De warmtebronnen voor een warmtepomp

Welke warmtepomp bron heb ik nodig en welke warmtebronnen bestaan er? Er zijn meerdere soorten warmtepompen en dus verschillende warmtebronnen. Wat zijn de verschillen tussen deze warmtebronnen en is er überhaupt verschil?

Een warmtepomp verwarmt je woning en zorgt voor warm water, het haalt warmte uit een bron zoals de lucht, bodem of het water en maakt daar een bruikbare temperatuur van. Een warmtepomp gebruikt dus de omgeving als een duurzame warmtebron.

Er zijn in totaal 3 soorten warmtebronnen: lucht, bodem en water. Deze 3 zijn allemaal een natuurlijke bron (buitenlucht, grondwater, oppervlaktewater en bodemwarmte).

Er zijn verschillende warmtebronnen waar de gewenste energie wordt onttrokken of afgegeven (warmte afgeven kan in de zomer). Sommige bronnen hebben een gesloten of open systeem.

Welke warmtebronnen zijn er voor de warmtepomp?

Een warmtepomp onttrekt dus warmte uit een bron in de omgeving zoals de aardbodem, de buitenlucht of ventilatielucht om zo op een duurzame manier je huis te verwarmen. Een warmtepomp haalt dus eigenlijk gratis warmte uit de omgeving in combinatie met een kleine hoeveelheid stroom heb je een zeer hoog rendement.

Zo heb je dus verschillende soorten warmtebronnen, heb je te maken met een gesloten of open systeem en kan je ook nog een keuze hebben tot een verticaal of horizontaal systeem.

De meest voorkomende warmtepomp soorten die gebruikt worden in Nederland zijn: lucht-lucht, lucht-water, water-water, bodem-water, hybride warmtepomp. De werking van al deze warmtepompen berust op dezelfde natuurkundige principes, het is alleen de manier waarop de warmte onttrokken en afgegeven wordt, die per type pomp verschilt.

De verschillende soorten warmtebronnen

Er zijn 3 soorten warmtebronnen waar je duurzaam gebruik van kan maken. Zo kan je gebruik maken van de lucht, de bodem of de lucht en zon. Wat is het verschil tussen de soorten warmtebronnen? Daarnaast zijn er ook verschillende soorten warmtepompen die weer gebruik maken van de diverse warmtebronnen.

De lucht warmtebron

Een warmtepomp met de buitenlucht als bron bestaat uit een buitenunit (verdamper en compressor) die warmte onttrekt uit de buitenlucht en staat in verbinding met een binnenunit. Deze soort warmtepompen kunnen ook omschakelen en in de zomer gaan koelen. De verdamper en condensor verwisselen dan van functie. De buitenunit kan op verschillende manieren worden geplaatst.

Als de warmtepomp met buitenlucht wordt aangesloten op het (bestaande) cv-systeem is het een lucht-water warmtepomp. Er is ook een type warmtepomp dat ventilatielucht gebruikt als warmtebron: een ventilatiewarmtepomp. Deze warmtepomp haalt de energie uit de afgezogen ventilatielucht, voordat deze lucht naar buitengaat onttrekt de warmtepomp de warmte uit deze lucht. Hiermee wordt het huis verwarmd. Dit type warmtepomp is met name geschikt als een (nieuw) huis zeer goed geïsoleerd is.

De bodem warmtebron

Een warmtepomp kan ook bodem warmte of grondwater als bron gebruiken. De bodem-water warmtepomp gebruikt de bodem als warmtebron. Er wordt een buizensysteem verticaal of horizontaal in de bodem aangelegd, afhankelijk van het grondoppervlak. Dit wordt ook wel een gesloten bron genoemd. Door dit buizensysteem loopt een vloeistof die de warmte uit de grond haalt. De warmtepomp zet deze warmte om naar een hogere temperatuur om de woning en het tapwater te verwarmen.

Wanneer de warmtepomp alleen gebruik maakt van de bodem als warmtebron, wordt de warmte uit de aarde via een geleider opgenomen. Hier wordt geen water onttrokken, maar er wordt door een gesloten systeem van lussen een glycol mengsel (prime) gepompt. Er wordt geen fysiek water onttrokken uit de bodem. Het mengsel onttrekt de warmte uit de bodem.

Je hebt ook een water-water warmtepomp. Deze installatie bevindt zich grotendeels onder de grond, want de water-water warmtepomp haalt zijn energie uit grondwater. Het water wordt omhoog gepompt en wanneer de warmte eruit gehaald is weer terug de grond in gepompt. De warmte die wordt opgewekt wordt gebruikt om het huis en het tapwater te verwarmen.

