Duurzaam verwarmen met een

Bodem warmtepomp

Een warmtepomp is een alternatieve manier om warmte op te wekken. Door warmte uit de bodem, water of lucht te halen kan een woning of tapwater worden verwarmd. Ieder huishouden heeft al een warmtepomp in huis: de koelkast. Bij een koelkast wordt warmte onttrokken aan de binnenzijde van de koelkast. De onttrokken warmte wordt vervolgens afgegeven aan de achterzijde van de koelkast. Een warmtepomp werkt volgens hetzelfde principe, maar dan omgekeerd. De belangrijkste onderdelen hierbij zijn de verdamper, de compressor en de condensor. In de verdamper zit een vloeistof die onder zeer lage druk al verdampt. De temperatuur van buiten(lucht), van de aarde of van (bron)water is al voldoende om de verdamping tot stand te brengen. De warmte die bij deze verdamping vrij komt wordt vervolgens samengeperst in een compressor. Omdat de damp wordt samengeperst wordt het kookpunt verhoogd. Dit zorgt er voor dat de damp warmer en vloeibaar wordt. De vloeistof komt uiteindelijk terecht in de condensor. Vanaf de condensor wordt de vloeistof via een warmtewisselaar gebruikt voor het warme tapwater of voor verwarming van de woning.

Er zijn verschillende soorten warmtepompsystemen op de markt. Hierbij wordt een onderscheid gemaakt in de volgende soorten:

• Grond/water warmtepompsysteem;
• Water/water warmtepompsysteem;
• Lucht/water warmtepompsysteem;
• Lucht/lucht warmtepompsysteem;
• Hybride warmtepompen;
• Warmtepomppanelen.

Grond/water warmtepompsysteem

Bij een grond/water warmtepompsysteem (ook wel gesloten Warme Koude Opslagsysteem genoemd) wordt de warmte of kou uit de grond gehaald. De warmte die uit deze bron gehaald wordt, kan door middel van een verticale- of een horizontale grondwarmtewisselaar worden onttrokken.

Bij een verticale grondwarmtewisselaar gaat een buis of een aantal buizen verticaal de grond in. Afhankelijk van de benodigde warmtevraag kan dit tientallen/honderden meters diep zijn. Door deze buizen stroomt een vloeistof in een tyleenslang. Deze slang komt in een U-bocht weer omhoog. De vloeistof (speciaal koudemiddel of water) neemt de warmte van de bodem op en transporteert dit naar de woning. De onttrokken warmte uit de bodem wordt door een warmtepomp omgezet (aan de hand van de verdamper, de compressor en de condensor) in een nog hogere temperatuur. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om (deels) te voorzien in de warm water behoefte in de woning voor verwarming en warm tapwater.

De horizontale grondwarmtewisselaar is horizontaal onder de grond verwerkt en heeft hetzelfde werkingsprincipe als de verticale grondwarmtewisselaar. Echter vraagt een horizontaal systeem wel veel meer ruimte (oppervlak). In een enkel geval kan dit een goedkopere oplossing zijn. De grondwarmtewisselaar wordt in de vorm van een horizontaal buizennetwerk aangelegd onder de grond.

Een grond/water warmtepompsysteem wordt ook wel een ‘gesloten bron’ genoemd en kan zowel individueel als collectief worden toegepast.

Water/water warmtepompsysteem

Onder de noemer water/water warmtepomp kunnen twee verschillende technieken worden bedoelt. Er kan gebruik worden gemaakt van grondwater of oppervlakte water. Bij het gebruik van grondwater (ook wel open Warme Koude Opslagsysteem genoemd) wordt de warmte uit een waterbron (acquifer) gehaald. Hiervoor zijn twee bronnen nodig, een warme bron en een koude bron. De warmte of kou die uit de bron wordt gehaald wordt gebruikt voor verwarming of koeling van de woning. Om warmte uit grondwater te halen wordt allereerst het grondwater opgepompt. Vervolgens wordt de warmte onttrokken uit het grondwater en daarna weer afgegeven aan de andere grondwaterbron. Na ongeveer een half jaar wordt de circulatierichting omgedraaid.

