Fotovoltaïsch en warmtepomp. Is het waar dat je geld bespaart?

In dit artikel proberen we in een bepaalde volgorde de belangrijkste aspecten bij het kiezen van een warmtepomp uit te leggen. Als u dit artikel in numerieke volgorde leest, wordt het plaatje aan het einde duidelijker.

Vervolgens analyseren we in volgorde :

1. Wat is een warmtepomp?
2. Wat zijn de voordelen van een warmtepomp?
3. Waarom zou ik deze verkiezen boven een traditionele cv-ketel?
4. Welke soorten warmtepompen zijn er?
5. Hoe weet ik of ik geld bespaar met een warmtepomp?
6. Is dit geschikt voor mijn radiatorverwarmingssysteem?
7. Hoe produceer je warm water voor je huishouden zonder boiler?
8. Heeft de schil van mijn gebouw invloed op de werking ervan?
9. Welk systeem zou ideaal zijn om te combineren met een warmtepomp?
10. En wat zijn voor mij de voordelen van zonne-energie?
11. Kunnen warmtepompen en zonne-energie samenwerken?

Laten we beginnen.

1) Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een systeem dat warmte van een lagetemperatuurbron overdraagt ??naar een hogetemperatuurbron met behulp van een compressor en koelmiddel. Hiervoor worden geen fossiele brandstoffen gebruikt, maar alleen elektriciteit en de energie die in de lucht of in het water zit.

2) Wat zijn de voordelen van een warmtepomp?

Warmtepompen zijn efficiënter en milieuvriendelijker dan traditionele cv-ketels, omdat ze gebruik maken van hernieuwbare energiebronnen en een lagere impact op het milieu hebben. Bovendien moeten ze in de tuin of buiten het huis worden geplaatst. Daarmee vermijdt u de traditionele cv-ketel met zijn geluiden en de daarmee gepaard gaande gevaren vanwege de aanwezigheid van methaangas of vloeibaar petroleumgas in uw huis.

3) Waarom zou ik het verkiezen boven een traditionele cv-ketel?

De voordelen van warmtepompen zijn onder meer een hogere energie-efficiëntie, lagere bedrijfskosten, een grotere betrouwbaarheid en, bij goed gebruik, een levensduur die vergelijkbaar is met die van een traditionele cv-ketel.

4) Hoeveel soorten warmtepompen zijn er?

Er zijn verschillende soorten warmtepompen, zoals lucht-lucht- , lucht-water- en geothermische warmtepompen.

Hoe werkt een lucht-lucht warmtepomp?

We kunnen een systeem met een lucht-lucht warmtepomp ook definiëren als een gewone “airconditioner” of als een complexer systeem met ventilatorconvectoren die worden aangedreven door een hydrobatterij.

De ventilatorconvectorwarmtepomp met hydronische batterij is een verwarmings- en koelsysteem dat gebruikmaakt van een warmtepomp om warmte over te brengen tussen het water van een hydraulisch circuit en de lucht in het gebouw.

In dit geval werkt het systeem als volgt:

De warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht of geeft deze af aan de buitenlucht, afhankelijk van de bedrijfsmodus (verwarmen of koelen).

Het warme of koude water wordt van de warmtepomp naar de hydronische fancoilbatterij getransporteerd, via een reeks extra componenten in het systeem, zoals traagheidsbuffers en boosterpompen.

De hydrobatterij, die als warmteaccumulator werkt (net als de radiator van een auto) , wisselt warmte uit met het water dat in het hydronische circuit circuleert, waarbij afhankelijk van de bedrijfsmodus warmte wordt overgedragen of ontvangen. Eenvoudig gezegd: het warme of koude water dat door de hydronische batterij circuleert, verwarmt of koelt de batterij zelf.

Fancoils, luchtverdeelunits die in elke kamer aanwezig zijn, blazen warme of koude lucht naar de hydronische batterij. De warme of koude lucht verwarmt of koelt de kamers vervolgens.

Dit systeem combineert de flexibiliteit en veelzijdigheid van de warmtepomp met de warmteopslag- en distributiecapaciteit van de hydronische batterij en de instelbare luchtverdeling van de fancoils, en biedt zo een hoge energie-efficiëntie en optimaal comfort in het gebouw.

