ID.nl logo
CO₂  maakt warmtepompen met een hoge temperatuur mogelijk
© niphon - stock.adobe.com
Energie

CO₂ maakt warmtepompen met een hoge temperatuur mogelijk

CO₂ heeft vandaag de dag een kwalijke reputatie. Toch kan dit gas in een beperkte hoeveelheid worden ingezet als koelmiddel van warmtepompen en op die manier bijdragen aan de reductie van ontzettend veel CO₂-uitstoot. Op die manier kun je de vijand min of meer met eigen middelen verslaan. Bovendien heeft een warmtepomp op CO₂ enkele opmerkelijke voordelen ten opzichte van andere koudemiddelen.

CO₂ kan als koudemiddel in warmtepompen worden gebruikt. Hierdoor kunnen die toestellen heel hoge temperaturen halen en worden ze in combinatie met een buffer bijzonder efficiënt. We bekijken in dit artikel twee merken die zo'n CO₂-warmtepomp leveren.

CO₂ is een gas dat door toedoen van de natuur aanwezig is in de atmosfeer. Door allerlei menselijke activiteit neemt CO₂ almaar toe, wat leidt tot een steeds warmere planeet die er op zijn beurt voor zorgt dat de hoeveelheid CO₂ blijft toenemen. Een vicieuze cirkel dus. Natuurlijk wil men de continue uitstoot van miljoenen tonnen CO₂ door bijvoorbeeld verbranding absoluut beperken, maar dat is niet vergelijkbaar met een eventuele lekkage van enkele kilo’s koelmiddel CO₂. 

CO₂ = kooldioxide = R744

Veel warmtepompen draaien op zeer krachtige broeikasgassen die als ze vrijkomen medeverantwoordelijk zijn voor de opwarming van de aarde. Gelukkig zijn lekken in het koelmiddelcircuit klein, maar toch mag je ze niet verwaarlozen. Daarom zoekt men naar koudemiddelen die geen negatieve invloed hebben op het milieu, en dan kom je al snel uit bij niet-synthetische vloeistoffen zoals ammoniak, koolwaterstoffen en kooldioxide.

Kooldioxide (CO₂, ook bekend onder de technische naam R744) is een van de weinige niet-giftige, niet-ontvlambare vloeistoffen. CO₂ tast de ozonlaag niet aan en als koudemiddel heeft het vrijwel geen invloed op het broeikaseffect. Omwille van de uitstekende thermofysische eigenschappen beschouwt men R744 als een interessant alternatief voor synthetische koudemiddelen. Je kunt namelijk met CO₂ met een lage brontemperatuur erg hoge uitvoertemperaturen behalen.  

CO₂ is een energieneutraal koudemiddel

In elke warmtepomp zit een gesloten circuit dat de energie door het apparaat transporteert. Door dat circuit – zeg maar de bloedsomloop van de warmtepomp – stroomt koudemiddel. Normaal gesproken gebruikten fabrikanten van warmtepompen daar synthetische koudemiddelen voor die ontzettend schadelijk zijn voor het milieu, mochten ze in de atmosfeer vrijkomen.

Die schadelijkheid voor het milieu wordt uitgedrukt in GWP (Global Warming Potential). Als een koudemiddel GWP 1 heeft, is het klimaatneutraal. De GWP-waarden van courante synthetische koudemiddelen variëren van GWP 4 tot GWP 3985. Er zijn ondertussen zelfs koudemiddelen verboden die piekten tot GWP 14.000. Daarom wil Europa de synthetische koudemiddelen vanaf 2035 zelfs helemaal verbieden.

In plaats van synthetische koudemiddelen schakelt men nu over op natuurlijke koudemiddelen. Zo’n natuurlijk koudemiddel is bijvoorbeeld propaan met een GWP van 3. CO₂ scoort als koudemiddel zelfs driemaal beter met een GWP van 1. Hierdoor gelden er geen restricties meer op het gebied van milieuvoorschriften. CO₂ als natuurlijk koudemiddel is immers niet schadelijk voor het milieu.  

Hoge uitvoertemperatuur

Het grootste voordeel van de nieuwe warmtepompen met CO₂ als koudemiddel is dat zij hoge temperaturen tot 85°C kunnen leveren zonder elektrische bijverwarming. Zelfs het koudemiddel propaan haalt dergelijke hoge temperaturen niet. De warmtepomp op CO₂ heeft vergelijkbare aanvoer- en retourtemperaturen als een cv-ketel. Dat betekent dat deze warmtepomp de cv-ketel één op één kan vervangen en dat hij dus kan worden aangesloten op een gewoon afgiftesysteem, zoals radiatoren, convectoren en vloerverwarming.

