Hybride warmtepomp installatie

Met een hybride warmtepomp wordt een warmtepomp bedoeld die samen met een ander toestel de verwarming en/of tapwater van uw woning verzorgt. In de meeste gevallen betreft het een lucht/water warmtepomp, vaak modulerend, in combinatie met een (bestaande) (HR) cv-ketel.  Meestal is het de bedoeling dat de warmtepomp zoveel mogelijk van de energiebehoefte, nodig voor verwarming van de woning, voor haar rekening neemt. Afhankelijk van de grootte van het gekozen toestel, en de grootte van het gebouw zal dit uitmonden in een bepaald ‘dekking percentage van de behoefte’. De (combi) ketel doet vaak nog het tapwater en kan in de koudere periode de warmtepomp ondersteunen bij verwarmen. 

Ideale oplossing.

Een hybride warmtepomp is een ideale oplossing als je je woning duurzamer en goedkoper wilt verwarmen, maar het nog niet haalbaar is om over te stappen naar volledig te verwarmen zonder gas. Dit kan komen doordat de woning bijvoorbeeld nog niet optimaal geïsoleerd is of omdat er geen financiële middelen zijn om meteen heel de overstap naar all electric te maken. Met een hybride warmtepomp bespaar je niet alleen aardgas, maar uiteraard ook op de energierekening en de uitstoot van CO₂.

Hybride warmtepomp verbruikt 2,1 kWh per bespaarde m³ aardgas 

Dit is vast komen te staan na ‘monitoring’ van honderden woningen. Afhankelijk wat u betaalt voor een kWh stroom en m³ gas kunt u dus snel uitrekenen wat u mogelijk bespaart op energie kosten.

Stel dat u voor een 1 kWh elektra € 0,25 moet betalen en voor gas per 1m³ € 1,50.
Voor elke m³ aardgas die u kunt vervangen door ‘warmtepomp warmte’ bespaart u dan
€1,5 – (2,1x0,25) = € 0,97  (gebruik uw eigen tarief)
 

Afgifte-systeem.  HT/LT.

Inmiddels komen er steeds meer lucht/water warmtepompen op de markt die een hoge aanvoertemperatuur van wel 70 °C kunnen maken.  Ze kunnen dus min of meer de ketel al vervangen. Echter, op het moment dat de warmtepomp echt deze hoge temperatuur moet leveren, is het rendement natuurlijk minder hoog. In Energiekosten wint de ketel het dan nog net van de warmtepomp. Maar zodra de warmtepomp lagere temperaturen kan maken, denk aan het voor- en najaar. Dan is de warmtepomp veel zuiniger dan de ketel. Het is natuurlijk veel gunstiger dat u in de winter al voldoende heeft aan een aanvoertemperatuur van 50 °C. Op het moment dat u huis goed is na-geïsoleerd, en daardoor automatisch de oude radiatoren wat ‘over bemeten’ zijn geworden lukt het vaak om met deze lagere aanvoer uw woning warm te krijgen.  Hoe lager de aanvoertemperatuur kan blijven, hoe gunstiger het rendement en daardoor het energieverbruik van de woning. 

PV panelen en hybride warmtepomp

Nog idealer wordt het natuurlijk als u PV-panelen heeft.  Immers de stroom die opgewekt wordt door deze panelen kunt u (deels) inzetten voor uw warmtepomp. De warmtepomp gebruikt immers stroom. Op dat moment hoeft u helemaal geen-, of een stuk(je) minder energie in te kopen. PV panelen kunnen een goede reden zijn om naast uw gasketel een hybride warmtepomp te nemen.   De hybride warmtepomp haalt het merendeel van de benodigde energie, die nodig is om te verwarmen, ‘gratis’ uit de natuur. Een rendement (SPF) van 4,5 op jaar basis is goed mogelijk, zo is onlangs in een groot onderzoek nog naar voren gekomen.  In supermarkt termen:  4,5 halen, één betalen.   Voor elke kWh uit het stopcontact geeft de warmtepomp 4,5 kWh af aan uw verwarming. 
 