Hoe werkt een lucht-water warmtepomp?

Een lucht/water-warmtepomp werkt door warmte van de buitenlucht over te dragen aan een koelvloeistof (het gas dat in het warmtepompcircuit zit). Deze koelvloeistof wordt vervolgens gebruikt om water te verwarmen dat bestemd is voor verwarming of sanitair gebruik. Dit gebeurt via een warmtewisselaar die zich in de buitenunit (monoblok-warmtepomp) of in de binnenunit (split-warmtepomp) bevindt.

Dit proces vindt plaats met behulp van een compressor die de druk en temperatuur van het koelmiddel en de warmtewisselaar verhoogt, zodat de energie aan het water kan worden overgedragen. Het omgekeerde proces wordt gebruikt om water in de zomer te koelen, zodat gebouwen die met deze technologie zijn uitgerust, gekoeld kunnen worden.

In een stralingsverwarmingssysteem wordt de lucht/water-warmtepomp gebruikt om warm water te produceren. Dit water wordt vervolgens via een netwerk van leidingen of geprefabriceerde panelen naar de vloerverwarming, -wanden of -plafonds gestuurd. De warmte wordt via het warme oppervlak van radiatoren of vloeren aan de ruimte afgegeven, waardoor een comfortabele en gelijkmatige warmtebron ontstaat. Het stralingsverwarmingssysteem kan door verschillende soorten energiebronnen worden aangedreven, maar de lucht-water-warmtepomp is bijzonder efficiënt omdat deze de gratis energie in de buitenlucht gebruikt om warmte te produceren. Als de pomp wordt aangestuurd door een fotovoltaïsch systeem, kunnen de bedrijfskosten aanzienlijk worden verlaagd.

Hoe werkt een geothermische warmtepomp?

Een geothermische warmtepomp werkt door warmte uit de ondergrond over te brengen naar water voor verwarming of huishoudelijk gebruik.

Dit gebeurt via een systeem van leidingen waarlangs het koelmiddel stroomt. Deze leidingen liggen onder de grond, meestal onder de fundering van een huis in aanbouw of op een perceel grond dat grenst aan de ruimte waar de interne unit van de warmtepomp zich bevindt.

In tegenstelling tot een lucht-water warmtepomp wordt het koelmiddel verwarmd door de warmte die in de ondergrond aanwezig is. Als de buitentemperatuur bijvoorbeeld 0°C is, is de temperatuur van de ondergrond op 1 meter diepte ongeveer 12°C. Het is gemakkelijk te begrijpen dat de grond, vergeleken met de lucht, ons 12°C voorverwarmt.

Op dit punt wordt het koelmiddel samengeperst tot een begintemperatuur die hoger is dan die van de lucht. Dat betekent dat er ongeveer 40% minder energie nodig is om het op de gewenste temperatuur te brengen, bijvoorbeeld 30°C in het geval van een stralingssysteem.

Het omgekeerde proces wordt gebruikt om water in de zomer af te koelen. In een Fancoil-, Radiant- of ontvochtigingssysteem is er behoefte aan zeer koud water. Bij een stralingssysteem ligt de aanvoertemperatuur in de zomer rond de 18 graden, terwijl bij een fancoil- of ontvochtigingssysteem de benodigde watertemperatuur doorgaans tussen de 7°C en 10°C ligt.

Als de grondtemperatuur op één meter diepte in de zomer ongeveer 18°C ??bedraagt, zal de begintemperatuur van het koelmiddel ongeveer 18°C ??zijn. Het spreekt voor zich dat de energie die nodig is om het water te koelen en te brengen tot 7 tot 10 °C, veel lager ligt dan die van een lucht-water warmtepomp, die de luchttemperatuur als begintemperatuur heeft en die zelfs 35 °C kan zijn.

Net als andere typen warmtepompen wordt de geothermische warmtepomp elektrisch aangedreven en gebruikt energie om het koelmiddel te comprimeren.

Hoe weet ik of ik geld bespaar met een warmtepomp?

De COP (prestatiecoëfficiënt) van een warmtepomp is een getal dat de verhouding aangeeft tussen de elektrische energie die nodig is om de warmtepomp te laten werken en de thermische energie die de pomp produceert. Met andere woorden, de COP geeft aan hoe efficiënt een warmtepomp elektrische energie omzet in thermische energie. Hoe hoger de COP, hoe efficiënter de warmtepomp. Als een warmtepomp bijvoorbeeld een COP van 3 heeft, betekent dit dat de pomp voor elke eenheid gebruikte elektrische energie 3 eenheden warmte-energie produceert.

