Zijn warmtepompen echt zo energiezuinig en efficiënt?
Warmtepompen zorgen in steeds meer woningen voor verwarming en sanitair warm water. Maar hoe kan het dat ze warmte onttrekken aan de omgeving, zelfs als het vriest? En werken ze echt wel zoveel efficiënter en energiezuiniger dan een traditionele verwarming? Daarom: een woordje uitleg over de werking en efficiëntie van warmtepompen.
Een warmtepomp werkt eigenlijk volgens het omgekeerde principe van een koelkast. Bij een koelkast wordt er warmte onttrokken aan de binnenkant van het toestel, die wordt afgegeven aan de omgeving (onder andere via een element, doorgaans achteraan, dat warmte afgeeft). Een warmtepomp daarentegen onttrekt warmte aan de buitenomgeving en geeft die af aan de binnenruimte, ons huis. De manier waarop dat technisch gebeurt, is in beide gevallen hetzelfde of vergelijkbaar: een samenspel van verdampen en condenseren, waardoor warmte kan worden doorgegeven.
Transport van warmte
Het principe van verdampen en condenseren kennen we allemaal: we brengen water aan de kook, waardoor het verdampt, die damp komt in contact met een kouder oppervlak, waardoor hij afkoelt (de damp geeft eigenlijk zijn warmte af aan het koudere oppervlak) en weer water of condens wordt. De warmte is op die manier dus via damp doorgegeven van het kookvuur naar een kouder oppervlak. Dat is ook wat er op gecontroleerde wijze gebeurt in een warmtepomp. Alleen gaat het transport van warmte daar niet via water, maar via een koudemiddel, dat zijn kookpunt ver onder nul heeft.
Verdampen en condenseren
Zelfs als het vriest, verdampt dat koudemiddel dus nog altijd door warmte uit de omgeving, zodat het gasvormig wordt. Dat gebeurt in een verdamper. In een compressor wordt de druk op het gas vervolgens sterk verhoogd, waardoor het fel opwarmt en condenseert op alles wat kouder is (en daar zijn warmte aan afgeeft). Dat gebeurt in een condensor, die in feite dus een warmtewisselaar is. Een expansieventiel vermindert daarna de druk op het afgekoelde koudemiddel, zodat het verder afkoelt en in de verdamper weer buitenwarmte kan opnemen. En de cyclus herhaalt zich.
Hoog rendement
Er is dus elektriciteit nodig in een warmtepomp. Voornamelijk voor de compressor, die ervoor zorgt dat de warmte die uit buitenomgeving is opgenomen in de verdamper, kan worden afgegeven in de condensor. Zo is het mogelijk dat je bij moderne warmtepompen met 1 kilowattuur aan elektriciteit toch 5 kilowattuur aan warmte produceert. Je hebt dus een rendement van 500 procent of COP 5 (Coefficient Of Performance). Ter vergelijking: met een elektrische verwarming is het rendement hoogstens 100 procent (COP 1) en met een gasketel zo’n 90 procent (COP 0,9). Een warmtepomp is dus in dit geval vijf keer zuiniger.
Vriestemperaturen
Al horen daar wel enkele kanttekeningen bij. Zo zal de COP variëren naargelang het seizoen. Als het kouder is, moet de warmtepomp namelijk harder werken dan wanneer het warm is. Zo kan de COP bij 20 graden stijgen boven de 7 en bij -20 dalen onder de 2. Daarom is het handig om te kijken naar de SCOP of Seasonal Coefficient of Performance: de gemiddelde COP van een warmtepomp over een jaar in een bepaalde regio. (De SCOP is niet van belang voor een grondgebonden warmtepomp, omdat die warmte niet uit de lucht haalt, maar uit de grond, waar de temperatuur constanter is.)
Vloerverwarming of radiatoren?
Daarnaast is de COP (en dus ook de SCOP) ook afhankelijk van het warmteafgiftesysteem. Heb je bijvoorbeeld vloerverwarming, dan hoeft de watertemperatuur daarvoor maar 35 graden of minder te zijn. Met radiatoren is dat meestal meer, waardoor ook de warmtepomp harder zal moeten werken en de (S)COP ervan daalt. Je kunt een warmtepomp zeker wel combineren met (lagetemperatuur)radiatoren, maar het rendement zal in dat geval lager liggen.
Energiefactuur
Hoe beter geïsoleerd je woning dus is, en hoe lager de temperatuur van het warmteafgiftesysteem, hoe efficiënter en zuiniger je warmtepomp zal werken. Al is het een fabeltje dat warmtepompen enkel geschikt zijn voor supergeïsoleerde woningen met vloerverwarming. Ook voor tal van andere huizen is het een erg energie-efficiënt verwarmingssysteem. Al zie je dat voorlopig niet altijd in je factuur, maar dat komt omdat elektriciteit nog steeds veel zwaarder belast wordt dan gas. Velen pleiten daarom voor een taxshift om elektriciteit goedkoper en fossiele brandstof minder interessant te maken.