»WARMTEPOMP
De schoonste en voordeligste energiebron is warmte van de zon die is opgeslagen in grond, lucht en water. Door deze energie te benutten kunt u veel besparen en leven in een schoon milieu.
Met een warmtepomp kan deze hernieuwbare energiebron gebruikt worden. Zo wordt een comfortabele leefomgeving gecreëerd met schone energie uit de natuur.
Het principe van een warmtepomp is eigenlijk heel simpel. Een koelkast neemt de warmte weg uit de kast en draagt deze over aan de omgeving. Een warmtepomp werkt precies omgekeerd. De warmte wordt uit de omgeving gehaald en wordt omgezet in bruikbare energie om te verwarmen (tapwater en/of verwarming) of te koelen. Simpel en efficiënt.
De werking van de warmtepomp is nagenoeg altijd hetzelfde, echter de toevoer van warmte oftewel de energiebron verschilt. Wanneer aardwarmte of grondwater niet ter beschikking zijn is de buitenlucht het alternatief. In de warmtepomp is een compressor aanwezig welke de lucht verdicht. Hiervoor is natuurlijk stroom nodig, door de warmtepomp van stroom te voorzien met zonnepanelen is uw warmtevoorziening helemaal energieneutraal.
Bij warmtepompen wordt in de eerste plaats de energiebron genoemd waaraan energie wordt onttrokken en op de tweede plaats het medium dat verwarmt wordt. Bijvoorbeeld lucht|water, hierbij wordt energie onttrokken aan de buitenlucht en wordt er verwarmd door middel van water, oftewel radiatoren of wand- / vloerwarming. Alle type warmtepompen:
-
lucht/water
-
lucht/lucht
-
(grond)water/water
-
aardwarmte(sole)/water
-
warmwater warmtepomp
De verwachting is dat een warmtepomp in de toekomst de standaard verwarmingsmethode wordt.
Verwarmingsvermogen 7 tot 99kW
Een grondwater warmtepomp behoort tot de efficiëntste verwarmingssystemen voor huizen en gebouwen. De warmte van het grondwater is een zeer betrouwbare en constante energiebron.
Met grondwater als energiebron bereikt een warmtepomp doorgaans zeer gunstige COP waarden, soms zelfs meer dan 5. Grondwater heeft het hele jaar door een stabiele temperatuur tussen 8 en 12 ˚C. Daardoor hoeft de temperatuur in vergelijking met andere energiebronnen maar relatief weinig verhoogt te worden.
Voor een grondwater warmtepomp moeten er twee grondboringen worden gedaan. De eerste is voor het pompen van het grondwater en de tweede is voor het terugvoeren van het water in het grondwater.
In de warmtepomp wordt een gedeelte van de energie van het water uit de bron ontnomen. Daarna wordt dit water 2 tot 4 ˚C koeler in de andere bron teruggepompt. Hierbij vindt geen chemische verandering van het water plaats.
De hoeveelheid water die nodig is voor 10kW verwarming is ongeveer 1,5 tot 2 m3 per uur. Of dit beschikbaar is kan worden nagegaan met een pomp test. Ook mogen bepaalde grenswaarden voor de hoeveelheid grondwater niet worden overschreden of tegenovergesteld?? Als laatste moet de kwaliteit van het water goed zijn (wateranalyse) en moet de waterbeheerder?? goedkeuring geven.
Een grondwater warmtepomp is het hele jaar beschikbaar en heeft het hele jaar door een goede COP waarde.
Ideaal met lage temperatuur verwarming, maar ook systemen met radiatoren (tot 65˚C) zijn mogelijk. Er bestaan grondwater warmtepompen die alleen voorzien in verwarming maar ook de bereiding van tapwater is mogelijk.
Actieve en passieve koeling
Met een grondwater warmtepomp kan met een gering aantal aanpassingen ook gekoeld worden. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de relatief lage temperatuur van het grondwater. Bij passieve koeling wordt de compressor in de warmtepomp niet gebruikt wat een minimaal energieverbruik tot gevolg heeft. Dit levert een grote besparing op in verhouding met normale airconditioning.
