Maart 2024
De zegeningen van de PVT-warmtepomp
Stroom, warmte en koude van eigen dak
De PVT-warmtepomp, de jongste van alle warmtepomptechnieken, is snel volwassen geworden en speelt inmiddels een serieuze rol in de warmtetransitie. De toenemende populariteit is niet vreemd. Met een PVT-systeem haal je stroom, warmte en koude van eigen dak; geruisloos en efficiënt. Met een SCOP van ruim 5,0 op ruimteverwarming en 3,5 op warmtapwaterbereiding, doet het relatieve ‘jonkie’ niet onder voor de gedoodverfde kampioen, de bodemwarmtepomp.
Met PVT hebben we er een extra bron bijgekregen voor de warmtepompen die we zo hard nodig hebben om de energietransitie vorm te geven. Je hoeft niet de grond in, er is geen buitenunit nodig; je legt de bron gewoon op het dak. PVT staat voor de combinatie van fotovoltaïsche (pv) en thermische energie (t). De basis is een zonnepaneel met aan de onderkant een thermische collector. Het pv-paneel wekt elektriciteit op, de collector is de bron voor de warmtepomp. Die onttrekt warmte uit het zonnepaneel, maar vooral ook uit de buitenlucht (70 à 80 procent). De warmtepomp zet die om in warmte voor het afgiftesysteem in de ruimtes. Er is wel een boilervat nodig om ook in tapwaterverwarming te voorzien en er een all-electric oplossing van te maken. Maar in een bestaande woning met een hoogtemperatuur-afgiftesysteem is een hybride opstelling met een gasketel voor warm tapwater ook mogelijk.
Stil, onzichtbaar en efficiënt
De PVT-bron is stil, onzichtbaar en op elk dak toepasbaar. Daarmee scoort de techniek punten. Want voor de lucht-waterwarmtepompsystemen is een buitenunit nodig; daar is niet altijd ruimte voor, de geluidseisen zijn streng en er is regelmatig onderhoud nodig. Een warmtepomp op bodemenergie kan niet zonder grondboring, en dat is niet overal mogelijk. En een ander voordeel is dat PVT-panelen non-stop thermische energie opwekken. Ook als het buiten -10 °C is, er sneeuw ligt en de zon zich niet laat zien. PVT-panelen hoeven ook niet persé op het zuiden te liggen, zoals bij pv-panelen, omdat de zon een relatief kleine rol speelt voor de opwek. Het rendement van PVT-systemen is dan ook hoog. Over het hele jaar gezien is op ruimteverwarming een gemiddeld rendement van 5,5 mogelijk, voor tapwater is dat maximaal 3,8. Met die score doen ze niet onder voor bodemwarmtepompsystemen.
De nieuwe Qpanel thermische wisselaars van HR energy zoals die onder de PV panelen worden geplaatst op het dak.
Aangepaste warmtepomp
Hoewel er diverse mix & match-leveranciers zijn, kent Nederland twee aanbieders van complete PVT-systemen van eigen fabricaat: Triple Solar en HR energy. In hun systemen zijn alle onderdelen geïntegreerd en op elkaar afgestemd. Beide maken gebruik van een ‘veredelde’ water-waterwarmtepomp die is aangepast om met de sterk wisselende temperaturen vanuit de bron om te kunnen gaan. Verder is de werking identiek. De verdamper in de warmtepomp gebruikt de warmte die vanuit de PVT-panelen wordt aangevoerd, om koudemiddel te verdampen. De elektrische compressor perst het dampvormige koudemiddel samen, waarbij de temperatuur stijgt. De condensor helpt het opgewarmde koudemiddel om de warmte af te geven aan het water dat naar het afgiftesysteem of de boiler gaat.
‘PVT is een techniek die kennis van E én W vereist’
Strakke opstelling
Natuurlijk zijn er ook verschillen. Jeroen Prinsen legt uit waarin de oplossing van HR energy, de Qsilence, onderscheidend is. ‘Qsilence bestaat uit drie onderdelen van eigen fabricaat: de Qpanels, de nieuwe Qube warmtepomp van 4, 6 of 8 kW en het Qstore opslagvat. Afhankelijk van de warmtevraag en het vermogen van de pomp, heb je zes, acht of tien panelen nodig voor een all-electric toepassing. In de compacte behuizing van de Qube zijn ook het expansievat en overige onderdelen opgenomen, dus je hebt binnen een strakke opstelling. De nieuwe, speciaal voor PVT ontwikkelde warmtepomp bereikt met maximaal 8 kW een hoger vermogen dan de oude en is verbeterd op het gebied van prijs, kwaliteit en servicebaarheid. Het geluidsniveau is fors teruggebracht en een speciale regeling zorgt ervoor dat aanvriezing niet meer voorkomt en het rendement bij koude hoog blijft. In tegenstelling tot een lucht-waterwarmtepomp, die regelmatig in de ontdooicyclus gaat en stopt met het leveren van warmte, stoppen we hier kortstondig wat elektrische energie in de bron en blijft de compressor gewoon doordraaien. Omdat het een gesloten systeem is, krijg je die energie ook weer terug en schiet je COP dus omhoog.’ Voor de PVT-bron zet HR energy een volledig biologisch afbreekbare antivriesstof in, de Qube maakt gebruik van koudemiddel R32.