De lucht en zon warmtebron

Het gebruik van PVT-panelen als bron voor een warmtepomp is een redelijk nieuwe toepassing, maar de ontwikkelingen zijn erg interessant. PVT-panelen kunnen een bron zijn voor de warmtepomp. Een PVT-paneel is een hybride zonnepaneel dat zowel elektriciteit als warmte opwekt.

PVT-panelen zijn een combinatie van zonnepanelen en thermische panelen (die worden vaak al in een andere vorm gebruikt voor zonneboilers voor warm tapwater). De panelen vormen een mooie bron voor de warmtepomp. Ze maken geen geluid ten opzichte van lucht-water warmtepomp en er is geen boring of grondverzet nodig zoals bij een bodem-water warmtepomp.

Een PVT-systeem onttrekt de warmte uit de buitenlucht en is dus afhankelijk van de buitentemperatuur. Bij (geringe) instraling van de zon op het PVT paneel stijgt de temperatuur lokaal. Daardoor wordt ook op koude dagen met zoninstraling al snel een relatief hoge brontemperatuur behaald.

Een gesloten of open systeem

Wat is nou precies een gesloten of open bron? Een water- en bodembron komt voor als een open en gesloten systeem. Bij een gesloten bron wordt een warmtewisselaar in de grond gebracht en de grondwater blijft daar en stoot via de warmtewisselaar warmte of koude af. Als individuele woningen een bodembron hebben is dit meestal een gesloten bron. Bij een open systeem wordt grondwater opgepompt om er warmte aan te onttrekken; daarna wordt het weer teruggebracht in de grond. Open bronnen worden vaak collectief gebruikt.

Een verticaal of horizontaal systeem

Warmtepompen met zowel een verticaal als een horizontaal systeem worden ingegraven in de grond rondom je woning. De bekendste warmtepompen met een verticaal systeem zijn water-water warmtepompen. Deze halen warmte uit het grondwater en worden geïnstalleerd door twee verticale putten te graven tot het grondwater is bereikt. Via de ene put wordt het grondwater opgepompt en via de andere put wordt het weer teruggeplaatst.

Een goed voorbeeld van een warmtepomp met een horizontaal systeem is een bodem-water warmtepomp. Deze haalt de warmte uit het grondoppervlak via een horizontaal buizensysteem dat tussen de 1,2 en 2 meter diep wordt aangebracht. Hiervoor heb je dus een grote tuin nodig waarop je daarna geen zware beplanting mag plaatsen. Het plaatsen van een bodem-water warmtepomp met een verticaal systeem neemt meestal een halve week in beslag, maar is duurder. Kies je voor een water-water warmtepomp met een horizontaal systeem dan duren de werkzaamheden gemiddeld een week, maar ben je vaak in totaal minder geld kwijt.

Wat is het rendement van een warmtepomp

De COP-waarde geeft aan hoeveel stroom de warmtepomp nodig heeft om een bepaalde hoeveelheid warmte (energie) terug te leveren. Het geeft dus het rendement van een warmtepomp aan: hoe hoger de COP, hoe hoger het rendement, hoe zuiniger de warmtepomp.

Een voorbeeld: stel dat een warmtepomp 1 kW aan elektriciteit nodig heeft om 4 kW warmte te produceren, dan heeft die warmtepomp een rendement of een COP van 4.

Een warmtepomp gebruikt een deel elektriciteit voor het leveren van warmte, maar grotendeels wordt er gebruikgemaakt van gratis energie uit de omgeving. Hierdoor is er gemiddeld een rendement mogelijk van 200% tot 500%. Om de COP-waarde te berekenen is er een eenvoudige formule: geleverde energie / verbruikte energie.

Welk systeem is het meest geschikt voor jou?

De keuze van de bron is afhankelijk van jouw situatie. Een aantal factoren zijn bijvoorbeeld de beschikbaarheid van de bron, aanwezigheid van afvalwarmtestromen of de mogelijkheid om grondboringen te verrichten. Bij grondbronnen moet ook worden gekeken naar de gemiddelde brontemperatuur, minimale brontemperatuur in de winter en brontemperatuur na 1 of meerdere seizoenen. Voor elk project is dus een goede afweging nodig.

Als je voldoende grondoppervlak hebt om een grond-water warmtepomp te kunnen plaatsen, dan is een gesloten systeem allicht het beste voor je. Wil je liever niet horizontaal gaan werken, maar wil je ruimte besparen door verticaal de grond in te gaan naar het grondwater, dan is een water-water warmtepomp met een open systeem misschien het beste. Laat je vooral goed voorlichten door een installateur om te kijken welke warmtepompbron het beste bij jouw situatie past.