Verwarmingsvermogen 5 tot 72kW
Een aardwarmte warmtepomp gebruikt als energiebron de warmte die is opgeslagen in de grond en afkomstig van de zon en neerslag. Om de energie uit de bodem te halen bestaan twee mogelijkheden: horizontale collectoren en verticale geosonden.
De COP waarden van aardwarmte warmtepompen bereiken waarden over 4,5. De winning van energie is volledig onafhankelijk van dag of nacht en zomer of winter.
Dit principe warmtepomp werkt ideaal met lage temperatuur verwarming, maar functioneert ook met hoge temperatuur verwarming, radiatoren (tot 65 ˚C). Dit systeem is zowel toepasbaar voor ruimteverwarming en tapwater verwarming en een combinatie van beide.
Horizontale collectoren
De in de grond opgeslagen energie wordt met behulp van collectoren, die over een voldoende grote oppervlakte worden gelegd, ontnomen. Voor een optimale werking moet de oppervlakte ongeveer twee keer zo groot zijn als de oppervlakte die verwarmd moet worden. De hoeveelheid energie die aan de grond ontnomen kan worden hangt af van de samenstelling van de bodem en de opbouw van de verschillende lagen. Belangrijk is dat de oppervlakte waarover de collectoren liggen niet wordt bebouwd of geasfalteerd en dat de vrije stroom van regenwater door de oppervlakte niet gehinderd wordt. De ruimte kan wel gewoon als tuin gebruikt worden.
De PE buizen van de collectoren hebben een diameter van 1" en worden ongeveer 1,20 tot 1,50 meter diep gelegd. De afstand tussen de buizen is ongeveer 0,7 tot 0,8 meter.
Gewikkelde collectoren
Horizontale collectoren zijn bij voldoende oppervlakte de voordeligste oplossing. Als alternatief zijn er gewikkelde collectoren, welke wat minder oppervlakte in beslag nemen.
Verticale geosonden
Als er niet voldoende oppervlakte beschikbaar is kunnen er ook verticale geosonden gebruikt worden. Hierbij wordt een boring gedaan en wordt de energie op dezelfde manier ontrokken als bij horizontale collectoren. Het benodigde vermogen van de warmtepomp (kW) x 14 = ongeveer de diepte van de sonde.
Direct verdamping systeem
De hierboven genoemde collectoren zijn gevuld met een water en antivries mengsel dat warmte opneemt en deze transporteert naar de warmtepomp. Daarnaast bestaat er ook een zogenaamd direct verdamping systeem. Hierbij wordt het secundaire circuit, bestaande uit een warmtewisselaar, circulatiepomp en expansievat, achterwege gelaten. Dit leidt tot nog hogere operationele veiligheid en een betere efficiëntie.
Actieve en passieve koeling
Met een aardwarmte warmtepomp kan met een gering aantal aanpassingen ook gekoeld worden. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de relatief lage temperatuur van de bodem. Bij passieve koeling wordt de compressor in de warmtepomp niet gebruikt wat een minimaal energieverbruik tot gevolg heeft. Dit levert een hoge besparing op in verhouding met normale airconditioning.
Een lucht warmtepomp gebruikt de omgevingslucht als energiebron. Lucht staat overal en onbegrensd ter beschikking. Een lucht warmtepomp functioneert zelfs nog bij temperaturen tot -20 ˚C en werkt zelfs voor 100% bij temperaturen tot -15 ˚C.
Buitenlucht is de ideale warmtebron, wanneer grondwater en aardwarmte niet beschikbaar zijn. Ook zijn de investeringskosten lager, dus is het ook toepasbaar wanneer u beschikking heeft over een kleiner budget.
De verdamper (buiten unit) en de warmtepomp/compressor (binnen unit) worden eenvoudig verbonden door middel van geïsoleerde leidingen en een aantal kabels. Hierdoor is een lucht warmtepomp ook eenvoudig achteraf te installeren.