Woningen met radiatoren en zonder goede isolatie kunnen dus worden verwarmd met een warmtepomp op CO₂. Van CO₂-warmtepompen weten we bovendien dat ze heel snel leidingwater kunnen verwarmen. Mitsubishi Electric / Alklima levert bijvoorbeeld al enkele jaren CO₂-warmtepompen aan bedrijven die dagelijks grote hoeveelheden warm water nodig hebben, zoals sportaccommodaties en hotels. 

©Durocan.com

In het buffervat bij de CO₂-warmtepomp zit een warmtewisselaar die snel grote hoeveelheden warm water kan leveren.

Buffer en warmtebatterij

Een ander belangrijk voordeel is het samenspel met de buffer. Het vermogen van de warmtepomp wordt hierin opgeslagen. Het gaat om een zogeheten stratificatiebuffer, een groot, perfect geïsoleerd vat met cv-water waarin het water op verschillende temperaturen wordt opgeslagen. Heet water bovenin, koud water onderin. Deze buffer levert via een warmtewisselaar energie voor de radiatoren en voor warm water.

Er is nog een groot voordeel van het buffersysteem: het werkt tevens als een grote warmtebatterij. Matig geïsoleerde woningen koelen ’s avonds snel af, en dat kost dan weer vermogen. De buffer kan als warmwaterbatterij samen met de warmtepomp de woning op temperatuur brengen. Als de woning eenmaal op temperatuur is, kan de buffer opnieuw worden opgeladen. 

Nadelen van CO₂ als koudemiddel

CO₂ als koudemiddel heeft enkele interessante voordelen, maar er zijn ook een paar nadelen aan verbonden. Bij hoge buitentemperaturen kan de werkdruk oplopen tot 110 of zelfs 160 bar. Daar moeten fabrikanten rekening mee houden bij het ontwerp van de warmtepomp. Het interne systeem moet steviger zijn dan van een conventionele warmtepomp, en hierdoor kan het apparaat wel iets duurder uitvallen. 

Weten welke warmtepomp bij jou past?

Doe de check op Kieskeurig.nl en je weet het binnen 5 minuten!

Vattenfall en Feenstra

Bij warmtepomp van Vattenfall en Feenstra is het buitendeel van de CO₂-warmtepomp geproduceerd in Japan. Het binnendeel is een gelaagd buffervat dat in Duitsland is samengesteld, samen met alle pompen en regelelektronica. Deze warmtepomp wordt geleverd voor een prijs die vergelijkbaar is met die van een traditionele warmtepomp van een goed merk.

Opmerkelijk is dat de buitenunit kleiner is dan de meeste buitenunits: 69 cm hoog x 37 cm diep x 90 cm breed. Bovendien weegt hij slechts 40 kg. De buffer bevat 230 liter en vraagt een vloeroppervlak van 1,5 meter x 1 meter en is ongeveer 1,4 m hoog met een gewicht van ruim 300 kg. Het systeem kan niet worden gekoppeld aan luchtverwarming, maar wel aan een watergedragen afgiftesysteem, zoals radiatoren, convectoren of vloerverwarming. Zonder elektrische bijverwarming kan deze opstelling temperaturen bereiken tot 80°C en hoger.  

Durocan

Durocan komt met een 4,5kW-warmtepomp op CO₂. Directeur Rik van Bavel beklemtoont dat de CO₂-uitvoering vooral energiezuinig werkt als delta T (ΔT) hoog ligt. ΔT is het verschil tussen aan- en afvoer na het afgeven van de warmte. Elke andere warmtepomp is het meest efficiënt als ΔT niet hoger ligt dan slechts 5°C. Andere warmtepompen kunnen wel hogere temperaturen halen, maar dan trapsgewijs.

Een CO₂-warmtepomp werkt het best als de temperatuur van het retourwater onder de 30°C ligt. Dat betekent dat er slim moet worden omgegaan met het hydraulisch systeem. Durocan werkt daarom met een gelaagde buffer in roestvrij staal van 400 liter. De druk in het gesloten circuit waarin het koudemiddel circuleert, is 8 keer hoger dan bij een warmtepomp met een ander koudemiddel.

De buitenunit met een thermisch vermogen van 4,5 kW is zowel geschikt voor standalone all-electric oplossingen als voor hybride opstellingen. De prijs van een 4,5kW-unit zit op 4299 euro inclusief btw. Is er meer vermogen nodig, dan kan een tweede monoblock buitenunit in cascade worden opgesteld. Realistisch zijn een aanvoertemperatuur van 60°C of 65°C en een retourtemperatuur van 40° of 45°C. Wat dus voor de meeste radiatoropstellingen geldt. 

©Durocan.com

Is er meer vermogen nodig dan 4,5 kW dan kan een tweede monoblock in cascade worden geplaatst.

