2.000 en € 4.000, maar dit systeem neemt wel veel ruimte in beslag. Aan het verticale systeem zitten hogere installatiekosten verbonden, zo’n € 5.000 tot € 6.000, omdat de leidingen hier 50 tot 200 meter diep in de grond komen te liggen. Dit systeem heeft wel een hoger redement én neemt minder ruimte in beslag. In totaal kost een grond-water warmtepomp tussen de € 15.000 en € 25.000.
19-10-2015 Water-water warmtepomp De water-water warmtepomp beschikt over een hoog rendement, maar helaas ook over hoge installatiekosten. Omdat de warmtepomp gebruik maakt van grondwater, moeten er diepe gaten in de grond worden geboord. Inclusief installatie kost de water-water warmtepomp tussen de € 15.000 en € 20.000.
Hybride warmtepomp De hybride warmtepomp is een combinatie van een warmtepomp en een gasketel. De hybride warmtepomp is zeer geschikt voor bestaande woningen, omdat de warmtepomp in principe geplaatst kan worden in elke woning met een gasaansluiting. De hybride warmtepomp gebruikt buiten- of ventilatielucht als bron, maar schakelt op koudere dagen, wanneer het rendement van de warmtepomp laag ligt, automatisch over op de gasketel. De hybride warmtepomp is erg efficiënt én voordelig in aanschaf, met een gemiddelde prijs van tussen de € 5.000 en € 7.000, inclusief installatie.
Subsidie De prijs voor een warmtepomp wilt u natuurlijk zo laag mogelijk houden. Naast het verlaagde btwtarief, kunt u wellicht profiteren van nog meer prijsvoordeel. Hoewel er momenteel geen landelijke subsidieregelingen actief zijn voor warmtepompen, kunt u wellicht wel profiteren van een subsidie in uw gemeente. Of er subsidies actief zijn in uw gemeente, kunt u zien via de Energiesubsidiewijzer.
Besparing Hoewel de aanschafprijs van een warmtepomp ingrijpend kan zijn, is de warmtepomp in gebruik heel voordelig. De warmtepomp is namelijk zeer energiezuinig en heeft daarnaast nauwelijks onderhoud nodig. Toch zijn de meeste warmtepompen enkel in nieuwbouwwoningen rendabel. Dit komt doordat het rendement van een warmtepomp het hoogste is in combinatie met lage temperatuur verwarming én goede isolatie. Daarnaast is het in bestaande woningen soms nodig om toevoer- en afvoerleidingen opnieuw aan te leggen voor de warmtepomp, waardoor de hoge aanschafkosten niet meer opwegen tegen het rendement van de warmtepomp. De hybride warmtepomp is echter wel erg geschikt voor bestaande woningen. De prijzen voor deze warmtepomp liggen lager en op koude dagen kan de hybride warmtepomp automatisch overschakelen op de gasketel, waardoor het rendement altijd hoog blijft.
19-10-2015
Buitenlucht is overvloedig aanwezig maar op sterk wisselende temperatuur. Bijgevolg zal de warmtepomp deze wisselendebrontemperaturen moeten opvangen. De warmtepompen die hier het best aan voldoen zijn inverter gestuurde toestellen. Deze zorgen er voor dat door een variatie van het vermogen van de compressor het rendement zelfs bij lage temperaturen hoog blijft. Rekening houdend met de gemiddelde winter buitentemperatuur van 4.4°C in België kunnen de beste luchtwarmtepompen op een stookseizoen een rendement halen van 3.6
19-10-2015
Verticale Bronnen systeem met warmtepomp
Verticale grondwarmtewisselaar Een verticale grondwarmtewisselaar bestaat uit aardsondes, buizen die door middel van een boormachine verticaal in de grond worden gebracht. Eén sonde kan tot meer dan 100 m diep in de bodem gaan. Dit systeem neemt weinig grondoppervlakte in beslag.
19-10-2015
Horizontaal bron systeem met warmtepomp
Horizontale grondwarmtewisselaars bestaan uit een netwerkvan buizen, een captatienet dat op een diepte van 1 meter(onder de vorstgrens) of meer in de bodem wordt ingegraven. Op kleinere diepte is de temperatuur van de bodem te sterk afhankelijk van de buitentemperatuur. In de winter, bij de hoogste warmtevraag zal de brontemperatuur bijgevolg laag zijn. De regeneratie van de bodem treedt pas in op het einde van het stookseizoen..