De verdamper produceert natuurlijk geluid maar deze units zijn zo ontworpen dat het geluid
dusdanig laag blijft dat dit niet storend is voor de omgeving. Afhankelijk van het merk en type verdamper zijn er units beschikbaar met een geluidsniveau van 35 dBa op een meter afstand. Bij geluidsgevoelige omgevingen is het toepassen van een horizontale buiten unit zinvol omdat deze zeer geluidsarm is.
Het grote voordeel van een lucht warmtepomp is de lagere investering ten opzichte van andere warmtepompen. Daarnaast is de installatie relatief eenvoudig in bestaande woningen.
Lucht|water
"Water" staat hierin voor verwarmingsystemen waarbij gebruik wordt gemaakt van vloer- en/of wandverwarming en lage temperatuur radiatoren. Een lucht warmtepomp is zeer goed bruikbaar bij lage temperatuur verwarming of in passieve huizen. Ook voor verwarmingsystemen met bestaande radiatoren (hoge temperatuur) zijn er lucht warmtepompen beschikbaar.
Lucht|lucht
De tweede term "lucht" staat hierin voor huizen of gebouwen die verwarmd worden door middel van luchtverwarming.
Koeling
Luchtwarmtepompen zijn ook verkrijgbaar met een koelfunctie, waarbij het proces omgedraaid wordt. Zeker bij een luchtverwarmingssysteem is dit ideaal toepasbaar, maar natuurlijk werkt dit bij lage temperatuur verwarming ook.
Een warmwater warmtepomp is ontworpen om u te voorzien van comfortabel warmwater in uw woning of gebouw, terwijl u tegelijkertijd bespaart en milieuvriendelijker bent.
Voor een efficiënte en energiezuinige warmwater bereiding, haalt de warmtepomp energie uit de omgevingslucht. Het tapwater kan tot wel 65 ˚C worden verwarmt, en daarbij wordt direct de ruimte waarin de warmtepomp is geplaatst tot wel 5 ˚C gekoelt en tevens ontvochtigd. Ook zijn er warmwater warmtepompen aanwezig die functioneren met een kleine aardwarmte bron.
Op deze manier is er nog maar 25% elektrische energie nodig om het warme water op gebruikstemperatuur te brengen. Een enorme besparing ten opzichte van de traditionele manier van de productie van warm water (bijvoorbeeld een boiler), waardoor de investering in een paar jaar wordt terugverdient.
De warmwater warmtepomp is voorzien van legionella preventie, waarbij het water regelmatig tot 65 ˚C wordt verwarmt. Warmwater warmtepompen zijn verkrijgbaar van 80 tot 500l. Het apparaat is net zo groot als een koel-vries combinatie en alle regeltechniek is verwerkt in het apparaat, zodat dit geen extra ruimte inneemt.
Een koppeling met zonnecollectoren is ook mogelijk, waardoor nog meer bespaart kan worden.
Afzuiglucht
Er zijn ook varianten beschikbaar die gebruik maken van de warme afzuiglucht van het centrale afzuigsysteem.
Een hybride warmtepomp is een warmtepomp gecombineerd met een cv-ketel. Welke energiebron voor de warmtepomp wordt gebruikt verschilt, maar er zijn vooral systemen die gebruik maken van omgevingslucht, omdat dit de eenvoudigste en goedkoopste oplossing is.
De warmtepomp wordt aangesloten op de cv ketel en ondersteunt deze in gunstige omstandigheden, dit wordt bepaalt door de geïntegreerde computer. De warmtepomp kan tot wel 62% van de warmtebehoefte voor zijn rekening nemen. Hierdoor bespaart u op uw energiekosten ten opzichte van een cv-ketel zonder warmtepomp en het is natuurlijk milieuvriendelijker.
Een hybride warmtepomp kan vrij eenvoudig geïnstalleerd worden en is met veel cv-ketels compatibel. De investeringskosten blijven hierdoor relatief laag en daarom is dit in bestaande situaties vaak een goede oplossing.