Hybride 

Het woord ‘hybride’ kennen we natuurlijk ook uit de autobranche;
Een "hybride voertuig" is volgens de definitie van de VN een voertuig waarin ten minste twee energie-omzetters en twee in het voertuig ingebouwde energieopslagsystemen aanwezig zijn om het voertuig aan te drijven. Een auto die zowel een benzine motor heeft als een elektramotor is een Hybride.  Een auto die één motor heeft die op zowel benzine als gas kan rijden is BI-FUEL (2 brandstoffen) en geen hybride. 

Bij een HYBRIDE warmtepomp installatie gaat het dus om een warmtepomp (elektra) gecombineerd met een ketel (gas).

Warmtepomp keuze.

Een hybride installatie wordt in ons land het meest gemaakt met een lucht/water warmtepomp.  Dit kan zowel een monoblock ( het koudemiddel zit alleen in de buiten-unit) als split-systeem zijn. Bij een split-systeem zit het 'koudemiddel'  tussen de buiten- en binnenunit.  Maar net zo goed kun je een hybride installatie maken met een ventilatielucht-warmtepomp of een warmtepomp die gebuik maakt van energie uit de bodem, PVT panelen of bijvoorbeeld uit oppervlakte water. 

Voorbeeld hybride ventilatielucht-warmtepomp 

Bij bovenstaande schets

• De ventilator zuigt lucht, van bijvoorbeeld 20 ºC, uit de woning aan  (ventileren moet immers toch).
• Deze afzuiglucht wordt door een verdamper geleid in de warmtepomp, daar onttrekt deze energie uit de ventilatielucht.
• Via de condensor (in de warmtepomp) wordt de gewonnen warmte (energie) afgegeven aan het systeem.
• De circulatiepomp trekt de gewonnen energie uit de condensor en voegt deze toe aan de radiatoren. 
• als er tapwater nodig is schakelt de combiketel aan voor tapwater
• In het voor- en najaar kan de warmtepomp vaak voldoende energie winnen om alleen (zonder ketel) de woning warm te houden. 
• Als de warmtepomp onvoldoende energie levert, schakelt deze de ketel bij om te helpen met verwarmen.

Rekenvoorbeeld hybride installatie ventilatielucht warmtepomp en ketel

Rekenvoorbeeld om een bestaande woning met alleen een combiketel, te wijzigen (uit te breiden) naar een hybride systeem met een ventilatielucht warmtepomp.  De nieuwe warmtepomp die energie gebruikt uit de ventilatielucht komt in de plaats van de mechanische ventilator afzuigbox die op zolder hangt. Het aantal m³ wat per uur wordt afgezogen wijzigt hierdoor verder niet (in dit voorbeeld).

Deze voorbeeld woning heeft een vastgesteld gasverbruik van 1430 m³ gas per jaar.

Hiervan is 1140 m³ gas voor verwarming
en 290 m³ gas voor tapwaterverwarming.

De transmissie van de woning is dan theoretisch:
in één m³ Gronings aardgas zit netto omgerekend ca. 8,8 kWh
Jaarverbruik voor verwarming is 1140 m³ x 8,8 = 10032 kWh
In Nederland draait een ketel  (omgerekend naar vollast) ca. 1650 vollasturen per jaar.
De praktijk transmissie is hier dus:  10032 : 1650 = 6,08 kW

De ventilatieluchtwarmtepomp die we voor ogen hebben heeft een afgegeven vermogen van 1,4 kW
Als de compressor 24 uur op een dag aan zou zijn, kan het toestel dus 33,6 kWh per dag bijdragen aan de energievraag voor tapwater en verwarming samen.

Wat is de energievraag per dag werkelijk ?

Voor tapwater kunnen we theoretisch stellen dat dit 365 dagen per jaar plaats vindt.
De 290 m³ gas per jaar voor tapwater x 8,8 (netto inhoud in kWh voor tapwater)  = 2552 kWh per jaar voor tapwater verwarming. Delen we deze door 365 dagen, dan zien we dat per dag 6,99 kWh nodig is voor tapwater.

