Warmtepomp, verwarm of koel je huis met aardwarmte
Onze omgeving zit vol met energie. Met een warmtepomp kan deze energie uit de natuur (aardwarmte) worden gebruikt als verwarmingswarmte of voor de verwarming van water. Warmtepomp systemen zijn daarmee erg duurzaam en maken gebruik van warmte uit lucht en de bodem of water. Deze bron voor warmte is onuitputtelijk en kosteloos beschikbaar: buitenlucht, en grond- of oppervlaktewater zijn immers altijd toegankelijk.
Werking warmtepomp: van warmtewisselaar tot afgiftesysteem
Er zijn veel verschillende soorten warmtepompen, maar de basis werking is eigenlijk altijd hetzelfde. De zon en magna houden de aarde op een constante temperatuur van 10 graden. Met een warmtepomp wordt deze gratis aardwarmte benut voor verwarming en koeling van huizen en panden. Het warmtepompsysteem bestaat meestal uit drie gesloten circuits:
- De bodemwarmtewisselaar
- De warmtepomp
- Het afgiftesysteem
De bodemwarmtewisselaar is een buis die de grond ingebracht wordt en waardoor in een gesloten circuit een water glycolmengsel stroomt. Dit koudere mengsel neemt de warmte uit de grond op (aardwarmte). Die warmte wordt vervolgens via een verdamper overgedragen aan de warmtepomp. In deze warmtepomp zit een koelmiddel dat door die ontvangen warmte verdampt. Door deze damp met een compressor tot maximaal 30 bar samen te drukken, loopt de temperatuur op tot 63 graden. Deze warmte wordt vervolgens via de condensor overgedragen aan het afgiftesysteem (cv-circuit). Het koelmiddel condenseert daardoor weer naar een vloeibare toestand. Tot slot zorgt het expansieventiel in de warmtepomp er voor dat de druk van het koelmiddel wordt verlaagd tot circa 5 bar. Zo kan vervolgens het hele proces van de warmtepomp weer opnieuw beginnen.
Warmtepomp voor verwarming
De warmte in het afgiftesysteem kan vervolgens op veel manieren worden gebruikt. Bij voorkeur door aansluiting op een afgiftesysteem voor zogenaamde lage temperatuur verwarming zoals vloerverwarming of wandverwarming. Daarnaast is er nog een speciaal voor de warmtepomp ontwikkelde boiler voor het warme water in huis.
Warmtepomp voor koeling
De warmtepomp met een geïntegreerde koeling kan ook koelvermogen genereren en daardoor bij hoge buitenwarmte voor een aangename binnen temperatuur zorgen. De bodemwarmtewisselaar wordt hierbij gebruikt om koeling te leveren. De compressor wordt hierbij niet gebruikt. Afdracht kan geschieden via de vloer, wand en plafond of via ventilator convectoren (fancoil units)
Een bijkomend voordeel is dat bij het verwarmen via een warmtepomp een heel comfortabel binnenklimaat ontstaat zonder koude zones. Bij het koelen van een woning ontstaat bovendien niet de tocht die veel mensen bij Airco ervaren. Door een steeds grotere afzet en bestaande subsidie maatregelingen is de kostprijs van een warmtepomp systeem flink gedaald waardoor de terugverdientijd aanmerkelijk is verkort
Aardwarmte is een duurzame energiebron
Aardwarmte gebruiken met een warmtepomp systeem kan een efficiënte oplossing zijn. Dat leidt tot minder stoken van kolen voor de elektriciteitscentrales en dus ook minder CO2 uitstoot. De gewonnen aardwarmte vervangt de inzet van fossiele brandstoffen vrijwel volledig. Aardwarmte is een duurzame energiebron, want de voorraad is onuitputtelijk.
Isolatie belangrijk
Bij nieuwbouwwoningen bespaar je hiermee ten opzichte van een gangbare HR CV systeem50% op de energierekening. Voor een optimaal resultaat is wel van belang dat het pand goed geïsoleerd is. Bij nieuwbouw is dat standaard het geval, oudere gebouwen dienen eerst hun schil aan te passen.
Warmtepomp bij nieuwbouw
In nieuwbouw is aardwarmte natuurlijk makkelijker in te plannen dan in de bestaande bouw en het helpt hierbij tevens om de epc waardes die bij nieuwbouw steeds zwaarder worden goed te kunnen realiseren. De investeringskosten bij nieuwbouw liggen ongeveer rond €14.000. Als je de kok des huizes zo ver weet te krijgen dat deze op een andere bron dan aardgas wil gaan koken dan kun je de aansluiting op het gasnet achterwege laten zodat de netto investeringskosten met zo’n €2000 worden verlaagd.