19-10-2015
Water Water bron met warmtepomp
water/water Toepassing: verwarmen of passief koelen van meerdere woningen op één bron of groter utiliteitsgebouw(en), normaliter bij een benodigd afgegeven vermogen van meer dan 60 kW. De energie haalbron voor deze is een openbron, grondwater wordt aan de ene zijde uit de bodem omhoog gehaald, door een warmtewisselaar geleid en aan een andere zijde weer terug de bodem in gebracht. Alternatief energiebronnen voor water/water: WKO (Warmte Koude Opslag), rest warmte van industrie, koelwater van energiecentrale, oppervlaktewater.
19-10-2015
Lucht / Water
(buiten) lucht/water Toepassing: verwarmen van één woning of utiliteitsgebouw of gedeelte van een gebouw. Vaak kan dit type warmtepomp ook ACTIEF koelen. De energiebron voor deze warmtepomp is de buitenlucht .
Ventilatielucht/water Toepassing: normaliter het (langzaam) opwarmen van een voorraad tapwater, daar het afgegeven vermogen natuurlijk beperkt is i.v.m. het aantal m³ lucht dat kan worden afgezogen. Immers als je meer lucht af zou zuigen uit een woning, moet je ook meer koude lucht toevoegen, die ook weer opgewarmd moet worden. De energiebron voor deze warmtepomp is dus ventilatielucht.
Lucht/lucht Toepassing: verwarmen van één woning of utiliteitsgebouw of gedeelte van een gebouw. Bijna altijd kan dit type warmtepomp ook ACTIEF koelen, het is vergelijkbaar met een airco systeem. Bij verwarmen is dus de buitenlucht de energiebron.
19-10-2015
Afgeleide: Hybride toestel Een hybride systeem is een gecombineerd systeem van meerder technieken, zo zijn er, als voorbeeld, toestellen die gebruik maken van een lucht/water warmtepomp en een aardgasbrander onder één mantel.
Monovalente Werking Bij dit systeem wordt uitsluitend verwarmt door de warmtepomp, er zijn geen bijverwarmingen. Hierbij is het dan ook zeer belangrijk dat de warmtepomp goed gedimensioneerd is. Men moet er voor zorgen dat er altijd genoeg warmte beschikbaar is, maar een over gedimensioneerde warmtepomp is natuurlijk ook niet goed (deze zal iets meer energie gebruiken en pendelgedrag met zich meebrengen). Natuurlijk moet ook rekening gehouden worden met de behoefte aan warm tapwater. Mono-energetische werking (Deze manier wordt het meest toegepast in de woningbouw in Nederland). De warmtepomp zorgt voor het grootste deel van de warmtebehoefte, maar bij erg koud weer wordt deze ondersteund door een ingebouwd elektrisch element. Bij de meeste installaties wordt 80 % (Bétafactor 0,8) van het benodigde warmtevermogen ingezet als warmtepomp vermogen. Het aandeel van de jaarlijkse activiteit van de warmtepomp/compressor bedraagt dan ca 97 % en van het elektrisch element dus ca 3%.
Bivalent-parallelle werking De warmtepompinstallatie wordt tijdens de verwarmingswerking aangevuld met een bijkomende warmtegenerator bijvoorbeeld een gasgestookte CV-ketel. Het verwarmingsvermogen van de warmtepomp wordt dan meestal met een Bétafactor tussen .4 en .7 (40% tot 70% van het benodigde totaal vermogen) ingezet. In de periode dat de warmtepomp zelf onvoldoende energie kan leveren zal dus een 2e warmtegenerator worden bij geschakeld.
Bivalent-alternatieve werking De warmtepomp zal een bepaalde periode voorzien in verwarming, waarna geheel gewisseld wordt naar een andere warmtegenerator (HR aardgas ketel bijvoorbeeld). Dit komt in de praktijk voor bij lucht/water warmtepompen, er kan berekend zijn dat bijvoorbeeld onder een buitentemperatuur van 6 °C de HR aardgasketel minder energiekosten met zich mee brengt dan de lucht/water warmtepomp. De buitentemperatuur zal dan het omschakelpunt worden van warmtegenerator (boven 6 °C de lucht/water warmtepomp, onder de 6 °C de HR cv ketel).
