Hoe verwarmen we onze gebouwen zonder daarbij fossiele brandstoffen nodig te hebben? De warmtepomp is vaak een onmisbare component maar we moeten bij de overstap van ketels naar warmtepompen wel zorgen dat de energiebehoefte voldoende laag is.
Duurzame energietechnieken voor gebouwverwarming
Er bestaan verschillende soorten warmtepompen. Welke heb ik nodig?
Een warmtepomp heeft elektriciteit nodig om warmte te kunnen “verpompen” uit de omgeving (de buitenlucht of de bodem) naar een hogere temperatuur om je binnenruimte op te warmen. Een lucht-luchtwarmtepomp haalt de warmte uit de buitenlucht en geeft die af aan de binnenlucht in het gebouw. Een lucht-waterwarmtepomp haalt de warmte ook uit de buitenlucht maar geeft die af aan water als medium. Dat water wordt dan via een verdeelsysteem naar vloerverwarming, naar radiatoren of ventilo-convectoren gestuurd om zo de ruimte op te warmen. Een (bodem- of) grond-waterwarmtepomp haalt de warmte uit de bodem via een diepe of ondiepe installatie en geeft die af aan water als medium. Het water wordt dan via een verdeelsysteem naar verwarmingselementen gestuurd om zo de ruimte op te warmen. Een grond-waterwarmtepomp is in feite een water-waterwarmtepomp omdat ook water gebruikt om via een buizensysteem in de bodem rond te sturen en de warmte uit de grond te halen.
Er is een verschil in installatieprijs van die systemen maar ook een verschil in rendement (zie COP) en soms een verschil in comfort.
Een bodem-waterwarmtepomp moet in de zomer de bodem thermisch regenereren om de warmte die er in de winter is uitgehaald in de zomer opnieuw in te brengen. Dit kan gecombineerd worden met het koelen van de gebouwen in de zomer.
Welke warmtepomp je best aanschaft hangt af van veel factoren, ook van de beschikbaarheid van bodem en bereikbaarheid van de grond waar eventueel boringen kunnen gedaan worden voor een bodem-waterwarmtepomp. Informeer bij een deskundige voor advies.
Wat is een COP van een warmtepomp?
COP staat voor Coëfficiënt of Performance. Een COP van 3 betekent dat je 3 eenheden warmte kunt opwekken met 1 eenheid elektrische energie. De COP hangt onder meer af van het temperatuurverschil dat moet overwonnen worden.
Als het buiten niet te koud is, haalt je lucht-waterwarmtepomp een hogere COP dan wanneer het buiten bitterkoud is. De gemiddelde COP over een gans jaar noemt met de SCOP of Seasonal COP en is dus afhankelijk van zowel het toestel als de plaats waar het wordt gebruikt. De SCOP is in Noorwegen lager dan in Spanje.
Een grond-warmtepomp heeft altijd een hogere COP dan een lucht-waterwarmtepomp omdat de temperatuur in de grond ook in de winter niet erg laag zakt.
Waarom moeten we het omschakelen naar duurzame energietechnieken combineren met gebouwschilmaatregelen?
Verwarmen met een warmtepomp is veel efficiënter dan verwarmen op gas. Met 1 kWh elektriciteit kan een warmtepomp gemakkelijk 3 kWh warmte maken. 1 kWh gas kan maximaal 1 kWh warmte maken. Maar elektriciteit is veel duurder dan gas omdat er (in België anders dan in andere landen) heel wat andere kosten verrekend worden in de elektriciteitsprijs. Om die reden is er een belangrijk aandachtspunt, namelijk de noodzaak om eerst voldoende maatregelen te nemen zodat de energiebehoefte verlaagd wordt door gebouwschilmaatregelen te nemen. Als je bij een hoge energiebehoefte omschakelt naar warmtepompen dan is deze maatregel wel duurzaam maar kan ze ook duur zijn in elektriciteitsverbruik. Als je de omschakeling doet bij een lage energiebehoefte dan is ze zowel duurzaam als financieel interessant met een aanvaardbare terugverdientijd op de investering.
Waarom moeten we denken in levenscycluskost en niet in investeringskost of gebruikskost alleen?
Bij de energietransitie, de omschakeling naar duurzame energie, doet er zich in het algemeen een verschuiving in kosten voor. De investeringskost van een installatie is vaak hoger. Maar doordat de kost aan brandstof wegvalt, verlaagt de gebruikskost. Dat fenomeen speelt op gebouwniveau maar ook op het niveau van ons elektriciteitsnet. Immers, voor de aanmaak van elektriciteit wordt vandaag nog gas gebruikt. De omschakeling van onze installaties van gas naar warmtepompen die op elektriciteit werken, is dus slechts een onderdeel van de transitie. Ook onze elektriciteitsproductie moet zonder fossiele brandstoffen kunnen lopen. Zo is de kostprijs van een windturbine behoorlijk, maar eens ze er staat kan ze vele jaren “gratis” elektriciteit maken.
Aanpassingen in ons energiesysteem moeten we dus altijd bekijken vanuit een globale levenscycluskost of “total cost of ownership” waarbij we zowel de investeringskost, de levensduur van een installatie en de gebruikskost over jaren in rekening brengen.
En wat met de aanmaak van sanitair warm water?
De aanmaak van sanitair warm water kan ook met warmtepompen maar het belangrijk verschil met gebouwverwarming is dat de benodigde temperatuur hoger is. Immers, om legionella-veilig te zijn moet het water op een temperatuur van minstens 55°C à 60°C gebracht worden. Dat is wat lastiger voor de warmtepomp en zorgt ook voor een lagere COP. De moderne warmtepompen kunnen deze hogere temperaturen wel aan. Soms wordt de temperatuur in twee trappen verhoogd. De tweede trap is dan de zogenaamde “booster-warmtepomp”.
Zijn thermische zonnepanelen nuttig?
Een thermisch zonnepaneel vangt de stralingswarmte van de zon op via een vlakkeplaatcollector of via een buiscollector en brengt die warmte naar een buffervat of boiler. De combinatie van zo een thermische collector en een buffervat noemt men vaak een zonneboiler. Dergelijke installatie is energetisch erg interessant. Eens geplaatst is er gratis warmte telkens als de zon schijnt en zelfs bij bewolkt weer. Er is alleen een kleine hoeveelheid circulatie-energie nodig om de warmte van de collector naar het vat te sturen. Maar de warmte moet niet “verpompt” worden zoals bij een warmtepomp, waardoor de gebruikskost uitermate laag is. Het nadeel van die installatie is dat je hiermee geen gans jaar je woning van warmte kan voorzien. Enkel in de warmste helft van het jaar kan je hiermee een belangrijk deel van de warmtevraag afdekken. Deze installatie moet dus altijd gecombineerd worden met een systeem dat ook in de donkere wintermaanden bruikbaar is.
Een zonnecollector kan ook nuttig zijn in combinatie met een bodem-waterwarmtepomp om in de zomer – bij een overschot aan warmte – de warmte naar de bodem te sturen zodat die geregenereerd wordt tegen dat de volgende winter er aan komt.
Belangrijk bij de installatie van een thermische zonnecollector is de grootte van het buffervat. Hoe groter het buffervat hoe langer de zonnecollector zijn warmte naar het vat kan doorsturen tijdens zonnige dagen. Bij voldoende buffervolume kunnen dan ook meerdere dagen met regen overbrugd worden.
Zodra er zonnestraling is, kan de thermische collector de warmte absorberen, zelfs als de buitentemperatuur niet zo hoog is.