Warmtepomp bij bestaande bouw
Bestaande bouw zijn er meer dingen waar op gelet moet worden. Belangrijk is dat de isolering op orde moet zijn of worden gebracht. De ramen moeten toch minimaal uit dubbel glas bestaan, warmte isolerend is nog beter. Er moet ruimte zijn om een bronsysteem aan te leggen (verticaal of horizontaal) waarbij de verticale variant de voorkeur geniet ofschoon hij in aanschaf iets duurder is. Het afgiftesysteem moet op orde zijn, lage temperatuur verwarming (vloerverwarming of lage temperatuur verwarming (LTV) convectoren/radiatoren) zijn het beste.
Rekenvoorbeeld warmtepomp installatie
Er bestaan geen minimale en eigenlijk ook geen maximale maten van woningen of gebouwen de kleinste warmtepomp is 1.9 KW de grootste moet geloof ik nog worden gemaakt.
Het doorsnee verbruik aan aardgas is 2100m3 per huishouding daardoor betalen deze mensen momenteel €130 per maand aan de energieverzorger. Om in bestaande bouw over te gaan op aardwarmte hebben we nodig:
Aardwarmtepomp € 7.000
Bron € 6.000
Isolatie € 3.500
LTV € 4.000
Installatie € 2.000
Totaal €22.500
Af subsidie € 5.000
Rest €17.500
Het bedrag van 17.500 weggezet bij een bancaire instelling tegen een klimaathypotheek kost ongeveer €70 per maand netto het stroomverbruik van de aardwarmtepomp is ongeveer €75 Dus voor een meerbedrag van €15 kan een doorsneehuishouding over op een warmtepomp, en zich daarmee onafhankelijk maken van stijgende gasprijzen.
Bovenstaande bedragen zijn een schatting, soms is isoleren niet nodig soms is de ltv al aanwezig. In het voorbeeld zijn de pomp en bronprijs gebaseerd op 10 Kw.
Jammer dat onderstaande techniek zo weinig wordt besproken, terwijl er zoveel voordelen aan zitten, vooral bij gebruik van een warmtepomp.
HYDRO SYSTEMS HOLLAND BV is een productiebedrijf en verkooporganisatie van de HSH-Fiwihex®techniek (warmtewisselaar). http://www.hsh-fiwihex.com
De HSH-Fiwihex®techniek wordt gebruikt om geconditioneerd te telen in (semi) gesloten kassen.
D.m.v. de HSH-Fiwihex®techniek kan het klimaat in de kas vergaand gecontroleerd worden.
Dit is mogelijk omdat met de HSH-Fiwihex®systemen, met water van 28-35°C verwarmd en met water van 10-12°C gekoeld kan worden.
De HSH-Fiwihex®warmtewisselaar is opgebouwd uit vertinde koperen draden van 0,1 mm en capillairen met een diameter van 1,7 mm. Water stroomt door de capillairen. Lucht stroom langs de koperen draden.
Het grote contactoppervlak tussen lucht en het vertinde koper verminderd in sterke mate de stromingsweerstand. Hierdoor is de warmteoverdracht van de HSH-Fiwihex®warmtewisselaars, aanzienlijk beter dan die van de warmtewisselaars die momenteel op de markt zijn.
Deze warmtewisselaar dient als basis voor de HSH-Fiwihex®kassen. Klimaatbeheersing (koelen en verwarmen) van kassen wordt hiermee mogelijk. In de HSH-Fiwihex®techniek wordt gebruik gemaakt van verschillende componenten zoals warmtepompen, warmteopslag in aquifer en dagbuffers. De energie-efficiency van de HSH-Fiwihex®techniek is veel beter dan van andere technieken, vanwege de sterk verbeterde warmteoverdracht. De HSH-Fiwihex®warmtewisselaars zijn ontwikkeld voor gebruik in kassen en biedt de volgende voordelen:
• Een productiestijging tot ca. 20%
• Gecontroleerde toevoer van CO²
• Tot 60% minder waterverbruik
• Sterke reductie, gebruik pesticiden
• Homogene temperatuurverdeling over de gehele kas
• Besparing op fossiele brandstof tot 70% mogelijk.
• Laag elektriciteitsverbruik voor luchtverplaatsing
• Compact eenvoudig in te passen in kassen onder de goot of boven het gewas
• Geluidsarme systemen
• Verwarmen en koelen met een hetzelfde systeem
• Geen koude en/of warme zones in kas
• De HSH-Fiwihex®techniek is zeer geschikt in te zetten bij geothermische restwarmte
Bovenstaande HSH-Fiwihex®techniek, is nu ook leverbaar voor:
Stallen, bedrijfsgebouwen, ziekenhuizen zorginstellingen, hotels, scholen, sporthallen, zwembaden, datacentra en woningen.