Geen subsidie Rik van Bavel wijst op een heikel punt waar kennelijk het laatste woord nog niet over is gezegd. Op 4 december 2023 kregen de leveranciers van CO₂-warmtepompen te horen dat vanaf 1 januari 2024 alleen de CO₂-warmtepompboiler – voor leidingwater dus – nog onder de Investeringssubsidie duurzame energie (ISDE) valt. De CO₂-warmtepomp voor ruimteverwarming komt niet langer voor op de subsidielijst. Dat heeft te maken met het feit dat standaard alleen de lage-temperatuursoplossingen met minimaal het A++-label nog op de ISDE-lijst voorkomen. De directeur van Durocan hoopt dat deze subsidieregels zich toch snel zullen afstemmen op de huidige technologische evolutie.

▼ Volgende artikel
Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag
© Yuliia
Huis

Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag

Je laptopaccu lijkt altijd leeg te zijn op het moment dat er nergens een stopcontact te bekennen is. Met de juiste software-instellingen pers je echter makkelijk een uur extra uit je apparaat, zonder dat je daarvoor technisch onderlegd hoeft te zijn. Wij leggen uit aan welke knoppen je precies moet draaien voor maximaal resultaat.

Er is weinig irritanter dan een laptop die in de spaarstand schiet of uitvalt terwijl je in de trein net de laatste hand legt aan een belangrijk document. Veel gebruikers denken bij een snel leeglopende batterij direct dat de hardware versleten is en kijken alweer naar een nieuwe laptop. Vaak is de accu zelf echter nog prima in orde, maar gaat het besturingssysteem slordig om met de beschikbare energie. Fabrieksinstellingen zijn namelijk vaak gericht op maximale prestaties en helderheid, niet op uithoudingsvermogen. In dit artikel leer je hoe je de regie terugpakt en de energievreters in toom houdt, zodat je met een gerust hart de dag doorkomt.

Waar die energie eigenlijk naartoe lekt

Om te begrijpen hoe je accucapaciteit bespaart, moet je eerst weten waar de energie aan opgaat. De twee grootste verbruikers in een laptop zijn vrijwel altijd het beeldscherm en de processor. Het scherm vreet stroom om pixels te verlichten; hoe feller het scherm, hoe sneller de teller tikt. Daarnaast speelt de verversingssnelheid een rol. Veel moderne schermen verversen het beeld 120 keer per seconde (120 Hz). Dat kijkt heel rustig, maar kost aanzienlijk meer rekenkracht dan de standaard 60 Hz.

Onder de motorkap is de processor continu bezig met het verwerken van taken. Een veelvoorkomende misvatting is dat je handmatig alle programma's moet afsluiten om stroom te besparen. Dat is maar ten dele waar, want moderne systemen zijn heel goed in het bevriezen van apps die je niet gebruikt. Wat wél energie kost, zijn achtergrondprocessen die actief blijven synchroniseren, zoals cloudopslagdiensten of mailprogramma's die elke minuut checken op nieuwe berichten. Ook randapparatuur die stroom trekt via de usb-poort, zelfs als je deze niet actief gebruikt, snoept procenten van je lading af.

Besparen tijdens eenvoudige taken

De energiebesparende modus is je beste vriend wanneer je taken uitvoert die weinig rekenkracht vereisen. Denk hierbij aan tekstverwerken, e-mailen, webbrowsen of het invullen van spreadsheets. In deze scenario's heb je de volledige kracht van je processor en videokaart simpelweg niet nodig. Door in Windows of macOS te kiezen voor de energiebesparende modus, klokt de processor zichzelf terug. Hij werkt dan letterlijk iets langzamer, maar voor administratieve taken merk je daar in de praktijk niets van. De letters verschijnen nog steeds direct op je scherm zodra je ze typt.

Daarnaast is dit het moment om eens kritisch naar je schermhelderheid te kijken. Binnenshuis is een helderheid van 50 tot 60 procent vaak meer dan voldoende om comfortabel te kunnen werken. Werk je vooral 's avonds? Dan kan het zelfs nog lager. Ook het uitschakelen van toetsenbordverlichting levert in deze context pure winst op. Het zijn kleine percentages per uur, maar op een hele werkdag maakt dit het verschil tussen wel of niet de oplader moeten pakken.

©PXimport

Prestaties boven accuduur

Er zijn momenten waarop je de batterijbesparingsinstellingen beter uit kunt laten, of zelfs agressief moet vermijden. Zodra je aan de slag gaat met zware grafische taken, zoals videobewerking, 3D-rendering of serieuze gaming, werkt een besparingsmodus averechts. De software knijpt de toevoer van stroom naar de componenten af, wat resulteert in een haperend beeld, trage exporttijden en een frustrerende gebruikservaring.