Om het een en ander beter te beredeneren hebben we een tabel gemaakt:

• Kolom 2:  Aan de hand van statische- en graadminuten gegevens van de afgelopen jaren hebben we de 1650 vollast uren verdeeld over de werkelijke energievraag voor verwarming per maand.
• Kolom 3: Van de jaarlijkse warmtevraag, valt hoeveel % in welke maand (vergelijkbaar met kolom 2)
• Kolom 4: We hadden, aan de hand van het bekende gasverbruik al uitgerekend (tekst boven de tabel)  wat de transmissie bedraagt (in dit voorbeeld 6,08 kW) we vermenigvuldigen dit met het aantal draaiuren in die maand en komen dan aan kWh nodig voor verwarming in een bepaalde maand.

Let op:  Om het rekenvoorbeeld te vergemakkelijken heeft elke maand een gelijk aantal dagen gekregen nl. 365/12 = 30,416 dag.

• Kolom 5:  Het benodigd vermogen per maand voor tapwaterverwarming, dit is niet weersafhankelijk dus voor elke maand gelijk gesteld.
• Kolom 6: Het benodigd verwarmingsvermogen + het benodigd tapwatervermogen opgeteld.
• Kolom 8: De beoogde ventilatieluchtwarmtepomp geeft maximaal per maand dit vermogen.
  (1,4 kW x 24 uur x 365 dagen ) : 12 maanden = 1022 kWh
• Kolom 9: Gevraagd vermogen in die maand minus het door de ventilatielucht warmtepomp geleverde vermogen is vermogen wat de ketel moet doen (alleen de positieve getallen)
• kolom 10: De bijdragen die de ventielatielucht warmtepomp ‘kwijt kon’ (kon leveren)
• Kolom11: Het aantal draaiuren wat de compressor van de ventilatieluchtwarmtepomp kon maken.

Noot: In dit voorbeeld gaan we ervan uit dat zowel het tapwater als de verwarming een buffervat heeft. Het gaat dan ook om de maximaal mogelijke bijdragen van de ventilatieluchtwarmtepomp die theoretisch mogelijk is per maand. Verder rekenen we  (ronden we steeds af)  tot 2 cijfers achter de komma. Dit voorbeeld zal in de praktijk zeer moeilijk haalbaar blijken, een zeer intelligente regeling zou hier voor nodig zijn… in de praktijk zal de ketel, als die aangaat op vraag van de kamerthermostaat, al snel te veel leveren waardoor de bijdragen van de warmtepomp minder zal zijn.

Conclusie in dit voorbeeld:
 

**Gerekend met gemiddelde prijs klein gebruik 2016: gas € 0,65 per m³, elektra € 0,22 per kWh

In de installatie met alleen een ketel gebruikte we 1430 m³ gas , wat overeen komt met 12.584 kWh Energie kosten: 1430 m³ x € 0,65 = € 929,50 (jaar)
 

De situatie met een ventilatielucht warmtepomp van 1,4 kW afgegeven vermogen.

Bijdragen van de ventilatieluchtwarmtepomp IN DIT VOORBEELD: 9390 kWh (uit de tabel)
Dat komt overeen met 9390 kWh : 8,8 = 1067 m³ gas besparing per jaar

Ons gasverbruik wordt dus 1430 – 1067 = 363 m³ =  (x € 0,65 =) € 235,95

Verbruik van de ventilatieluchtwarmtepomp = 9390 kWh : (behaalde jaar cop) 3,8 = 2471 kWh uit het net (x € 0,22) = € 543,00
Het energie verbruik wordt nu 235,95 + 543 = € 778,95 per jaar.

Besparing in euro:  : € 929,50 – € 778,95 = €  150,55 per jaar.
 

We kochten de ventilatieluchtwarmtepomp installatie voor 2500 ,-- (zelf geplaatst)

we ontvingen 750 euro subsidie:  kosten dus 2500-750 = 1750 euro
Terug verdientijd in dit voorbeeld: 1750 : 150,55 = 11,6 jaar.
 

De conclusie zou kunnen zijn dat het toepassen van dit toestel pas echt interessant wordt op het moment dat je met PV panelen je eigen stroom opwekt en tevens het salderen van kracht is. Je bespaart dan flink op gas en als je de stroom zelf kan leveren wordt het leuk.