Bij het gebruik van oppervlakte water wordt een korf of rek met gesloten leidingen in een water (vijver, sloot of gracht) geplaatst, waardoor warmte uit het oppervlaktewater kan worden onttrokken als bron voor de warmtepomp. In de praktijk kan het erg lastig zijn om hier een vergunning voor te krijgen wanneer het water niet in eigendom is.

Lucht/water warmtepompsysteem

Bij de lucht/water warmtepomp wordt door middel van een ventilator de buitenlucht aangezogen. Een warmtewisselaar zorgt er vervolgens voor dat de energie (warmte) wordt onttrokken uit de buitenlucht. De onttrokken energie wordt doormiddel van de verdamper, de compressor en de condensor omgezet in warmte voor warm water. De lucht/water warmtepomp wordt veel toegepast in de bestaande bouw, maar kan ook toegepast worden om bijvoorbeeld een zwembad op temperatuur te krijgen. 

Lucht/lucht warmtepompsysteem

Bij een lucht/lucht warmtepomp wordt net als bij de lucht/water warmtepomp de energie opgenomen door middel van een ventilator met warmtewisselaar (buitenunit). Deze warmtewisselaar onttrekt de warmte uit de aangezogen buitenlucht. De ruimte wordt opgewarmd met een luchtblazer. Dit kan een wandmodel zijn, maar tegenwoordig zijn er ook staande grondmodellen. De lucht/lucht warmtepomp, die we meestal kennen als airconditioning, kan uitstekend verwarmen. Dit systeem wordt veel toegepast in studio's of hotelkamers, omdat dit systeem goed geschikt is om één of een beperkt aantal ruimten te verwarmen of te koelen. Deze warmtepomp is makkelijk te plaatsen en daarom goed toepasbaar bij de bestaande bouw. 

Hybride warmtepompen

Naast de bovenstaande warmtepompen bestaan er ook hybride warmtepompen. Dit is meestal een klein model lucht/water warmtepomp. Een hybride warmtepomp zal altijd worden geschakeld met een naverwarmer zoals bijvoorbeeld een Cv-ketel. Hierdoor is er sprake van twee soorten brandstoffen waarmee een woning van warmte wordt voorzien: bijvoorbeeld elektriciteit en gas. Dit noemt men een hybride systeem. Er bestaan verschillende soorten hybride warmtepompen. In de bestaande bouw wordt de hybride lucht/water warmtepomp veel toegepast, maar het is ook mogelijk om de MV-box (ventilatiebox) te vervangen door een ventilatieluchtwarmtepomp/warmtepompboiler.

Warmtepomppanelen

Een warmtepomppaneel is een speciaal type PVT paneel, dat werkt in combinatie met een warmtepomp. Warmtepomppanelen zijn aan de bovenzijde uitgerust met een zonnepaneel (PV) dat elektrische energie opwekt. De achterzijde van het paneel bestaat uit een warmtewisselaar die warmte uitwisselt met de buitenlucht. Dit gedeelte wekt thermische energie op (T). De warmtepomppanelen werken in principe als een grote buitenunit die warmte uit de buitenlucht onttrekt. Gedurende de dag kan tevens een grote hoeveelheid warmte uit dag- en zonlicht worden benut. Het afvoeren van de warmte achter de panelen (warmtewisselaar) komt ook ten goede van de zonnepanelen (PV) die een beter rendement hebben wanneer de temperatuur van het paneel niet al te hoog oploopt. De elektrische energie die noodzakelijk is om de warmtepomp te laten draaien wordt door de zonnepanelen opgewekt.

Omdat een warmtepompsysteem werkt met de afgifte van lage temperaturen wordt het sterk aangeraden om een warmtepompsysteem te combineren met een laag temperatuur afgiftesysteem. Door een warmtepomp te combineren met lage temperatuur afgiftesystemen is het rendement vele malen hoger. Enkele voorbeelden van lage temperatuur warmte afgiftesystemen zijn:

• Wandverwarming;
• Vloerverwarming;
• Lage temperatuur radiatoren;
• Lage temperatuur convectoren;
• Lage temperatuur luchtverwarming.