Warmteterugwinning is een hot item, waarvoor de HSH-Fiwihex®techniek bij uitstek het juiste systeem is.
Voordelen van dit systeem in de bebouwde omgeving:
• Gelijkmatige temperatuurverdeling op alle afdelingen, prettig om in te werken.
• Computergestuurd systeem, elke afdeling kan individueel gestuurd worden
• Geen warmteverlies, door hergebruik van restwarmte
• Geluidsarme systemen
• Verwarmen en koelen met een en hetzelfde systeem
• Warmteterugwinning
• Besparing op fossiele brandstof tot 70% mogelijk
• Zeer snelle verwarming en koeling
• Inpasbaar in het huidige conventionele verwarmingsysteem
• Niet duurder in aanschaf dan de huidige conventionele verwarmingsystemen
Er zijn nog tal van andere voordelen, die we graag met u zouden willen bespreken.
Laat u vrijblijvend informeren en vraagt u eens een ontwerp met terugverdientijd voor een van uw projecten.
Een warmtepomp is een erg goed voorbeeld van hoe er energie bespaard kan worden op verwarming en warm water (40 % van het totale nederlandse energieverbruik wordt geschat).
Het principe is niet nieuw. Koelkasten en airconditioners werken met hetzelfde principe. Een koelkast transporteert energie vanuit het inwendige van de kast naar buiten de kast waar die energie in de vorm van warmte wordt “weg gegooid”. Hetzelfde doet een airconditioner. Die onttrekt energie – in de vorm van warmte – aan de woon- of slaapruimte en gooit die buiten het huis weg. Er komen dan ook in warme landen al airconditioners op de markt die die “afval”warmte niet weg gooien, maar die energie gebruiken om warm tapwater te leveren. In de warmwatertank (boiler) bevindt zich dan geen electrisch verwarmingselement, maar een warmtewisselaar. Dat scheelt niet zo’n beetje in het energieverbruik.
En zo doet het ook een warmtepomp. Die onttrekt energie aan (vooral vochtige) grond of aan grondwater, maar kan ook energie onttrekken aan de gewone buitenlucht.
Hoe vreemd het ook lijkt, de warmtepomp is in staat om aan grond/grondwater van 12 graden of aan de buitenlucht de energie (in de vorm van warmte) te onttrekken die nodig is om leidingwater op te warmen tot 55 graden of (nieuwe ontwikkeling) zelfs tot 65 graden. Het is wel zo, dat hoe minder het leidingwater hoeft te worden opgewarmd, hoe efficienter de warmtepomp met de energie omspringt. Dus in verwarmingsystemen die een minder hoge temperatuur vereisen (vloerverwarmindg b.v.) worden de grootste besparingen bereikt. Let wel, een warmtepomp wekt geen warmte op zoals een electrische boiler of een gasketel dat doet, maar verplaatst energie. En dat kost in beginsel minder energie.
Internationaal wordt de efficiency van een warmtepomp (ook van een airconditioner trouwens) uitgedrukt in de COP, de Coefficient of Productivity. De COP van een warmtepomp kan variëren van 1 (dan wordt er evenveel energie gebruikt als er wordt verplaatst) tot zelfs 5 (of in uitzonderlijke gevallen zelfs meer). Als de COP 5 is, levert een warmtepomp dus een “virtueel rendement” van 400 % ! In het nederlandse klimaat zal het de COP in de praktijk liggen tussen 1,5 en 4.
De warmtepomp heet niet voor niets “pomp” en dat betekent dat het apparaat energie nodig heeft om z’n werk te doen. Maar die energie wordt erg nuttig gebruikt.
Nu is het zo, dat de meeste nederlandse huishoudens aardgas als energiedrager gebruiken om de benodigde energie te leveren voor het verwarmen van het CV water of het tapwater (bad/keuken).
In sommige gevallen ook wel met electrische stroom.
Energie kan dus door gas worden geleverd of door electrische stroom. Waar de besparingen door een warmtepomp worden bereikt is dat op energie en dan dragen we dat al te gemakkelijk over als een besparing op de kosten van de energie. En daar komt de bottle neck te voorschijn.
Prijzen van gas en electriciteit worden gegeven als prijs per m3 resp. per KWh. Als we zonder meer de besparing op energie “vertalen” in besparing op kosten, dan vergelijken we appels met peren.
Hoezo?
Het onderstaande zal dat duidelijk maken.
