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
Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2
Huis

Nieuwe FromSoftware-game The Duskbloods komt echt alleen naar Switch 2

The Duskbloods, de nieuwe game van Elden Ring- en Dark Souls-ontwikkelaar FromSoftware, zal echt alleen op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Dat heeft de ontwikkelaar benadrukt bij het bekendmaken van zijn kwartaalcijfers (via VGC). Daarbij werd ook nog eens benadrukt dat The Duskbloods nog altijd gepland staat om ergens dit jaar uit te komen, net zoals de Switch 2-versie van Elden Ring.

Over de exclusieve Switch 2-release van The Duskbloods: "Het wordt verkocht via een samenwerking met Nintendo, met verkoopverantwoordelijkheden verdeeld per regio. De game komt alleen voor Nintendo Switch 2 beschikbaar." Daarmee is dus duidelijk gemaakt dat Nintendo een nauwe samenwerking met FromSoftware is aangegaan voor de game en dat het spel niet zomaar op andere platforms uit zal komen.

Over The Duskbloods

The Duskbloods werd begin vorig jaar aangekondigd in een speciale Nintendo Direct waarin de eerste Switch 2-games werden getoond, maar sindsdien zijn er geen nieuwe beelden van het spel uitgebracht. Zoals gezegd is de game ontwikkeld door FromSoftware, het Japanse bedrijf dat naam voor zichzelf heeft gemaakt met enorm uitdagende spellen, waaronder de Dark Souls-serie en Bloodborne. Met de openwereldgame Elden Ring scoorde de ontwikkelaar enkele jaren geleden nog een megahit.

Watch on YouTube

The Duskbloods wordt een PvPvE-game, waarbij spelers het dus tegen elkaar en tegen computergestuurde vijanden opnemen. Maximaal acht spelers doen aan potjes mee. Na het kiezen van een personage in een hub-gebied wordt men naar een gebied getransporteerd waar er met andere spelers en vijanden gevochten wordt, al kan men soms ook samenwerken om vijanden te verslaan.

Spelers besturen een 'Bloodsworn', wezens die dankzij een speciaal bloed dat in hun lichaam zit meer krachten tot hun beschikking hebben dan reguliere mensen. Ondertussen is het einde van de mensheid nabij, en bestaat de wereld uit verschillende tijdperken, wat voor een mengelmoes van stijlen zorgt.

▼ Volgende artikel
Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp
© Gorodenkoff Productions OU
Huis

Beeldverversing versus pixels: waarom soepel gamen beter is dan scherp

Resolutie is marketing, refreshrate is beleving. Waar 4K zorgt voor een mooi plaatje, zorgt een hoge verversing (Hz) ervoor dat je daadwerkelijk wint. Hieronder lees je waarom snelheid in feite de échte koning is in gaming.

Veel gamers staren zich blind op 4K-resolutie. Ze kopen een duur scherm, zetten de settings op Ultra en vragen zich vervolgens af waarom hun spel stroperig aanvoelt. De misvatting is dat 'mooier' gelijkstaat aan 'beter'. In werkelijkheid is de vloeibaarheid van het beeld – de refreshrate, oftewel verversingssnelheid – veel bepalender voor hoe direct en responsief een game aanvoelt. Aan het eind van dit artikel weet je precies of jij moet kiezen voor pixels of snelheid.

Hoe je ogen bedrogen worden door Hertz

Stel je voor dat je snel met je muis over je bureaublad beweegt. Op een standaard 60Hz-scherm zie je de cursor in schokjes over het beeld springen; je hersenen vullen de gaten in. Op een 144Hz- of 240Hz-gaming-monitor verdwijnen die gaten.

Het technische verschil zit hem in de verversingssnelheid: het aantal keren per seconde dat het beeld wordt vernieuwd. Bij 60 Hz krijg je elke 16,6 milliseconden een nieuw beeld. Bij 144 Hz is dat elke 6,9 milliseconden. Dat klinkt als een klein verschil, maar je voelt het direct. Het gestotter dat je onbewust gewend bent verdwijnt. Bewegingen voelen boterzacht aan, alsof de cursor (of je crosshair) aan je hand vastgeplakt zit in plaats van er achteraan zwemt. Dit effect wordt motion clarity genoemd: objecten blijven scherp, zelfs als ze snel door het beeld bewegen.

©Framestock

De winst in shooters en snelle actie

Wanneer werkt dit in je voordeel? Vooral in competitieve shooters zoals Call of Duty, Counter-Strike of Valorant. In dit soort games telt elke milliseconde. Een hogere refreshrate vermindert de input lag, oftewel de tijd tussen jouw klik en de actie op het scherm.

Stel, je draait je personage snel om. Bij een lage refreshrate wordt de vijand een fractie later getoond en zie je veel bewegingsonscherpte (motion blur). Met een hoge refreshrate zie je de vijand eerder en scherper, waardoor je sneller kunt reageren. Je hebt letterlijk actuelere informatie dan je tegenstander. Om dat te bereiken heb je wel een krachtige videokaart nodig die genoeg beelden per seconde (FPS) kan genereren om je snelle scherm bij te houden.

Wanneer resolutie het toch wint van snelheid

Is snelheid altijd heilig? Nee. Als je vooral tragere, meer verhalende games speelt (zoals Cyberpunk 2077 in de 'sightseeing' modus), Microsoft Flight Simulator of grafische RPG's, dan voegt 240 Hz weinig toe. In deze titels kijk je vaak naar stilstaande of langzaam bewegende omgevingen.

In dat geval wil je juist de texturen van de bomen, de reflecties in het water en de details in gezichten zien. Een 4K-monitor op 60 of 120 Hz is dan een logischer keuze dan een onscherp 1080p-scherm op 360 Hz. De visuele pracht weegt hier zwaarder dan de milliseconden reactietijd. Ook voor console-gamers die op de bank zitten, is een goede televisie met 4K en HDR vaak indrukwekkender dan puur de hoogste framerates.

Situaties waarin een hoge refreshrate zinloos is

Er zijn momenten dat investeren in een snel scherm weggegooid geld is. Dat gebeurt bijvoorbeeld als je hardware de snelheid niet kan leveren; als je videokaart maar 50 frames per seconde kan leveren, heeft een 144Hz-scherm geen nut omdat het scherm wacht op de computer. Daarnaast beperken oude kabels je bandbreedte, waardoor je monitor soms terugvalt naar 60 Hz zonder dat je het doorhebt. Ook op oudere consoles zoals de Nintendo Switch of de standaard PS4 heb je niets aan snelle schermen, omdat deze hardware fysiek gelimiteerd is op 60 Hz of lager.

Bepaal wat jouw setup aankan

Kijk dus kritisch naar je huidige situatie voordat je naar de winkel rent. Heb je een high-end pc die makkelijk 120+ FPS haalt in jouw favoriete games? Dan is een upgrade naar een 144- of 165Hz-monitor de grootste sprong in spelplezier die je kunt maken. Speel je op een PlayStation 5 of Xbox Series X? Zoek dan specifiek naar een scherm met HDMI 2.1-ondersteuning om 120 Hz op 4K mogelijk te maken. Zit je ver van je scherm af en speel je relaxed? Investeer dan liever in resolutie en kleurdiepte.

©Proxima Studio

Kortom: snelheid is de sleutel tot succes!

Verversingssnelheid is belangrijker dan resolutie voor iedereen die actie- of competitieve games speelt. Het zorgt voor een vloeiender beeld, minder input lag en betere motion clarity, wat je direct een voordeel geeft in het spel. Resolutie is vooral luxe voor het oog, maar refreshrate is pure prestatie voor de speler.