Van bovenstaande afgiftesystemen wordt over het algemeen vloerverwarming het meest toegepast in combinatie met een warmtepomp. Bij een lucht/lucht warmtepomp wordt de verwarmde lucht via een luchtdistributiesysteem afgegeven aan de ruimte.

Voor de aanleg van de bodemsystemen geldt een meldingsplicht bij de gemeente. Deze meldingsplicht is vooral bedoeld om zicht te houden op het aantal en de locatie van bodemsystemen.

Voor de aanleg van bodemsystemen in waterwingebieden gelden aparte verordeningen. Als uit ons vooronderzoek blijkt dat de gewenste boorlocatie in een waterwingebied ligt, kan dit van invloed zijn op de realisatie van een bodemsysteem. Via WKO Tool is te zien of een bepaalde locatie in een waterwingebied ligt.

Wat betreft de buitenunit van een lucht-water warmtepomp is dit afhankelijk van een aantal variabelen. Bijvoorbeeld of de buitenunit zichtbaar is van de openbare weg. Over het algemeen is een buitenunit van een warmtepomp in de voortuin of een naar openbaar gebied gekeerd erfdeel van meer dan 1 meter hoog, met of zonder ombouw is vergunningsplichtig, met daarbij een welstandsbeoordeling tenzij geen redelijke eisen van welstand van toepassing zijn. Per gemeente kan dit verschillen. Via www.omgevingsloket.nl is het mogelijk een vergunningscheck uit te voeren. 

In het geval van een volledig elektrische opstelling (zonder gasaansluiting) dient er rekening te worden gehouden met een boilervat (voor voldoende warm tapwater) en de warmtepomp zelf. In de praktijk zal dit betekenen dat er twee vierkante meter aan oppervlakte gereserveerd moet worden bij een tapwatercapaciteit van meer dan ~200 liter. Er zijn echter ook systemen beschikbaar waarbij de warmtepomp en het boilervat geïntegreerd in een kast verwerkt zijn (< ~200 liter). Hierbij is de benodigde oppervlakte minder, grofweg één vierkante meter. Hou er rekening mee dat er ook onderhoud gepleegd moet kunnen worden aan de warmtepomp, het boilervat en het leidingwerk.

Een installatie met een lucht-water warmtepomp kan op de zolder worden ingericht. Probeer de leidingafstanden tot de tapwaterpunten zo kort mogelijk te houden. Bij de keuze voor een grond-water warmtepomp zal de technische ruimte meestal op de begane grond (onderste woonlaag) ingericht worden vanwege de grondbronnen.

De te verwachten levensduur van een warmtepomp is circa 15 tot 20 jaar bij ‘normaal gebruik’. In de praktijk blijkt echter dat warmtepompen vaak langer mee kunnen gaan. Dit is afhankelijk van meerdere factoren zoals bijvoorbeeld het aantal draaiuren en opstartmomenten. Het laten plegen van een jaarlijkse inspectie is aan te raden, zie de vraag: welk onderhoud is nodig aan de warmtepomp?

Normaal gesproken is er weinig tot geen onderhoud nodig aan een warmtepomp. Het valt aan te bevelen om jaarlijks een inspectie uit te laten voeren, vergelijkbaar met de jaarlijkse inspectie aan een Cv-ketel. De kosten van een onderhoudscontract zijn vergelijkbaar met de kosten van een onderhoudscontract voor een Cv-ketel, uiteraard kunnen prijzen hiervan verschillen per installateur.

Bij een bodemsysteem zou de bodembron (boring) minimaal twee keer de levensduur van de warmtepomp mee moeten kunnen gaan. Minimaal 30 jaar, maar in de praktijk zal de bron veel langer mee kunnen gaan.

