Warmtepompen vreten omgevingswarmte

In dit artikel wordt er ingegaan op het verband tussen de Energie Prestatie Norm en warmtepompen in de woningbouw. Er doen wel eens negatieve verhalen de ronde over warmtepompen bij nieuwbouwwoningen. Bewoners die niet tevreden zijn over het comfort of de energierekening en daarbij wijzen naar de prestatie van de warmtepomp. Dat is zeer begrijpelijk; niets is vervelender dan in de kou zitten in de winter of een veel hogere energierekening gepresenteerd krijgen dan voorgespiegeld.

Dat wil niet zeggen dat een warmtepompsysteem per definitie geen goed systeem is. In de utiliteit (kantoren en bedrijfspanden) worden warmtepompsystemen in Nederland al jaren met succes toegepast. Daarnaast worden warmtepompen in woningen in andere Europese landen ook al veelvuldig en met succes toegepast. In onderstaand artikel is getracht helder uiteen te zetten wat de achtergronden zijn met betrekking tot regelgeving en wat er allemaal speelt bij het toepassen van een warmtepomp in een nieuwbouwwoning.

Een warmtepompsysteem is een systeeminnovatie, geen productinnovatie

Een warmtepomp is onderdeel van een systeem en wel het verwarmingssysteem. Anders dan bij een CV-ketel is het juist bij een warmtepomp belangrijk om dit ook zo te benaderen. Een warmtepompsysteem is een systeeminnovatie, geen productinnovatie. Een warmtepomp is niet 1 op 1 een vervanger van een aardgas gestookte HR107 CV-ketel. De warmtepomp is vervolgens niet ‘vanzelf’ zuiniger en goedkoper. Er is ook een verschil tussen ‘goedkoper’ en ‘zuiniger’. Het klinkt misschien raar, maar een apparaat dat zuiniger is, hoeft niet altijd goedkoper in gebruik te zijn. Dit komt omdat er overgeschakeld wordt op een andere energiedrager bij de keuze voor een warmtepompsysteem in plaats van een CV-ketel. Er wordt overgeschakeld van aardgas naar elektriciteit. Alle nu commercieel verkrijgbare warmtepompen voor de woningbouw zijn namelijk elektrisch. De overschakeling van aardgas naar elektriciteit is behoorlijk fundamenteel. Allereerst is aardgas een fossiele brandstof die rechtstreeks gewonnen wordt uit de bodem terwijl elektriciteit wordt opgewekt. Omdat er energie nodig is om die elektriciteit op te wekken, is elektriciteit duurder dan gas. Dit betekent dat bij overschakelen van aardas op elektriciteit, elektriciteit in het nadeel is. Een nadeel die bij een goed toegepast, ingepast en geïnstalleerd warmtepompsysteem wordt opgeheven, maar bij een verkeerd toegepast, ingepast of geïnstalleerd warmtepompsysteem niet. Daarnaast fluctueren de prijzen voor gas en elektra waardoor de verschillen dan weer groter en dan weer kleiner zijn. De overschakeling van aardgas op elektriciteit heeft ook grote invloed op het onderliggende gas- en elektriciteitsnetwerk. De capaciteit van deze netwerken wordt door de nutsbedrijven afgestemd op het te verwachten gebruik. Bij overschakeling van aardgas op elektriciteit zal uiteraard het onderliggende electriciteitsnetwerk ook moeten veranderen.

Hoe maakt een warmtepompsysteem het nadeel van elektriciteit weer goed?

Ondanks het feit dat elektriciteit duurder is dan aardgas, levert een goed ontworpen, toegepast en geïnstalleerd warmtepompsysteem een duidelijk voordeel op. Een warmtepomp systeem is een systeem dat ruwweg bestaat uit de volgende onderdelen:

1. De bron;
2. De warmtepomp (de ‘opwekker’ van warmte), met eventueel een buffervat;
3. Het afgifte systeem (hoe wordt de warmte afgegeven).

Een warmtepompsysteem gebruikt niet alleen elektriciteit maar maakt ook gebruik van een zogenaamde ‘bron’. Deze bron kan buitenlucht, de bodem of water zijn. De laagwaardige energie uit de bron wordt door de warmtepomp met behulp van elektriciteit ‘opgewaardeerd’ naar hoogwaardige energie in de vorm van warm CV. water. Een warmtepomp systeem is hierdoor in staat om van 1 deel elektrische energie 4 delen warmte te produceren, omdat er 3 delen energie geleverd worden door de bron. Dat is een rendement van 400%, hierdoor wordt het ‘elektrische nadeel’ weer goed gemaakt. De hoofdcomponenten van een warmtepompsysteem komen alle drie in veel verschillende typen en varianten voor en deze componenten moeten goed op elkaar afgestemd worden. Daarnaast moet dit systeem als geheel afgestemd worden op de woning EN op de andere installaties die in de woning komen, zoals het ventilatiesysteem, eventuele zonneboiler, piekketel enz. Drie voorbeelden van al die ‘afstemmingen’ Het strekt te ver om in detail alle soorten en typen warmtepompsysteem onderdelen uit te leggen en hoe deze op elkaar afgestemd dienen te worden. Hieronder echter drie voorbeelden van de ‘afstemmingen’ bij het toepassen van een warmtepompsysteem.