Stel dat een warmtepomp in een bepaalde periode 1000 kWh aan elektriciteit verbruikt en 3000 kWh aan thermische energie produceert. De COP van deze warmtepomp kan als volgt worden berekend:

COP = Geproduceerde thermische energie/Gebruikte elektrische energie COP = 3000 kWh/1000 kWh = 3

De COP van deze warmtepomp is dus 3, wat betekent dat de pomp voor elke eenheid gebruikte elektrische energie 3 eenheden warmte-energie produceert.

Maar is de COP een vaste waarde die altijd geldt voor die warmtepomp?

Nee, de COP is geen vaste waarde. Het hangt van verschillende factoren af, zoals de buitentemperatuur, de benodigde temperatuur voor verwarming of koeling, het thermisch vermogen van het gebouw en de kwaliteit van de installatie. Over het algemeen varieert de COP van een warmtepomp afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden en kan deze onder ongunstige omstandigheden lager uitvallen dan de door de fabrikant opgegeven waarde. Moderne warmtepompen hebben echter een vrijwel constante COP gedurende hun hele bedrijfscyclus, wat betekent dat ze ook onder ongunstige omstandigheden een hoog rendement behouden.

Er bestaat echter een manier om de efficiëntie van een warmtepomp op de langere termijn te evalueren. Deze manier wordt SCOP genoemd, wat feitelijk de “seizoens-COP” is.

De COP (Coefficient of Performance) en de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) zijn beide waarden die de energie-efficiëntie van een warmtepomp meten.

COP meet de energie-efficiëntie van een warmtepomp op een specifiek tijdstip , d.w.z. hoeveel warmte er wordt geleverd voor elke eenheid verbruikte elektriciteit. De COP varieert afhankelijk van de externe omstandigheden (buitentemperatuur, vochtigheid, enz.) en het gebruik van de warmtepomp.

SCOP meet daarentegen de gemiddelde efficiëntie van een warmtepomp over een heel seizoen , rekening houdend met variaties in de klimatologische omstandigheden. De SCOP geeft een nauwkeuriger beeld van de energie-efficiëntie van de warmtepomp over het gehele jaar en is daarom een ??betrouwbaardere waarde voor het beoordelen van de energieprestaties op de lange termijn.

Is dit geschikt voor mijn radiatorverwarmingssysteem?

Een lucht-water- of geothermische warmtepomp kan worden gebruikt om een ??radiatorsysteem te verwarmen, maar dit hangt af van het type bestaande systeem en de specificaties ervan.

Normaal gesproken kan een warmtepomp worden gebruikt om het water dat door radiatoren circuleert te verwarmen en vervolgens warmte af te geven aan de omgeving, net als een traditionele cv-ketel. Er zijn echter een aantal aspecten waarmee rekening moet worden gehouden.

Voor een correcte integratie is het belangrijk om te controleren of het bestaande systeem voldoet aan de vermogens- en dimensioneringsvereisten die nodig zijn voor de werking van de warmtepomp. In sommige gevallen kan het nodig zijn om oude radiatoren te vervangen door grotere exemplaren, zodat de warmtepomp bij lagere aanvoertemperaturen kan werken.

Als de aanvoertemperatuur van een warmtepomp in verwarmingsmodus tussen de 25°C en 35°C ligt, kunt u maximale energiebesparing en comfort halen uit deze technologie. De COP bij deze temperaturen zorgt er namelijk voor dat zodra het water dat uit het systeem terugkeert een temperatuur heeft die lager is dan circa 5°C vergeleken met het verwarmde water dat naar het systeem wordt geduwd (dit aspect wordt “thermische marge” genoemd), de warmtepomp begint met moduleren. Hierdoor wordt het verbruik drastisch verlaagd en wordt alleen de energie verbruikt die nodig is om de 5°C van de thermische marge terug te winnen.

Hoe produceer je warm water voor je huishouden zonder boiler?