19-10-2015
Uitgangsconditie rekenvoorbeeld: WONING van 240 m² (zeer ruime eengezinswoning) Voorbeeldwoning Uit een gemaakte transmissie berekening voor een goed geïsoleerde nieuwbouw woning (RC 3 – 3,5) met 3 verdiepingen van elk 80 m² vloeroppervlak (totaal 240 m²) is vast komen te staan dat een toestel van 15.000 Watt afgiftevermogen nodig is. Een transmissieberekening in Nederland gaat uit van 100% inzet en van het feit dat bij een buitentemperatuur van -10 graden Celsius de woning nog goed kan worden verwarmt. Verder heeft deze voorbeeldwoning een gemiddeld warmtapwaterverbruik van 200 liter water van 55 graden Celsius per dag (er wonen 4 personen). Deze woning heeft dus een theoretisch jaarlijkse warmte behoefte van 1650 uur x 15 kW = 24.750 kWh energie. Deze 24.750 kWh is dus de benodigde jaarlijkse afgegeven energie van de warmtebron (Warmtepomp / Cv-ketel / Element) aan de installatie/woning. De economische levensduur voor zowel de warmtepomp als HR-ketel mag gesteld worden op 15 jaar. Hoewel in de praktijk de warmtepomp naar verwachting langer meegaat dan een CV-ketel. De gesloten bron voor een brinewater/water warmtepomp gaat zelfs 30 jaar mee.
HR107 Cv-ketel Totaal kosten HR ketel en airco over 15 jaar met koelen € 42.720,-Aardgas HR107 ketel, aanschaf 2.500 euro Energiekosten* 15 jaar x € 2.108,- = 31.620,Aanschaf 2 Airco spilt-units € 2.600,Energiekosten* koelen 15 jaar x € 400,- = 6.000,Verwarming: De warmtepomp zal dus 1650 uur draaien om de benodigde 24.750 kWh te leveren. Het gemiddeld COP (Rendement) waarmee de warmtepomp dit doet is 4.5 Dat wil zeggen dat 24.750 kWh : 4,5 = 5.500 kWh uit het net komt
1.Energiekosten koeling met een lucht/water warmtepomp Maar omdat de lucht/water warmtepomp in ons voorbeeld omkeerbaar is kunnen we wel actief koelen. De woning en afgiftesysteem zijn verder niet gewijzigd, er is nog steeds 5000 kWh koelenergie nodig . Dit gaan we dus actief doen met de warmtepomp. De warmtepomp in dit voorbeeld heeft hiervoor een (realistisch genomen) gemiddeld COP van 2,8 Energiekosten voorbeeldwoning 5000 kWh : 2,8 = 1785 kWh welke uit het net moet komen x €0,20 = € 357,- per jaar. Lucht/water 22kW, aanschaf 11.400 euro Energiekosten* 15 jaar x € 1.882.- = 28.230,Geen meerprijs voor actiefkoelen, Warmtepomp is 'omkeerbaar'. Energiekosten* koelen 15 jaar x € 357,- = 5.355,Warmtepomp 9500, -Boiler 1.900, totaal € 11.400 Totaal kosten lucht/water warmtepomp over 15 jaar met koelen € 44.985,--
19-10-2015
Energiekosten met koeling Middels een koellastberekening is vast komen te staan dat deze woning 5000 kWh aan koelenergie nodig heeft per jaar
Energiekosten koeling met bodemwarmtepomp (80%) Het koelvermogen van de warmtepomp is gelijk aan het bronvermogen. De bron van de warmtepomp van 12 kW bedraagt 10 kW. Er zal dus 5000 kWh : 10 kW = 500 uur een bron pomp en een CV pomp draaien, We stellen dat beide pompen in dit voorbeeld ook 100 Watt zijn. (2 x 100 Watt = 0,2 kW) Energiekosten voorbeeldwoning 500 uur x 0,2 kW = 100 kWh x € 0,20 = € 20,00 per jaar Om te kunnen koelen is een 'koelmodule' aangeschaft van €1.500,-Mono-energetisch 12 kW, aanschaf 14.400 euro Energiekosten* 15 jaar x € 1.455,- = 22.590,Aanschaf koelmodule: 1.500 euro Energiekosten* koelen 15 jaar x € 20,- = 300,Totaal kosten mono-energetisch brinewater/water (Bétafactor 0,8) over 15 jaar met koelen € 38.790,--
Stel dat u na 15 jaar de Warmtepomp en/of Ketel zou moeten vervangen, dan is in het geval van de brinewater/water warmtepomp voor de volgende 15 jaar de gesloten bron nog steeds goed. Het verschil zal dan na opnieuw 15 jaar nog veel groter zijn, immers de bronkosten van 6000 euro voor deze warmtepomp zijn er dan niet. Het verschil zal dan dus over die 15 jaar ca. 9.930 euro bedragen!
