Warmtepomp: ook voor een warme douche

Een warmtepomp die zonder extra gas voldoende warm tapwater kan maken voor woningen? Ze zijn er wel degelijk en worden steeds belangrijker. Waar de vraag naar ruimteverwarming afneemt door betere isolatie, groeit de warmtapwaterbehoefte. Maar gas raakt uit de gratie. De zogeheten combiwarmtepompen maken dan ook een opmars in de markt. Sommige exemplaren kunnen zelfs zonder elektrische naverwarming de temperatuursprong maken.

Warmtepompen zijn het meest efficiënt als ze temperaturen tot 40 °C produceren voor ruimteverwarming. Voor warm tapwater moeten ze een tandje harder werken, want daarvoor is geregeld een temperatuurstap tot boven de 60 °C nodig, om legionellabesmetting te voorkomen. Veel warmtepompen hebben daarvoor ondersteuning nodig van een gasketel. Toch kunnen steeds meer warmtepompen, naast verwarmen en koelen, ook zelfstandig grote hoeveelheden warm tapwater produceren zonder dat daar (veel) meer energie voor nodig is. Dat doen ze op verschillende manieren. Door slimme laadprincipes, gelaagde opwarming in de boiler, spiraalboilers, hulp van zonnecollectoren en door af en toe een elektrisch element aan te spreken.

Bewust gebruik vereist

Combiwarmtepompen kunnen in principe met alle bronnen overweg. Bodembronnen geven doorgaans de beste rendementen, maar warmtepompen op buiten- of ventilatielucht halen met vernieuwde technieken de achterstand snel in. De prestatiecoëfficiënt voor warm tapwater schommelt bij de verschillende modellen tussen 1,5 en 4. Elbert Stoffer van Itho Daalderop: ‘Onze WPU 4 geeft een rendement van ruim 3 bij een tapwatertemperatuur van boven de 60 °C. De stabiele bodemtemperatuur maakt dat de WPU de temperatuurstap van 10 naar 60 °C altijd efficiënt kan maken. Eens per dag laadt de warmtepomp uitsluitend met compressorvermogen het vat op tot 61,5 °C. Dankzij het directe laadprincipe en de gelaagde opwarming is een spiraal in het boilervat niet nodig. Zo laden we met een lagere laadtemperatuur.’

Zo snel als een gasketel warm water produceert zal een warmtepomp dat nooit kunnen. Een voldoende groot boilervat om te bufferen is daarom volgens Stoffer wel belangrijk. Net als een bewust gebruik: ‘Je moet er natuurlijk niet je zwembad mee willen vullen, maar een gezin van vier personen kan met een warmtepomp van 4,5 kW en een 150-literbuffervat dagelijks de normale tijdsduur van 7 min. per persoon douchen. Als het vat leeg is, duurt het 1 à 2 uur voordat het weer vol is, zonder het elektrisch element te gebruiken.’
Bij het systeem van Itho Daalderop zijn vat en warmtepomp gesplitst. Dat kan volgens hem voordelig zijn voor het transport binnen de woning. ‘Voor grotere gebruikers zijn er alternatieven met grotere vaten.’

Niet op vol vermogen dimensioneren

Techneco levert in dit segment de Toros Vision en de Loria. De eerste werkt op verticale bodemwisselaars, de tweede haalt warmte uit de buitenlucht. De Toros recirculeert het warme tapwater over een platenwisselaar in de warmtepomp en haalt met koudemiddel R410A met gemak de 60 °C, gewoon met de compressor. De Loria maakt dagelijks warm tapwater tot 55 °C en warmt het eens per week op tot 61 °C met een elektrisch element. ‘Bij een buitenluchttemperatuur van -10 °C is het de compressieverhouding die de maximaal haalbare temperatuurstap fysisch begrenst. Dan is het elektrisch element nodig om naar 60 °C op te warmen. Met grote sprongen in de temperatuur is de warmtepomp niet sterk. Door een zonnecollector samen met een warmtepomp toe te passen op de luchtwater- en waterwaterwarmtepompen zie je dat het tapwaterrendement een grote sprong kan maken. Er zijn dan jaar-COP’s van 6 haalbaar. Dit is de richting waarin de Techneco-warmtepompen zich verder ontwikkelen en onderscheiden’, legt Pieter van Alphen van Techneco uit.

Geïntegreerde spiraalboiler

Bij alle woningbouwprojecten die Nibe vandaag de dag uitvoert, past de leverancier combiwarmtepompen toe die volledig in de warmtapwaterbehoefte voorzien. Bijna allemaal zijn ze voorzien van een geintegreerde spiraalboiler. Imco Janssens: ‘We zien een toename van het aantal verkochte lucht-waterwarmtepompen, ingegeven door de lagere investering. Zowel onze modulerende water-water combiwarmtepomp F1255 als de nieuwe lucht-waterwarmtepomp F2120 hebben een jaarrendement van circa 3 voor warm tapwater, mede door het ingebouwde dampinjectiesysteem. De F1255-6 PC-warmtepomp moduleert tussen 1,5 en 8 kW, is voorzien van een invertergestuurde compressor, een toerengeregelde circulatiepomp en een geïntegreerde spiraalboiler. Door de modulerende werking verhoogt het apparaat de frequentie van de compressor alleen wanneer het nodig is, bijvoorbeeld wanneer er warm tapwater of meer ruimteverwarming nodig is; zo is een klein vermogen voor ruimteverwarming mogelijk en groot vermogen voor tapwater. Bij de warmtepompen die op buiten- of ventilatielucht werken, zijn de rendementen voor warm tapwater iets lager. De combiwarmtepompen op ventilatielucht hebben weer als voordeel dat ze het jaar rond met een stabiele brontemperatuur van rond de 12 °C werken.’

