Energiegebruik warmtepompen nauwkeurig berekenen met deellastmodellen

Om het energiegebruik van een warmtepomp te voorspellen, wordt vaak de SCOP gebruikt. Met een recente uitbreiding van het dynamische gebouwsimulatieprogramma van Vabi kan het echter nauwkeuriger worden bepaald. De module, die gebruikmaakt van deellastmodellen, geeft ook inzicht in bijvoorbeeld de invloed van nachtverlaging en welk warmtepompvermogen het beste bij een woning past.

De meeste tijd van het jaar draait een warmtepomp in deellast. Dat kan volgens Wim Plokker van Vabi grote impact hebben op het rendement van installaties. “Het zal betekenen dat een installatie op een gegeven moment niet verder terug kan moduleren en uit zal gaan. Het opstarten kost een paar minuten, waardoor stroom wordt gebruikt zonder dat er warmte wordt geproduceerd. Dat zorgt voor een verlaging van het rendement.”

Meetwaarden voor Ecodesign

Om inzichtelijk te krijgen wat het rendement van warmtepompen in deellast is, zijn hiervoor in het kader van de European Building Directive (EPBD) normen opgesteld. Voor warmtepompen is dat de EN 15316-4-2. Hierin zijn twee deellastmodellen uitgewerkt. Bij de ene methode wordt gebruikgemaakt van meetwaarden die fabrikanten moeten aanleveren voor Ecodesign-labeling. Bij lucht/water-warmtepompen gaat het om de COP’s bij vier verschillende buiten- en watertemperaturen. “Via het Carnot-diagram kan je bepalen wat de COP’s bij andere temperaturen zijn”, zegt Plokker. Echter, omdat Ecodesign recent is ingevoerd, constateert hij dat veel fabrikanten de gegevens nog niet op orde hebben.

Warmtevraag en aanvoer- en retourtemperaturen

Bij de andere methode wordt op basis van standaardwaarden en het Carnot-diagram het theoretische gedrag van een warmtepomp in deellast bepaald. Deze methode wordt gebruikt in de module Vabi Elements, zoals de uitbreiding van het dynamische gebouwsimulatieprogramma van Vabi heet. “Het is eenvoudiger, omdat er minder gegevens hoeven te worden ingevoerd, terwijl het berekende energiegebruik toch behoorlijk nauwkeurig is”, aldus Plokker. In de module van Vabi worden voor een jaar per uur de warmtevraag en de aanvoer- en retourtemperaturen van een gebouw berekend. Deze warmtevraag en temperaturen worden vervolgens per uur vertaald naar een rendement van de warmtepomp.

Inzicht in periodiek energiegebruik

De nieuwe module bepaalt ook voor elk uur van het jaar hoeveel energie er nodig is. En daarbij kan dat tevens per periode inzichtelijk worden gemaakt, zoals voor bepaalde dagen, weken, maanden of een heel jaar. De uitkomsten kunnen zo worden vergeleken met bijvoorbeeld de energierekening of -monitoring. In het model is het ook mogelijk om de stooklijn te veranderen en bijvoorbeeld nachtverlaging toe te passen. “De module zal bepalen wat de invloed hiervan op het energiegebruik is.”

Passend vermogen bepalen

Verder kan Vabi Elements worden gebruikt om het vermogen te bepalen dat het beste bij een woning past. “Kies je een relatief grote warmtepomp ten opzichte van de warmtevraag, dan zal hij vaker in- en uitschakelen dan een kleinere warmtepomp. Dat komt het rendement niet ten goede”, zegt Plokker. Met een buffer erbij kan de warmtepomp langer op vollast draaien, waardoor het rendement weer beter wordt. Dat kan echter niet in de VABI-module worden berekend. Een relatief klein vermogen kan aan de andere kant betekenen dat op koude dagen het elektrische element meedoet, waardoor de COP instort.

Deze voorbeeldberekening is gemaakt voor een vrijstaande woning waarbij de isolatiegraad varieert van RC=2.5 tot RC=6, en van dubbel glas tot hr++ glas.

SCOP minder geschikt

Het elektriciteitsverbruik van een warmtepomp zou in principe ook met de SCOP - als gemiddeld rendement over een heel jaar - kunnen worden bepaald. Toch gaat die vlieger volgens Plokker niet helemaal op. “De SCOP wordt bepaald op basis van een vast warmtevraagprofiel dat hoort bij een woning die matig is geïsoleerd en daardoor al een warmtevraag heeft bij relatief hoge buitentemperaturen. In nieuwbouw, dus in goed geïsoleerde woningen, zal de gemiddelde COP lager liggen dan de SCOP. Dat komt doordat de warmtepomp alleen draait als het echt koud is, terwijl er bij de berekening van de SCOP vanuit wordt gegaan dat de warmtepomp ook bij hogere buitentemperaturen draait. Het energiegebruik van een goed geïsoleerde woning zal dus hoger zijn dan waar de SCOP-berekening op uitkomt”, aldus Plokker.