Lucht – lucht warmtepomp buiten unit en twee binnen unit en 100% inzet Warmte behoefte 24.750 KWH bij een COP van 4 aanschafprijs 6000,- euro 24.750 KWH / 4 = 6.187,50KWH x 0,20 =1.237,50 euro Koelen 5000 KWH en een COP van 4 5000 KWH / 4= 1250 kwh x 0,20 = 250 euro Totaal energie = 250 + 1237,5 0 = 1487,50 x 15 j = 22.312,50 Totaal 22.312,50 + 6000 = 28.312,50 euro
19-10-2015
warmtepomp type met Koeling
COP waard e
Voordeel
Nadeel
Toepassing
Kosten besparing per 15 jaar
Lucht / water
3,5
Langzaam opwarmen van een voorraad tapwater, door het beperkt vermogen
Nieuwbouw . Vloerverwarming . Mogelijkheid 63 graden water te produceren door middel van tapwatervoorzien ing
+2265
Lucht / Lucht
4
Buitenlucht energiebron . Laag rendement bij koude dagen
Nieuwbouw .alleen voor één woning niet geschikt voor vloer verwarming
-14.407
28.312
Grond / Water Horizontaal
4,5
geen boring , installatieko sten relatief laag. Kan ook koelen. Bij -15 graden buitentemp eratuur 60 graden water mogelijk Actief koelen mogelijk. Lage installatie kosten . Goed koop Installatie kosten beperkt door aanleg op diepte van 1,5 meter
Totaal kosten aanschaf en energie per 15 jaar 44.985,-
Nieuwbouw vloerverwarming
Grond / water verticaal
4,3
Neemt veel ruimte in beslag . Sterk afhankelijk van de omgevingst emperatuur Hoge installatieko sten, hoog redement
+ 3930
38.790 euro
minder ruimte nodig diepte 50 t/m 200 meter
Nieuwbouw vloerverwarming/ radiatoren en tapwater
19-10-2015
LZT lucht-water warmtepomp met E.V.I compressor De LZT warmtepomp is ontworpen voor toepassingen met vloerverwarming tevens is de warmtepomp in staat om 63°C water te produceren door middel van de tapwatervoorziening (optie). Door het toepassen van de nieuwste scroll compressor techniek (E.V.I./evi) is de LZT warmtepomp in staat om bij zeer lage buitentemperaturen zoals -15°C water te maken van 60°C. Het rendement (COP waarde) van deze warmtepomp is dusdanig dat de warmtepomp in aanmerking komt voor de EIA regeling. (energie investering aftrek) De LZT warmtepomp is verkrijgbaar in 10 verschillende capaciteiten van 9,6 t/m 106kW. In de zomer kan deze warmtepomp tevens worden ingezet voor vloerkoeling. Klik op LZT warmtepompen voor meer informatie.
19-10-2015
LZH lucht-water warmtepomp met HP compressor De LZH warmtepomp is ontworpen voor toepassingen met vloerverwarming tevens is deze warmtepomp in staat om 55°C water te produceren door middel van de tapwatervoorziening (optie). Door het toepassen een HP scroll compressor is de LZH warmtepomp in staat om bij zeer lage buitentemperaturen zoals -10°C water te maken van 55°C. Het rendement (COP waarde) van deze warmtepomp is dusdanig dat de warmtepomp in aanmerking komt voor de EIA regeling. (energie investering aftrek) De LZH warmtepomp is verkrijgbaar in 8 verschillende capaciteiten van 6 t/m 40kW. In de zomer kan deze warmtepomp tevens worden ingezet voor vloerkoeling. Neem voor meer informatie contact op met onze commerciële afdeling.
LWZ lucht-water Hybride warmtepomp met E.V.I compressor De LWZ warmtepomp is ontworpen voor toepassingen met vloerverwarming tevens is deze warmtepomp in staat om 63°C water te produceren door middel van de tapwatervoorziening (optie). Door het toepassen van de nieuwste scroll compressor techniek (E.V.I./evi) is de LWZ warmtepomp in staat om bij zeer lage buitentemperaturen zoals -15°C water te maken van 60°C. Het rendement (COP waarde) van deze warmtepomp is dusdanig dat de warmtepomp over het algemeen in aanmerking komt voor de EIA regeling. (energie investering aftrek). Bijzonder aan de LWZ warmtepomp is dat hij bronzijdig twee wisselaars heeft, een gekoeld door lucht de andere gekoeld door water. Bij koude temperaturen onder de 0°C wordt er overgeschakeld op de bron zodat het hoogste rendement wordt bereikt over het gehele jaar. De LWZ warmtepomp is verkrijgbaar in 6 verschillende capaciteiten van 26 t/m 106kW. In de zomer kan deze warmtepomp tevens worden ingezet voor vloerkoeling. Neem voor meer informatie contact op met onze commerciële afdeling.
Nog te doen Water/water systeem , Kosten en COP waarde. Welke capaciteit is meest gewenst bij verschillende situatie.