Een energieprijs vergelijker op internet publiceert het volgende:
De gemiddelde prijzen van 7 leveranciers in de regio Amsterdam waren per 1 januari 2010 voor:
1.Gas € 0,2348 per m3.
2.Stroom € 0,0858 per KWh
Dat zijn prijzen incl. BTW, incl. transportkosten en excl. Vastrecht en Energiebelasting.
Excl. BTW dus
1.Gas € 0,1973 per m3
2.Stroom € 0,0721 per KWh
Dat zijn dus na de liberalisatie van de energiemarkt de laten we zeggen “marktprijzen” waarmee de leveranciers de concurrentie met elkaar aangaan.
Energie kan worden uitgedrukt in KWh, maar de officiële eenheid van energie is de J (Joule). De Joule is een erg kleine eenheid en daarom is de MJ (megajoule) praktischer in het gebruik.
De m3 (gas) is geen eenheid van energie. Gassen als energiedrager bevatten een variabele hoeveelheid energie. Het aardgas in Nederland wordt samengesteld door gassen uit verschillende bronnen te vermengen. De meeste van die bronnen leveren minder hoogwaardig gas dan het gasveld van Slochteren. Vermengen wordt gedaan om Slochteren zoveel mogelijk te sparen. De energie-inhoud van ons gas schommelt dus wat en daarom wordt er door de leveranciers een correctiefactor berekend. Maar we kunnen veilig rekenen met 31,65 MJ per m3 gas. Er zijn ook mensen die met 35 MJ per m3 rekenen. Kan. Maar dan wordt het resultaat van dit verhaal nog somberder.
Een KWh staat gelijk aan 3,6 MJ aan energie.
Per 1 januari 2010 is de Energiebelasting voor consumenten door de overheid vastgesteld op:
1.Gas € 0,1880 per m3, dat is € 0,0059 per MJ
2.Stroom € 0,1291 per KWh en dat is € 0,0359 per MJ
Nu weer even rekenen. Laten we de kosten berekenen voor wat we eigelijk kopen en dat is energie.
Dan komt energie uit: (marktprijs + BTW + Energiebelasting)
1.Gas op € 0,0134 per MJ
2.Stroom € 0,0597 per MJ energie uit stroom is dus al een factor 4,45 duurder!
Nu een rekenvoorbeeld. Gesteld we bereiken een energiebesparing van 1.000 m3 gas op de CV en het warme water. De besparing op energie is dan 1.000 x 31,65 = 31.650 MJ
Als onze warmtepomp een gemiddelde COP behaalt van 3,5 dan gebruikt hij om die besparing te bereiken dus 31.650 / 3,5 = 9.042 MJ.
De netto besparing op energie is dan dus 31.650 – 9.042 = 22.608 MJ (of 71 %) en dat is heel mooi.
Maar nu de besparing op de kosten:
1.Besparing op gas 31.650 x € 0,0134 = € 424,11
2.stroomverbruik warmtepomp: 9.042 x € 0,0597 = € 539,81
Er is dus geen sprake van besparing op kosten, maar van € 115,70 meer kosten.
Besparing tegen de prijzen excl. belastingen zou zijn:
1.Besparing op gas 31.650 x € 0,0062 = € 196,23
2.stroomkosten warmtepomp 9.042 x € 0,0200 = € 180,84
De besparing op kosten tegen marktprijzen is dus € 15,39 (ook al niet indrukwekkend)
Dat komt doordat de prijs (excl. belastingen) per MJ uit stroom ruim 3,2 keer zo hoog is als de prijs per MJ uit gas. De overheid legt per MJ aan belastingen:
1.Op gas € 0,0071 aan BTW + Energebelasting (114 % op de marktprijs)
2.op stroom € 0,0397 aan BTW + Energiebelasting (198 % op de marktprijs)
Energie uit electrische stroom kan niet anders dan duurder zijn dan energie uit gas. Stroom wordt o.a. opgewekt met gas als brandstof. Productie en transport kosten geld (en energie) en dat moet in de prijzen worden verrekend. De overheid maakt dat verschil door de onzindelijke Energiebelasting nog eens vele malen groter.
Als er dan al een energiebelasting moet zijn omdat de overheid denkt daarmee op energieverbruik te bezuinigen, dan zou die belasting per MJ gelijk moeten zijn en niet op electrische stroom meer dan 6 keer zo hoog als op gas. Dat werkt contraproductief.
Wie rekent schaft in Nederland geen warmtepomp aan, tenzij er een warmtepomp komt die gas als brandstof gebruikt. Dat laatste moet een uitdaging zijn aan de producenten.