In deze gevallen heeft de hardware ademruimte nodig om te kunnen presteren. Als je probeert te gamen op een besparingsstand, zal het systeem de prestaties van de grafische chip zo ver terugschroeven dat het spel onspeelbaar wordt. Bovendien duurt het renderen van een video in spaarstand veel langer, waardoor het scherm en de schijf langer actief moeten blijven, wat onderaan de streep soms zelfs méér energie kost dan een korte piekbelasting op vol vermogen. Hier geldt: efficiëntie door snelheid is soms zuiniger dan traagheid.

Situaties waarin instellingen het niet meer redden

Hoewel je met software veel kunt optimaliseren, zijn er harde grenzen waarbij geen enkele instelling je meer gaat redden. Je moet realistisch zijn over de fysieke staat van je apparaat.

Ten eerste is er de chemische degradatie. Als de maximale capaciteit van je accu (ook wel battery health geheten) onder de 70 procent is gezakt, kun je instellen wat je wilt, maar de rek is er fysiek uit. De batterijcellen kunnen de lading simpelweg niet meer vasthouden. Ten tweede is oververhitting een doodsteek voor je accuduur. Als de ventilatoren van je laptop continu staan te loeien omdat de koelkanalen vol stof zitten, kost dat enorm veel energie. Warmte is in feite verspilde energie. Tot slot helpt software niet als je zware externe apparaten zonder eigen voeding aansluit. Een externe harde schijf die zijn stroom via de laptop krijgt, trekt de accu leeg alsof het een rietje in een pakje sap is, ongeacht je schermhelderheid.

Creëer je eigen energieprofiel

Om echt grip te krijgen op je verbruik, moet je de instellingen afstemmen op jouw specifieke gedrag. Begin met de slaapstand-instellingen. Veel mensen laten hun laptop openstaan als ze even koffie gaan halen, waarbij het scherm zomaar tien minuten op volle sterkte blijft branden. Stel in dat het scherm al na twee of drie minuten inactiviteit uitgaat. Dat is de makkelijkste winst die je kunt boeken.

Kijk ook naar je randapparatuur. Gebruik je een externe monitor? Zorg dan dat je laptop zo is ingesteld dat het interne scherm volledig uitschakelt, en niet 'zwart maar aan' blijft staan. Gebruik je veel bluetooth-apparaten? Schakel bluetooth uit als je ze niet gebruikt; het constant scannen naar verbindingen kost stroom. Voor gebruikers met een oledscherm is er nog een extra truc: gebruik een donkere modus. Bij oledschermen verbruiken zwarte pixels namelijk helemaal geen energie, in tegenstelling tot traditionele lcd-schermen waar de achtergrondverlichting altijd aan staat.

Balans tussen snelheid en stopcontact

Het verlengen van je accuduur is uiteindelijk een balansspel tussen comfort en noodzaak. De grootste winst behaal je door de schermhelderheid te temperen en de slaapstand agressiever in te stellen, zodat je geen energie verspilt in de pauzes. Wees niet bang om de energiebesparingsmodus standaard aan te zetten voor alledaags werk; de moderne processors zijn krachtig genoeg om dat zonder haperingen op te vangen. Pas als je merkt dat je laptop traag reageert bij zwaardere taken, is het tijd om de teugels weer iets te laten vieren. Zo bepaal jij hoelang de werkdag duurt, en niet je batterij.

▼ Volgende artikel
Super Mario-medley wint een Grammy
Huis

Super Mario-medley wint een Grammy

Een medley gebaseerd op soundtracks uit Super Mario-games van het Jazzorkest 8-Bit Big Band heeft afgelopen zondagnacht een Grammy gewonnen.

De medley ‘Super Mario Praise Break’ won een Grammy Award voor beste arrangement (instrumentaal of a capella). In de medley zijn nummers als Gusty Garden Galaxy uit Super Mario Galaxy en Bomb-Omb Battlefield uit Super Mario 64 te horen.

De 9-Bit Big Band is afkomstig uit New York en heeft al eens eerder een Grammy gewonnen voor gamemuziek. In 2022 won het orkest een Grammy voor het nummer Meta’s Knight’s Revenge uit de SNES-game Kirby Superstar.

View post on X

De Grammy Awards

De Grammy Awards worden al sinds 1959 georganiseerd en worden gezien als een van de belangrijkste prijzen voor muziek ter wereld. Ze worden vaak vergeleken met de Oscars, die worden uitgereikt aan films. Dit jaar won Bad Bunny de prijs van album van het jaar, en ging Billie Eilish er vandoor met een Grammy voor nummer van het jaar. Overigens won Austin Wintory een Grammy in de categorie beste gamesoundtrack voor de soundtrack van Sword of the Sea.

De Super Mario-reeks van Nintendo valt op diverse spelcomputers van het bedrijf te spelen, waaronder de Nintendo Switch 2 en Nintendo Switch. Onder de meest recente grote hoofddelen vallen Super Mario Wonder en Super Mario Odyssey.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.