We zeiden dat de warmtepomp gedurende langere perioden moet werken om het elektriciteitsverbruik gunstig te laten zijn voor de COP. Als we bijvoorbeeld de warmtepomp als boiler zouden gebruiken om te douchen, dan zouden we voor een directe temperatuur van 40°C een warmtepomp nodig hebben met ongeveer 20 kW aan warmte. Met een COP van 3,5 wordt dit omgezet in 5,71 kWh aan elektriciteit. Op dit punt is het duidelijk en transparant dat deze aanpak niet praktisch is, aangezien 15 minuten douchen 5,71 kWh aan elektriciteit verbruikt en de warmtepomp op 100% laat werken. En dan hebben we het nog niet eens over het feit dat als de gebruiker om welke reden dan ook de watertoevoer uitschakelt, de warmtepomp wordt uitgeschakeld en weer wordt ingeschakeld als hij weer wordt geopend. Voor een warmtepomp betekent dit binnen de kortste keren de dood.

Hoe maak je warm water voor thuis?

Warmte wordt verzameld in grote hoeveelheden water, in een tank. “Split” warmtepompen zijn doorgaans ontworpen met een externe eenheid (de warmtepomp) en een interne eenheid (de eenheid die de watertank en alles bevat wat nodig is om het water door de systeemcircuits te verplaatsen).

Deze aanpak werkt veel slimmer, want om 200 liter water van 40°C naar 50°C te verwarmen, is ongeveer 2 kWh aan elektriciteit nodig. En aangezien de binnenunit in een gesloten ruimte wordt geplaatst, blijft de warmte van het water lang behouden, omdat de tank van 200 liter zeer goed geïsoleerd is.

Heeft de schil van mijn gebouw invloed op de werking ervan?

De schil van een gebouw bestaat uit muren , ramen , deuren en het dak en heeft een grote invloed op de werking van een warmtepomp . De kwaliteit ervan kan invloed hebben op de hoeveelheid warmte die de warmtepomp moet produceren om de binnentemperatuur van het gebouw op peil te houden , en op de hoeveelheid warmte die naar buiten verloren gaat .

Een goed geïsoleerde gebouwschil zorgt ervoor dat de warmte binnen het gebouw blijft, waardoor warmteverlies wordt geminimaliseerd en de efficiëntie van de warmtepomp toeneemt . Met name muur- en dakisolatie helpt om de temperatuur in een gebouw op peil te houden, terwijl het gebruik van kwalitatief hoogwaardige ramen met een goede luchtdichtheid warmteverlies via de ramen helpt voorkomen.

Daarentegen kunnen een slecht geïsoleerde kozijn of ramen van slechte kwaliteit warmteverlies veroorzaken en de efficiëntie van de warmtepomp verminderen. Zo kunnen gaten in muren of ramen warmteverlies veroorzaken, waardoor de warmtepomp harder moet werken om de gewenste temperatuur te handhaven.

Over het algemeen kan een goed ontworpen en gebouwde behuizing de efficiëntie en effectiviteit van een warmtepomp bij verwarming helpen verbeteren. Hiermee worden de energiekosten verlaagd en het comfort van de bewoners vergroot.

Hoe gedraagt ??de warmtepomp zich in de praktijk als ik een zeer goed geïsoleerde behuizing heb?

Dankzij de uitstekend geïsoleerde behuizing levert de warmtepomp minimaal benodigde energie om het binnenklimaat te behouden. Dit resulteert in een lagere aanvoertemperatuur van het verwarmingssysteem en dus een lager verbruik en minder starts van de warmtepomp.

Wat als mijn huis niet geïsoleerd is?

Bij een woning zonder extra omkasting, zoals de zogenaamde “Thermal Coat” en zonder de aanwezigheid van kozijnen met een “discrete” luchtafdichting, zal de warmtepomp langer aan staan ??en een hogere aanvoertemperatuur hebben om het energieverlies van het gebouw te compenseren.

En wat zijn voor mij de voordelen van zonne-energie?

Een groot voordeel, maar slechts op één voorwaarde: de gewoonten van de gebruiker en de parameterisering van de temperaturen in de omgevingen moeten opnieuw worden geëvalueerd op basis van de uren waarop de zon schijnt en ons in staat stelt onze energie zelf te verbruiken.