Het rendement van een warmtepomp is afhankelijk van meerdere factoren, waarvan de bron mogelijk de belangrijkste is. Zo heeft een grond-water warmtepomp een hoger rendement dan een systeem met de buitenlucht als bron. De buitenlucht varieert namelijk in temperatuur, terwijl de grond altijd een constante temperatuur heeft. Ook de benodigde afgiftetemperatuur, het al dan niet toepassen van een elektrisch verwarmingselement en de bèta factor spelen hierbij een belangrijke rol. De efficiëntie van een warmtepomp drukt men uit in de (S)COP factor. Dit staat voor (Seasonal) Coëfficiënt Of Performance. Een voorbeeld van een warmtepomp met een SCOP/rendement van 4: wanneer men 1 kWh aan energie in het proces stopt, zal de warmtepomp 4 kWh aan energie/warmte produceren. Bij een lucht-water warmtepomp is het belangrijk om te kijken naar de SCOP in plaats van de COP. Aangezien de buitenlucht (bron) in temperatuur fluctueert per seizoen geeft de SCOP het gemiddelde rendement aan over een jaar. 

Een warmteverliesberekening is niet te verwarren met een transmissieberekening. Een transmissieberekening is onderdeel van de warmteverliesberekening. Bij een transmissieberekening wordt berekend wat de warmteverliezen zijn van de verschillende constructieonderdelen (vloer, gevel, beglazing en dak). Dit wordt in Nederland berekend op basis van -10 graden Celsius, waardoor de woning ook met deze extreme buitentemperatuur op temperatuur kan worden gehouden. Naast de transmissieberekening wordt bij een warmteverliesberekening ook gekeken naar andere warmteverliezen zoals onder andere ventilatie en infiltratie.

Uit een warmteverliesberekening (zie de vraag Wat is een warmteverliesberekening?) blijkt welk vermogen (in kW) benodigd is om een woning bij extreme temperaturen op een comfortabel niveau te verwarmen. Bij een (aan/uit) grond-water warmtepomp wordt in de praktijk meestal ervoor gekozen een lager vermogen warmtepomp te installeren dan uit deze berekening komt. Dit noemt men de bèta-factor. In Nederland zal dan worden gekozen voor een bèta-factor van 0.8. Dit houdt in dat de bron en warmtepomp worden ingezet op 80% van het maximaal benodigde vermogen. Omdat dagen met extreme koude (- 10 graden Celsius) in Nederland niet vaak voor komen (3% van de dagen) zal de warmtepomp 97% van de dagen genoeg vermogen hebben om de woning comfortabel warm te stoken. Op de extreme dagen zal een elektrisch verwarmingselement bijspringen. Een modulerende warmtepomp zal een bèta factor van 1 (100% dekking) worden gekozen. Tegenwoordig zijn bijna alle warmtepompen modulerend en wordt dus een dekkingsgraad van 100% gekozen.

Om een zo hoog mogelijk rendement van de warmtepomp te realiseren is het verstandig om te werken met zo laag mogelijke temperaturen. Normale radiatoren werken op basis van een hoge aanvoertemperatuur van circa 60 tot 80 graden Celsius. Dit zal een warmtepomp niet (efficiënt) kunnen leveren. Laag temperatuurverwarming, zoals vloerverwarming, werkt op basis van circa 35 graden Celsius. Er zijn speciale laag temperatuur radiatoren op de markt verkrijgbaar. Deze radiatoren hebben het uiterlijk van ‘normale’ radiatoren, maar hebben bijvoorbeeld een groter afgifteoppervlak zodat er toch genoeg warmte afgegeven kan worden aan de ruimte. Andere modellen werken met een convectorelement en kleine ventilatoren om de warmte geforceerd van het element af te laten vloeien. Het is ook mogelijk om onder bestaande radiatoren deze kleine ventilatoren te plaatsen: een radiatorventilator. Deze radiatorventilatoren worden door middel van magneten onder de bestaande radiatoren worden geplaatst en laten ook hier de warmte geforceerd van de radiator vloeien. Hierdoor is het mogelijk om met de bestaande radiatoren met een lagere temperatuur te werken.