De bron en de warmtepomp

Een belangrijke afstemming is die tussen de warmtepomp en de bron. De warmtepomp ‘verwacht’ een bepaalde hoeveelheid energie uit de bron. Als de bodem als energiebron wordt gekozen, kan de bron bestaan uit slangen die in de grond zijn gebracht waar water in rondgepompt wordt. De bron moet dan zo ontworpen zijn dat deze de energie kan leveren die de warmtepomp ‘verwacht’. Als dit niet goed is afgestemd zal het rendement van de warmtepomp dalen, meer stroom gebruiken en daardoor dus meer kosten in gebruik

De warmtepomp en het afgifte systeem

Een warmtepomp levert een lagere watertemperatuur CV. water dan een aardgas gestookte CV.-ketel kan. Een CV-systeem met een lagere watertemperatuur wordt ook wel een zogenaamde ‘lage temperatuur verwarming’ of LTV genoemd. Het afgiftesysteem, moet hiervoor geschikt zijn. Het afgiftesysteem wordt minder warm, waardoor het groter moet zijn om toch evenveel warmte af te geven. Vloerverwarming is hiervoor uitermate geschikt, maar er zijn ook aangepaste LTV-radiatoren. Algemeen geldt, hoe lager de afgifte temperatuur, hoe hoger het rendement van de warmtepomp. Echter moet vervolgens de woning zo ontworpen EN gebouwd zijn dat het LTV systeem wel voldoende comfort biedt.

Het vermogen van de warmtepomp en de warmtevraag

Een warmtepomp die dezelfde capaciteit zou hebben als de huidige gemiddeld geïnstalleerde CV.-ketel zou erg duur en behoorlijk groot zijn. Daarnaast zou de bron, in welke vorm dan ook, fors moeten zijn. Daarom is een warmtepompsysteem pas interessant als de warmtevraag en daarmee het benodigde vermogen gereduceerd is. Kortom de woning moet goed geïsoleerd zijn en een zeer goede kierdichtheid bezitten, met een laag benodigd verwarmingsvermogen als gevolg. Als er dan alsnog een ‘piekvraag’ is (een moment dat er toch veel vermogen gevraagd wordt) kan dit opgelost worden op meerdere manieren. Een piekvraag doet zich voor bij een vraag naar warm tapwater of bij hele lage buitentemperaturen. Daarom is een warmtepompsysteem vaak voorzien van een buffervat. In dit vat wordt warm water (= energie) gebufferd. In sommige zeldzame situaties is deze buffer alsnog niet genoeg. Dan kan er bijverwarmd worden met een elektrisch verwarmingselement of met een zogenaamde piekketel. Dit kan een aardgas gestookte CV-ketel zijn. Geconcludeerd kan worden dat een warmtepompsysteem veel mogelijkheden biedt, waarbij met een aantal aspecten rekening gehouden moet worden in het ontwerp en bouw van de gehele woning, inclusief alle installaties.

Het afgestemde bouwproces

Uit bovenstaand verhaal is af te leiden dat er veel ‘afgestemd’ moet worden bij het toepassen van een warmtepompsysteem in een woning. Omdat er veel verschillende partijen betrokken zijn bij de totstandkoming van een woning, betekent dit dat deze partijen samen zullen moeten werken om tot deze afstemmingen te komen. Dit geeft aan dat een warmtepompsysteem een systeeminnovatie is en geen productinnovatie zoals eerder aangegeven. Hoe het ideale bouwproces er uit zou moeten komen te zien is een onderwerp op zich, maar na voorgaande tekst kan wel geconcludeerd worden dat er flink ‘afgestemd’ zal moeten worden bij het bouwen van een woning met hoge eisen aan de energieprestatie, die ook het nodige wooncomfort kan bieden. Een voorzet voor een afgestemd bouwproces zou kunnen zijn:

• De architect of projectontwikkelaar zal samen met een installatieadviseur, het woningontwerp en de installaties op elkaar af moeten stemmen. Tevens worden in overleg de eisen aan de woning en installaties vastgelegd.
• Als het vervolgens om meerdere woningen of een hele wijk gaat is het van belang af te stemmen met de netbeheerders. Welke energiedrager (gas of elektriciteit) in welke mate gebruikt gaat worden door de installaties bepaalt in grote mate hoe zwaar het aan te leggen gas- en elektriciteitsnetwerk dient te zijn.
• De aannemer en de installateur moeten de bouw van de woning en de aan te leggen installaties op elkaar afstemmen.
• Tijdens de bouw en bij oplevering zouden projectontwikkelaar en installatieadviseur de aannemer en installateur moeten nazien op kwaliteit en prestaties zoals in de eisen vastgelegd. Het is opvallend te noemen dat dit in Nederland niet gebeurt, in ons omringende landen is dit gemeengoed en ook in Nederland is dit in de utiliteitsbouw onderdeel van het bouwproces.
• Vervolgens is de taak van de projectontwikkelaar (eventueel in overleg met de andere realiserende partijen) om ervoor te zorgen dat kopers van de woning geïnstrueerd worden over het gebruik van hun woning en het gebruik en de werking van de installaties.

Wat opvalt is de rol van de installatieadviseur. Een installatieadviseur wordt momenteel niet altijd betrokken bij een woningbouwproject, vaak is binnen de organisatie van de architect of projectontwikkelaar genoeg kennis aanwezig om in samenspraak met de installateur de installaties te specificeren en realiseren. In een nieuwbouwwoning met hoge eisen aan de energieprestatie zal een installatieadviseur echter meer en meer een rol kunnen gaan spelen om de installaties onderling en met de woning af te stemmen. Daarnaast kan deze de installateur controleren op gevraagde prestaties en kwaliteit.

Meer weten?

Bekijk onze opleiding:

• Klimaatbeheersingsinstallaties ontwerpen (KLIC)

Bron: Warmtepompplein