Het gebruik van een warmtepomp in combinatie met een fotovoltaïsch systeem kan verschillende voordelen met zich meebrengen, waaronder:

1. Energiebesparing : De warmtepomp kan de zonne-energie van het fotovoltaïsche systeem gebruiken om het huis te verwarmen of warm water te produceren. Hierdoor hoeft er minder elektriciteit van het net te worden gebruikt.
2. Grotere energieonafhankelijkheid : doordat het fotovoltaïsche systeem zonne-energie produceert en de warmtepomp deze gebruikt, kan de gebruiker zijn afhankelijkheid van traditionele energiebronnen verminderen.
3. Vermindering van emissies : door gebruik te maken van zonne-energie worden de uitstoot van broeikasgassen verminderd, wat bijdraagt ??aan de bescherming van het milieu.
4. Rendement op investering : een zonnesysteem en een warmtepomp kunnen op de lange termijn rendement op uw investering opleveren, omdat de energiekosten op de lange termijn dalen.

Kortom, het gebruik van een warmtepomp met een fotovoltaïsch systeem kan leiden tot een hogere energie-efficiëntie, een grotere energieonafhankelijkheid, minder emissies en een rendement op de investering op de lange termijn.

Kunnen warmtepompen en zonne-energie samenwerken?

En nu komt het leukste gedeelte. Het antwoord is JA!

Er zijn verschillende manieren om dit aan te pakken , afhankelijk van welke merken u kiest .

Het ” Analoge ” systeem zorgt ervoor dat wanneer er energie wordt geproduceerd door het fotovoltaïsche systeem, de omvormer dit op een heel eenvoudige manier doorgeeft aan de warmtepomp via een schoon Open/Gesloten contact (wat fysiek een verbinding is tussen de warmtepomp en de omvormer).

1. Contact Open, ik produceer energie.
2. De warmtepomp begint dan met het produceren van warm tapwater en verwarmt, als het winter is, ook de traagheidsbuffer van het verwarmingscircuit.

Het ” intelligente ” systeem vereist dat de warmtepomp en het fotovoltaïsche systeem niet via een “open/gesloten contact” met elkaar communiceren, maar via een speciale taal die veel variabelen omvat.

Laten we het systeem tussen de SMA- omvormer en de Vaillant- warmtepomp als voorbeeld nemen.

Het Vaillant eBUS-systeem met SMA zonnepanelen functioneert als een geïntegreerd energiebeheersysteem. Het SMA fotovoltaïsche systeem genereert elektriciteit uit de zon. Deze wordt door de Vaillant warmtepomp gebruikt om warmte en warm water te produceren. Het eBUS-systeem regelt de distributie van elektrische energie in het gebouw en optimaliseert het gebruik van energie die door het fotovoltaïsche systeem wordt opgewekt.

Bovendien maakt het eBUS-systeem gebruik van een communicatienetwerk om alle componenten van het systeem, waaronder de warmtepomp, de wasmachine, de droger en het fotovoltaïsche systeem, met elkaar te verbinden. Dit maakt optimaal energiebeheer en continue monitoring van het verbruik mogelijk.

Bijvoorbeeld:

1. Er is veel productie en de energievraag van mijn gebouw is laag
2. Het eBUS-systeem verhoogt automatisch de temperatuur van ons warmwater met 5°C
3. Het resultaat is dat we de energie die we anders aan het net zouden leveren, hebben opgeslagen in ons warmwater.

Nog een voorbeeld met een wasmachine en een droger met eBUS-protocol (BOSCH of SIEMENS):

1. Ik vul de wasmachine met kleding
2. Ik druk op de startknop om te wassen
3. Op basis van de beschikbare energie van het fotovoltaïsche systeem, het energieverbruik van de rest van het gebouw en de weersvoorspelling beslist het eBUS-systeem of de wasbeurt direct moet starten of moet worden uitgesteld totdat het hoogste eigen verbruik voor die wasbeurt is bereikt.
4. Als u haast heeft, kunt u de opstart uiteraard forceren of de speciale functie uitschakelen.

Kortom, het Vaillant eBUS-systeem met SMA zonnepanelen is een geïntegreerde oplossing waarmee u de door het zonnepanelensysteem geproduceerde energie optimaal kunt benutten, de energie-efficiëntie kunt verbeteren en de energiekosten kunt verlagen.