Wanneer een woning is voorzien van een warmte-afgiftesysteem dat werkt op basis van hoge temperaturen (60 tot 80 graden Celsius), dan zal eerst moeten worden gekeken naar het warmte afgiftesysteem. Het is goed mogelijk dat de capaciteit van het warmte-afgiftesysteem na het isoleren van de woning voldoende is om de woning te verwarmen op basis van lage temperaturen (maximaal 55 graden Celsius). Dit is een kwestie van uitproberen, het is mogelijk om de aanvoertemperatuur van de Cv handmatig lager te zetten (let op! Laat de temperatuur van het warme tapwater boven de 60 graden staan!). Dit kan stapsgewijs tot er wordt gemerkt dat de woning niet goed (genoeg) meer op temperatuur komt of dat de woning niet snel genoeg op temperatuur komt. Dan kan uiteraard de aanvoertemperatuur weer wat naar boven gezet worden. Op deze manier is een optimale aanvoertemperatuur te realiseren. Hierbij dient ook de instelling van de thermostaat aangepast te worden. Bij het verwarmen van een woning op lage temperaturen zal de woning niet snel op temperatuur komen wanneer de thermostaat bij afwezigheid of ’s nachts op een lage temperatuur wordt gezet. Vandaar dat bij laag temperatuur systemen de nachtverlaging niet wordt toegepast, maar de thermostaat als ondergrens op 17,5 à 18 graden wordt gezet.

Wanneer blijkt dat (na het isoleren van de woning) de woning niet warm genoeg wordt met het huidige warmte-afgiftesysteem, dan zal eerst wat moeten worden gedaan aan het verbeteren van het warmte-afgiftesysteem. Er zou bijvoorbeeld een radiator bij geplaatst kunnen worden. Ook het aanleggen van vloerverwarming is hiervoor een optie of het plaatsen van lage temperatuur radiatoren/convectoren.

Een ventilatiesysteem met WTW zorgt er voor dat er veel minder energieverlies plaats vindt door ventilatie. Ten opzichte van natuurlijke ventilatie (ventilatieroosters) zal een WTW systeem tot +/- 95% van de warmte van de uit te blazen vervuilde binnenlucht afgeven aan de binnen te halen (koude) buitenlucht. Dit zal betekenen, met een buitentemperatuur van 0 graden Celsius en een binnentemperatuur van 20 graden Celsius, dat de warmtepomp de lucht slechts 1 tot 2 graden zal hoeven op te warmen. Bij de keuze voor een natuurlijk ventilatiesysteem zal de binnenkomende koude buitenlucht van 0 naar 20 graden opgewarmd moeten worden. Hierdoor kan een warmtepomp met een balansventilatiesysteem met WTW tot 25% kleiner uitgevoerd kunnen worden. Dit kan een enorme besparing betekenen op de uitgave aan een warmtepomp. Zie voor meer informatie onze pagina's over centrale balansventilatie en decentrale balansventilatie.

Bovendien kan bij de combinatie van vloerverwarming (lage temperatuurverwarming) en ventilatieroosters comfortklachten ontstaan. In veel bestaande woningen met radiatoren (hoge temperaturen) staat de radiator voor het ventilatierooster. Hierdoor zal de radiator een hitteschild opwerpen, waardoor de koude lucht van de ventilatieroosters niet diep de woning in kan blazen, maar als het ware wordt opgevangen. Bij vloerverwarming is dit niet het geval en bij een onfortuinlijke plaatsing van de ventilatieroosters kan dit voor comfortklachten zorgen. Dit kan tot gevolg hebben dat de bewoners de roosters dicht zetten, waardoor de binnen luchtkwaliteit achteruit gaat.

De kosten van een bodem-water warmtepomp zijn hoger dan een lucht-water warmtepompsysteem, maar het rendement is wel hoger. Bovendien zal de bodembron veel langer mee gaan, hier wordt in de praktijk meestal 30 jaar garantie op gegeven. De kosten zijn afhankelijk van een heleboel factoren, maar voor het gehele warmtepompsysteem kan gedacht worden aan circa € 22.500,- à € 35.000,- investering.

Met de meeste warmtepompen is het mogelijk om te koelen. Of je kunt koelen in jouw woning is mede afhankelijk van het afgiftesysteem wat in de woning aanwezig is. Om te kunnen koelen is vloer, wand of plafondverwarming nodig. Het is ook mogelijk om te koelen met speciale laag temperatuur radiatoren. Het is belangrijk dat de temperatuur boven dauwpunt blijft in verband met condensvorming. Hou er rekening mee dat koelen met een afgiftesysteem als vloerverwarming of radiatoren een ander effect heeft dan koelen met een airco (lucht/lucht warmtepomp) via de lucht.