Natuurlijk zorgt een gelijktijdige vervanging van uw oude cv ketel voor een nog hoger rendement.
Een energiehek, dat bijvoorbeeld als tuinhek geplaatst kan worden, bestaat uit boven elkaar liggende gevlochten absorptiebuizen (PP-buizen). Het hek absorbeert zonne-energie, waardoor de vloeistof (brine) in de buizen wordt verwarmt. Als de zon schijnt ligt de brontemperatuur veel hoger dan de werkelijke buitentemperatuur (ga maar eens een poosje in de zon staan). In de warmtepomp geeft de vloeistof zijn energie af aan het verwarmingssysteem en stroomt dan terug het hek in.
Het hek wordt voor een gedeelte in de grond geplaatst. Op zonnige dagen neemt de bodem een gedeelte van de warmte uit het energiehek op, ook bij buitentemperaturen onder nul. Zo ontstaat er een warmtebuffer. Op koude dagen maakt een energiehek gebruik van de warmte die is opgeslagen in de grond, welke altijd hoger is dan de luchttemperatuur op dat moment.
Wanneer ongeveer 75% van de installatie in de grond wordt gelegd kan een monovalente verwarmingsinstallatie worden gerealiseerd. Dit betekent dat het systeem in de volledige verwarming van uw huis of pand voorziet. Hierdoor is het systeem ook geschikt als actieve koeling in de zomer.
Een gaswarmtepomp werkt volgens hetzelfde principe als een andere warmtepomp, maar gebruikt als energiebron gas. De warmtepomp is geïntegreerd in de cv-ketel. De restwarmte afkomstig van de cv-ketel wordt gebruikt om het koudemiddel in de warmtepomp op te warmen. De druk wordt opgevoerd door een compressor of thermische compressor waardoor de temperatuur nog hoger wordt waarna deze warmte wordt afgegeven aan het verwarmingssysteem. Hierna wordt de druk afgebouwd en begint de cyclus weer opnieuw.
Er zijn twee typen gaswarmtepomp; gasabsorptie en gasmotorisch. Een gasabsorptiewarmtepomp gebruikt de hitte van de verbranding van aardgas om het koudemiddel te verdichten (de druk op te voeren). Een motorische gaswarmtepomp drijft een motor aan met de warmte van de cv-ketel, welke vervolgens een compressor aandrijft die het koudemiddel onder druk zet.
Deze gaswarmtepomp is dus geïntegreerd in een cv-ketel, twee in een dus. Deze ketel zijn beschikbaar voor eengezinshuizen, maar ook voor grote panden. Ook is het mogelijk om een “hybride” opstelling te maken met een bijvoorbeeld zonnecollectoren of een kleine bodembron.
Voor het verwarmen, koelen en warmwaterbereiding van residenties, hotels, kantoorpanden, magazijnen en andere grote gebouwen bestaan industriële warmtepompen. Naast de gebruikelijke warmtebronnen grondwater en aardwarmte is het in sommige gevallen ook mogelijk de afvalwarmte van bijvoorbeeld een industrieel proces te gebruiken voor het verwarmen van het pand. Andersom kan er op deze manier ook worden gekoeld. Zo kan enorm worden bespaart op de energiekosten.
Een warmtepomp voor grote gebouwen levert een energiebesparing op en een daling van de operatiekosten. Daarnaast gaan warmtepompen efficiënter om met energie dan traditionele verwarmingssystemen en zorgt het voor minder uitstoot van zowel CO2 als vervuiling.
Voor een groot verwarmingssysteem waarbij grote verschillen ontstaan in de gewenste temperatuur door het verwarmingsseizoen heen zijn warmtepompen meestal uitgerust met meerdere compressoren. Hierdoor kan de warmtepomp eenvoudig worden afgestemd op de actuele warmtebehoefte.
Hoe groter de totale warmteconsumptie des te groter de totale besparing.