Wat is een warmtepomp

Het woord warmtepomp lees en hoor je de laatste jaren steeds vaker. In de kranten wordt melding gemaakt van de vele tienduizenden warmtepompen die, vooral in nieuwbouw, zijn geplaatst en de overheid heeft het voornemen om in 2026 alleen hybride warmtepompen in plaats van nieuwe cv’s te laten plaatsen. Over dat hybride meer onder het kopje soorten warmtepompen.

Wat is nu een warmtepomp. Een warmtepomp is een apparaat dat een bepaalde vorm van energie, bijvoorbeeld lucht van 10 ºC of water met een temperatuur van 15 ºC kan omzetten in bijvoorbeeld water van 50 of 60 ºC. Dat lijkt ingewikkeld en misschien is dat ook wel zo maar bijna iedereen heeft een dergelijk apparaat in de keuken staan; namelijk de koelkast. In de koelkast wordt energie in de vorm van warmte uit de koel- of vrieslade gehaald en als warmere lucht aan de omgeving afgegeven. Steek je hand maar eens achter de koelkast. Dan voel je het wel. Bij de koelkast gaat de energie van binnen naar buiten. Bij de warmtepomp is dat precies andersom. De energie in de vorm van warmte gaat van buiten, lucht of water, naar binnen in de woning of een gebouw.

Hoe werkt een warmtepomp

Laten we de werking uitleggen aan de hand van een schema.

Schema werking warmtepomp

Je ziet een viertal belangrijke onderdelen:

  • een verdamper: een apparaat dat een vloeibare stof omzet in damp; daar is energie voor nodig;
  • een compressor: een werktuig dat damp van lage druk omzet in hogere druk; daar is energie voor nodig in de vorm van elektriciteit; dat levert soms het gebrom in de koelkast;
  • een condensor: een apparaat dat damp met hogere druk weer omzet in vloeistof met hogere druk; hierbij komt energie in de vorm van warmte vrij; het omgekeerde van de verdamper dus;
  • een expansieklep: een klep met een nauwe opening in een leiding waar de vloeistof van hogere druk naar een lagere druk gaat en daarop gaat verdamper in de verdamper.

Hoe werkt het geheel nu? In het apparaat zit een vloeistof met een heel laag kookpunt; het koudemiddel genoemd. Bij water is dat 100 ºC en hier hebben we het over lager dan – 25 ºC. We hebben het dan over ammoniak of een fluorkoolwaterstof. Dit medium zit in een gesloten systeem net zoals bij de koelkast. Laten we beginnen bij de verdamper. Dat gedeelte zit buiten de woning. Een ventilator blaast lucht langs de verdamper en de verdamper neemt energie op vanuit de lucht. De warmere damp wordt in de compressor op een hogere druk gebracht en gaat daarna door naar de condensor. Door het condenseren staat het zijn warmte weer af aan bijvoorbeeld het water in het leidingnet van de vloerverwarming. De gecondenseerde vloeistof stroomt via de expansieklep naar de verdamper. Bij de verdamper kan het traject opnieuw beginnen. Dit steeds herhalend proces gaat door zo lang de compressor van stroom wordt voorzien.

Waarom is een warmtepomp een interessant apparaat

  • gasloos

Allereerst de warmtepomp heeft geen gas nodig maar elektriciteit voor de compressor. Dus je kunt je huis verwarmen met stroom in plaats van met gas. Als je dan ook nog gaat koken met inductie en een klein elektrisch boilertje of i.d. neemt voor het hete keukenwater dan ben je volledig gasloos voor je woning. Hiermee kun je een bijdrage leveren aan het beperken van de uitstoot bij de verbranding van fossiele brandstoffen. Bij een warmtepomp moet je wel meer elektriciteit inkopen dan bij gasverbruik. Het is dan ook aan te bevelen om zoveel mogelijk zonnepanelen op het dak, op de garage of in de tuin te plaatsen. Even een rekenvoorbeeld: stel dat je bij een jaarlijks gasverbruik van 1600 m³ zit en 2500 kWh nodig hebt voor de elektrische apparaten dan heb je bij een warmtepomp ongeveer 5350 kWh per jaar nodig. Dat zijn ongeveer 16 zonnepanelen (420 Wp) voor nodig en vergt een investering van ongeveer 8500 euro (prijzen zomer 2023). Uiteraard kun je minder plaatsen en de benodigde restant inkopen. Hier volgt nog een plaatje van een opengewerkte warmtepomp.

 

1) compressor, 2) condensor, 3) expansieventiel, 4) verdamper achter de ventilator, 5) voorraadvaatje koudemiddel, 6) expansieventiel.

– energieverbruik

Een tweede reden waarom een warmte interessant kan zijn is het energieverbruik. Een warmtepomp werkt met een COP van ongeveer 5. COP staat voor coëfficiënt of performance dat in eenvoudige taal staat voor de verhouding van de energie die je ergens instopt en wat er weer uit komt. We zetten het even in een plaatje.