Een grond-water warmtepomp heeft door het gebruik maken van de temperaturen uit de bodem feitelijk gratis koeling, dit kost slechts een tiental kWh op jaarbasis. Dit noemen we passieve koeling. Koelen met een lucht-water warmtepomp is een actieve koeling. De ventilator zal aangestuurd moeten worden en dit kost elektriciteit. Afhankelijk van de benodigde koellast kan dit oplopen tot meer dan 750 kWh op jaarbasis.

De levensduur en efficiënte werking van de warmtepomp worden onder andere bepaald door het zo constant mogelijk draaien van de warmtepomp. Het zo min mogelijk afslaan (aan/uit) van de warmtepomp heeft hier een positief effect op. Om dit te kunnen realiseren moet een warmtepomp de opgewekte warmte af kunnen geven aan het afgiftemedium (vloerverwarming of radiatoren). Indien het aantal liters in het afgiftesysteem beperkt is moet er voor worden gekozen om een extra buffer toe te voegen. Dit kan in de vorm van een extern buffervat.

Een buffervat is niet te verwarren met een boilervat. Een boilervat is een voorraad aan warm tapwater.

In principe is een woning altijd geschikt voor een warmtepomp. Afhankelijk van de mate van isolatie en het afgiftesysteem kan dit een hybride model zijn of een model waarbij de aardgasaansluiting verwijderd kan worden. Het is belangrijk om ruim de tijd te nemen om de overstap naar een warmtepomp voor te bereiden. Het zou zonde zijn om hierin overhaaste beslissingen te nemen. Uiteraard is het belangrijk om de woning eerst zo goed mogelijk te isoleren en daarbij goed na te denken over de ventilatie in de woning.

Dit is afhankelijk van het model warmtepomp en warmtevraag van de woning. Op basis van een warmteverliesberekening en een gemiddeld stookseizoen in Nederland kan een installateur een indicatie hier van geven.   

Om te controleren of er op dit moment subsidie is voor het aanschaffen van een warmtepomp kan je de subsidiecheck doen op onze website.

Het kan natuurlijk voorkomen dat jouw vraag over warmtepompen er (nog) niet tussen staat. Neem telefonisch contact op met één van onze adviseurs op 072 - 743 39 56 of stuur ons een email met jouw vraag via het contactformulier, dan helpen wij je zo snel mogelijk!

Wanneer je zonnepanelen, een warmtepomp of elektrisch wilt gaan koken kan het zijn dat je een zwaardere aansluiting nodig hebt in de meterkast. Een installateur kan met u bekijken of een verzwaring in uw situatie nodig is. Via www.duurzaambouwloket.nl/bedrijven-zoeken kunt u installateurs in de buurt vinden.

Wanneer stroomaansluiting verzwaren?
1x30A ,1x35A, 1x40A kan geschikt zijn voor een klein aantal zonnepanelen en is met een kookgroep in de meterkast meestal genoeg voor elektrisch koken. Voor elektrisch laden of een warmtepomp is dit vaak niet genoeg. Als u combinatie van verduurzamingsmaatregelen wil plaatsen (zonnepanelen, koken, laadpaal en/of warmtepomp), is altijd een 3-fase 3x25A aansluiting wenselijk.

Vermogen bij aansluitcategorie
Bij een bepaalde aansluiting hoort een maximaal vermogen dat op de aansluiting kan. Hieronder vindt u het maximaal vermogen bij de aansluiting:

Om het wat begrijpelijker te maken zou ik die laatste zin wat aanpassen: Het maximaal vermogen van bijvoorbeeld 17.000 Watt op een 3x25A hoofdaansluiting houdt in dat er tot 17.000 Watt aan apparatuur tegelijk kan aan staan. Dat zijn bijvoorbeeld 8 volle waterkokers met water die tegelijk aan staan. Dat gebeurt natuurlijk niet heel vaak.

Zet u meer aan? Dan overbelast u de aansluiting en is er kans dat de hoofdautomaat in de meterkast  'springt'  waardoor u geen stroom meer heeft.

Een verzwaring van uw stroomaansluiting vraagt u aan via www.mijnaansluiting.nl.