Eigen invloed op eindresultaat

De warmtepomp schudt langzaam het imago van zich af dat hij voor warm tapwater deels afhankelijk blijft van fossiele brandstoffen. Uit het artikel komt duidelijk naar voren dat er interessante oplossingen zijn om de tapwaterbehoefte van een gezin in een rijtjeswoning maar ook in een omvangrijke villa volledig te dekken met een warmtepomp. De behoefte aan warm tapwater is de afgelopen jaren wel toegenomen. Het rendement van warmtapwaterbereiding zal dan ook steeds vaker de doorslag geven bij de keuze voor een warmtepomp. Naast de theoretische rendementsgetallen die de fabrikanten beloven, speelt bewust gebruik ook een belangrijke rol bij het uiteindelijke rendement. Bij het ontwerp van een combiwarmtepomp zal dan ook altijd met de maximale verwachtingen van douche- en keukenwatergebruik rekening moeten worden gehouden en bij oplevering is het belangrijk gebruikers in te lichten over hun eigen invloed op de eindresultaten. ’

Luxe villa en zes dochters

Om een gelijkmatige belasting te realiseren en de ruimteverwarming niet in de weg te zitten, is een voorraadvat van minimaal 150 liter cruciaal bij combiwarmtepompen. Nibe levert bij de combi’s standaard een 200-litervat. Komt de temperatuur in het vat onder het setpoint, dan start de warmtepomp de boiler automatisch op, of schakelt die van ruimteverwarming over op boilerverwarming. Net als Stoffer van Itho Daalderop merkt ook Janssens van Nibe op dat er grenzen zijn aan het warmtapwatercomfort. ‘Een luxe villa met drie badkamers en zes inwonende dochters kan natuurlijk met een 200-litervat natuurlijk niet uit de voeten. Dan plaats je een warmtepomp met een groter boilervat ernaast. Combi’s zijn in principe duurder dan een gewone warmtepomp, maar goedkoper dan wanneer je de pomp en het vat apart aanschaft.’

Zonnecollectoren verhogen rendement

Vrijwel alle losse tapvaten zijn aan te sluiten op zonnecollectoren, waardoor de rendementen voor warm tapwater behoorlijk hoger worden. In dat geval wordt er een extra spiraal in het tapvat geplaatst. Bij combiwarmtepompen met geïntegreerd tapvat is dat slechts in enkele gevallen mogelijk.

De temperatuur in het vat kan door toevoeging van zonnewarmte 20 – 30 °C oplopen. Sander Kleine van Daikin: ‘Als je de combiwarmtepomp goed inregelt, stel je hem de hele week in op 50 °C. Die temperatuur kan de warmtepomp goed zelf bereiken, maar met de zon gaat dat nog efficiënter. Om aan de legionella-eis te voldoen, laat je de temperatuur eens per week oplopen naar 60 °C, voor 20 min. De warmtepomp kan zelf de stap naar 60 °C maken, door inzet van de compressor, maar ook het elektrisch element is daarvoor in te zetten. Als een woning ook nog elektriciteit opwekt met pv-panelen, is het elektrisch bijwarmen gratis.’
Daikin levert vooral lucht-waterwarmtepompen. Deze kunnen tot een -25 °C-buitentemperatuur warm tapwater produceren.

Van keukenkastje naar technische ruimte

Combiwarmtepompen zijn zowel bij nieuwbouw als bij renovatie toepasbaar. Als het om vervanging van een cv-ketel gaat, is ruimtegebrek soms een beperkende factor, vooral vanwege het omvangrijke boilervat. Airview levert zowel water-watersystemen op bodembronnen als luchtwatersystemen. De boilervaten worden voor renovatieprojecten separaat geleverd, in elke gewenste grootte.
‘In het buitenland is het heel normaal dat een woning over een grote technische ruimte beschikt voor de diverse installaties. Hier moet een cv-ketel bij wijze van spreken in een keukenkastje passen. We willen de installaties niet zien en zeker niet horen. Voor duurzame oplossingen als deze moeten we toch echt anders gaan denken’, zegt Cees van de Groep van Airview.

Hoogtemperatuurwarmtepompen

Van de Groep is geen voorstander van warmtepompen die langdurig op hogere temperaturen werken dan strikt nodig is. ‘We douchen bijna allemaal op 38 °C, dus 45 °C in het boilervat is warm genoeg. 40 °C is nog beter zelfs, maar dan is een groter boilervat nodig en daar heeft niet iedereen ruimte voor. Eén keer in de week een sanitaire cyclus is voldoende en belast het systeem minimaal’, geeft hij aan.
Airview beschikt ook over een ht-warmtepomp voor de woningbouw. Deze is vooral geschikt voor grote woningen en collectieve systemen, zoals in appartementencomplexen. Ook als die met ht afgiftesystemen werken. Van de Groep: ‘De Vulcan-warmtepomp kan bij een buitentemperatuur van -7 °C nog warm tapwater maken van 65 °C, bij -15 nog 55 °C. Het gebruik van het elektrisch element is minimaal.’

Tekst: Astrid Zoumpoulis-Verbraeken
Illustratie: Maarten de Vries
Fotografie: Industrie