 

We zien in het plaatje dat de compressor van de warmtepomp 1 kW aan elektriciteit vraagt. Via de verdamper wordt 4 kW energie onttrokken uit de buitenomgeving. De warmtepomp geeft nu 5 kW aan energie af aan bijvoorbeeld de verwarming in de woning. Je zou kunnen spreken van een rendement van 500 %. Nu lijkt dat heel mooi en dat is het ook maar het is wel nodig als je naar de kosten kijkt. Stroom is namelijk veel duurder dan gas. Dat lijkt raar maar ik zal het uitleggen met een rekenvoorbeeld. Je moet namelijk kijken naar de energie-inhoud van zowel gas als stroom. In 1 m³ gas zit net zo veel energie in als in ongeveer 9 kWh. 1 m³ gas kost ongeveer 1,40 euro en 1 kWh ongeveer 0,40 euro (prijzen zomer 2023) Als je evenveel energie vergelijkt met elkaar dan kost gas 1,40 euro en stroom 3,60 euro. Conclusie: elektriciteit is ongeveer 2,5 maal zo duur als gas. Zolang je warmtepomp werkt met een COP van 5 en soms al meer dan zijn de meerkosten van stroom nog steeds aantrekkelijker dan de kosten van het gas. Als de COP van de pomp gaat dalen door zeer lage buitentemperatuur van onder de 0 ºC of er wordt veel water gemaakt met een temperatuur van boven de 60 ºC dan kan de COP in de buurt van ongeveer 3 komen dan is er weinig of geen verschil in kosten voor gas of stroom.

Soorten warmtepompen

Globaal zijn er 3 soorten warmtepompen te onderscheiden:

  • lucht-water warmtepomp; de pomp haalt zijn energie uit de buitenlucht. Deze pomp wordt veel toepast in woningen en appartementen. Gezien de temperatuur van de uitgaande energie wordt vloerverwarming aanbevolen voor de verwarming. Een alternatief zijn lage-temperatuur radiatoren.
  • water-water warmtepomp; de pomp haalt de energie uit het oppervlaktewater of uit de bodem bij een diepte van ongeveer 100 a 120 m. Dit systeem kan ook gebruikt worden om in de zomer water in de bodem op te slaan om het er ’s winters weer uit te halen. Dit systeem wordt WKO genoemd; warmte-koude opslag.
  • hybride warmtepomp; we hebben het dan over een combinatie van een warmtepomp en een gewone cv-installatie. Bij normale temperaturen wordt de warmtepomp gebruikt en wordt dus gas bespaard. Bij lage temperatuur, meestal bij een buitentemperatuur onder de 4 ºC gaat de cv bijspringen en energie voor verwarming leveren. Gasbesparingen tussen de 50 en de 80 % zijn haalbaar bij goed geïsoleerde woningen en een niet al te hoog gasverbruik.

Toepassingen

De lucht-water warmtepomp wordt veel toegepast in nieuwbouw. Vooral daar, waar geen collectieve voorziening wordt aangebracht in de vorm van een warmtenet. De woningen zijn goed geïsoleerd, hebben allen een A++-label en zijn standaard voorzien van vloerverwarming. De hogere kosten t.o.v. een normale cv kunnen meegenomen worden in de investering en in de financiering.

Bij woningen die in de vorige eeuw zijn gebouwd zijn warmtepompen ook mogelijk maar zal er meer geïnvesteerd moeten worden in isolatie, zo mogelijk vloerverwarming of lage-temperatuur radiatoren en een behoorlijk aantal zonnepanelen. In het voorgaande is al een rekenvoorbeeld gegeven.

In gebouwen en appartement complexen wordt vaak water-water warmtepompen toegepast. De investering is hoger maar kan over meer vierkante meters verdeeld worden waardoor het aantrekkelijk wordt.

Kosten

De kosten voor gebouwen en andere complexen laten we even buiten beschouwing. Voor een woning zullen de kosten voor een lucht-water warmtepomp al gauw tussen de 10.000 en de 15.000 euro bedragen. Deels afhankelijk van het vermogen, meestal tussen de 5 en 8 kW, al of niet voorzien van een boiler voor het hetere water en de aanleg van vloerverwarming en de installatiekosten. Vooraf een offerte van de installateur die ter plekke is geweest is noodzakelijk. Wel is subsidie van ongeveer 30 % mogelijk op de kosten van de warmtepomp zelf. Daarnaast kan er nog een investering nodig zijn voor meer zonnepanelen om het geheel zelfvoorzienend te maken. Vanuit een start situatie kan men op een totale investering komen van tussen de 20.000 en de 25.000 euro. Een heel bedrag maar dan ben je wel zelfvoorzienend en kan de gasaansluiting verwijderd worden.