Wat opvalt is de compacte behuizing van de Qube warmtepomp van HR energy met hier zichtbaar de twee geïntegreerde expansievaten.
Propaan als koudemiddel
Jorrit Lootsma van Triple Solar licht een aantal van de unieke kenmerken van zijn eigen systeem toe. ‘De panelen zijn onderling te verbinden, wat een boel leidingwerk en installatietijd scheelt. Onze 3 kW warmtepomp werkt met propaan als koudemiddel. Ook dat is een heel groot voordeel. Het is een natuurlijk middel met een aardopwarmingsvermogen (GWP) van slechts 3, dus duurzaam en onbeperkt bruikbaar. Daarnaast kan het grote temperatuurverschillen aan, waardoor je langer uit de buitenlucht kan oogsten en op de compressor kan draaien, dan bij warmtepompen met een synthetisch koelmiddel. Bovendien kan je met propaan makkelijk 70 °C maken. Daardoor is de pomp ook goed toepasbaar in situaties met hoogtemperatuurafgifte en voor legionellapreventie. Interessant is ook dat we als alternatief voor een boilervat een thermische batterij met zoutkristallen kunnen plaatsen, zo klein als een rolkoffertje. De batterij houdt de warmte die ontstaat bij de faseovergang van vloeibaar naar vast, lang vast en kan die op elk moment weer snel vrijgeven om warm tapwater te maken. Het bijzondere van onze boiler is daarbij dat je die ook passief kan vullen. De gratis warmte op het dak in de zomer kun je rechtstreeks in het boilervat stoppen, zonder dat deze eerst door de pomp heen moet. Het rendement voor tapwater is daardoor extreem hoog.’ Voor grotere vermogenbehoeftes raadt Lootsma aan de speciale warmtepomp in cascade te plaatsen. ‘Daarmee garandeer je een langere levensduur, omdat de twee compressoren om en om belast worden. En bovendien krijg je twee keer subsidie.’
Warmteverliesberekening heel belangrijk
Beide leveranciers zien in de praktijk nog best wat fouten voorkomen bij de installatie van PVT-systemen. Het is dan ook een techniek die kennis van E en van W vereist én waarvoor je het dak op moet. Prinsen: ‘De dimensionering van het systeem en de inpassing in de woning vraagt wat meer aandacht van een installateur die gewend is cv-ketels op te hangen. Het maken van een warmteverliesberekening is heel belangrijk om te zien of het systeem past en of er eventueel nog extra maatregelen nodig zijn. Alleen uitgaan van het gasverbruik van een woning is niet voldoende.’ Zowel HR energy als Triple Solar bieden trainingen voor installateurs die met deze systemen aan de gang willen. Lootsma: ‘Het zijn voornamelijk W-installateurs die onze systemen plaatsen. Zij hebben vooral veel vragen over het PVT-deel, de dakmontage, de hydraulische aansluiting en het inregelen. Dat leren ze allemaal tijdens onze trainingen.’
Saldering en netcongestie
PVT-systemen spelen ook in op actuele problematiek: saldering en netcongestie. Jorrit Lootsma van Triple Solar verzekert dat als je zo’n systeem goed weet aan te sturen, je op de juiste momenten optimaal gebruik kunt maken van je eigen opgewekte energie. ‘Het is dus een perfecte oplossing voor het post-salderingstijdperk. Gebruik je nu maar 30 procent van je eigen energie, met een slim PVT-systeem kun je daar 60 procent van maken. Saldering is dan minder spannend. Het systeem kan zelfs rekening houden met dynamische tarieven. De thermische batterij helpt daarbij. Die kan je inzetten als watervat voor het tapwater, maar ook als buffervat voor de ruimteverwarming. Daarmee help je dus ook netcongestie te voorkomen. Niet iedereen hoeft dan immers tegelijk de warmtepomp te laten draaien.’