Prijsverhouding stroom/gas maakt warmtepomp al dan niet rendabel

De 'financiële rendabiliteit' van een warmtepomp wordt voor een groot deel bepaald door de verhouding tussen de gas- en stroomprijs. Goedkoop gas en/of dure stroom kan ertoe leiden dat de verbruikskosten van een warmtepomp hoger zijn dan die van een gasketel. In België leidt het ertoe dat warmtepompen financieel onrendabel zijn, blijkt uit recent onderzoek. De Nederlandse energieprijsverhouding is vooralsnog 'warmtepompvriendelijker', maar dat kan snel veranderen.

Halen warmtepompen met propaan betere rendementen?

Lucht/water-warmtepompen met het natuurlijke koudemiddel propaan (R290) zijn niet alleen milieuvriendelijker, uit simulatiemodellen blijkt ook dat ze beter zouden presteren. Om te achterhalen of dit daadwerkelijk zo is, vergelijken we de COP's van verschillende warmtepompen die gebruikmaken van R290 of R32.

SCOP als betrouwbare indicator van jaarrendement warmtepompen

Niet de COP, maar de SCOP geeft een goed beeld van de prestaties van een warmtepomp. Vooral bij lucht/water-warmtepompen is het gemiddelde van het stookseizoen een belangrijke indicatie. Dit omdat de brontemperatuur minder stabiel is dan bij een bodemwarmtepomp. Hoe komt de SCOP eigenlijk tot stand?

De Monobloc range die garant staat voor stil en betrouwbaar

De monobloc buitenunit van de Alfea Extensa M onderscheidt zich met een stijlvol uiterlijk en een stille, veilige werking. En met een capaciteit van 5-11kW en een watertemperatuur tot 60 graden, past deze warmtepomp zowel in nieuwbouw oplossingen als bestaande bouw. Door de all-in-one technologie (buffervat, ontkoppelingspomp, aftapkraan, geïntegreerde elektrische back-up en vuilafscheider) is de monobloc compleet en eenvoudig te installeren.

Warmtepompen en BENG-eisen, hoe zit dat?

Voor alle nieuwbouw, zowel woningbouw als utiliteitsbouw, geldt dat aanvragen van de omgevingsvergunning moeten voldoen aan de eisen van Bijna EnergieNeutrale Gebouwen (BENG). De aanvraag wordt op een viertal indicatoren getoetst. Bij drie daarvan heeft de warmtepomp een positieve invloed op de uitslag. Hoe zit dat?

De warmtepomp heeft een beter verhaal nodig

Al een jaar worden ondernemers erop gewezen dat ze duizenden euro's kunnen besparen door nog dit jaar een bestelauto te kopen. Op 1 januari verdwijnt namelijk hun bpm-vrijstelling. Op diezelfde datum wil de overheid de ISDE-subsidie voor warmtepompen fors verlagen. Maar ik zie nauwelijks advertenties die aangeven dat het verstandig is om nog dit jaar een warmtepomp aan te schaffen.

Kabinetsbeleid maakt realisatie klimaatdoelen 'heel erg...

Vanuit de warmtepompsector wordt al langer gewaarschuwd dat de Nederlandse klimaatdoelen voor 2030 uit zicht raken. Het Planbureau voor de Leefomgeving (PBL) heeft dat beeld nu bevestigd. Uit berekeningen in de Klimaat- en Energieverkenning 2024 blijkt dat de kans dat de klimaatdoelen worden gehaald, inmiddels minder dan 5 procent bedraagt.

Monoblock beschermen tegen bevriezing is niet eenvoudig

Water in warmtepompen kan bevriezen bij lage temperaturen. Of het nu gaat om de bronzijde bij water/water-warmtepompen, of de afgiftezijde bij lucht/water-monoblocks. Bij water/water is het gangbaar om glycol toe te voegen als antivriesmiddel. Aan de afgiftezijde bij monoblocks wordt dit nauwelijks toegepast. Toch adviseren sommige fabrikanten het wel. Glycol heeft echter ook zijn beperkingen. Wat zijn de mogelijkheden?