Nieuwe warmtepompen op propaan: duurzamer én hoger rendement!
Een warmtepomp op propaan werkt op dezelfde manier als elke andere warmtepomp. Het systeem onttrekt energie aan de omgeving en ook in deze warmtepomp zit een afgesloten circuit waarin een koudemiddel een aantal stappen passeert. Het koudemiddel in de ‘bloedsomloop’ van dit toestel is in dit geval propaan, en dat heeft een paar belangrijke voordelen.
Warmtepompen met propaan als koudemiddel zijn in opmars. Dat is te danken aan twee voordelen. Ten eerste is dit koudemiddel veel minder schadelijk voor het milieu en voldoet het aan strenge eisen vanuit Europa. Ten tweede is het mogelijk om met dit koudemiddel een hogere uitvoertemperatuur te halen.
Zowel warmtepompen, koelkasten en airco’s kunnen niet zonder koudemiddel of koelmiddel. Het koudemiddel is een vloeistof die speciaal werd ontwikkeld voor transport van warmte. Er bestaan ondertussen verschillende koudemiddelen en die zijn niet allemaal even interessant.
Weten welke warmtepomp bij jou past?
Doe de check op Kieskeurig.nl en je weet het binnen 5 minuten!De cyclus van de warmtepomp
Het belangrijkste kenmerk van een koudemiddel is het lage verdamppunt, dat ervoor zorgt dat de vloeistof zelfs bij erg lage temperaturen verdampt. Deze damp wordt samengeperst in de compressor en doordat de druk stijgt, zal de temperatuur van dat koudemiddel toenemen. Hierna wordt de verdampte koelvloeistof naar de condensor geleid om daar zijn warmte af te geven aan bijvoorbeeld de vloerverwarming. Ten slotte wordt de druk opnieuw verlaagd, waardoor de damp afkoelt en opnieuw vloeibaar wordt. Hierdoor is de vloeistof weer klaar voor de volgende kringloop. Voor meer informatie over de werking van de warmtepomp kun je dit artikel lezen.
De werking van de warmtepomp.
Verdamping bij -42°C
We kennen propaan vooral als brandbaar gas dat je in gasflessen koopt. Propaan, ook wel koolwaterstofgas genoemd (of R290), is een vloeibaar gemaakt petroleumgas. Het is een restproduct van de raffinage van aardolie of de winning van aardgas. Het kookpunt van propaan (of C₃H₈) ligt op -42°C bij een atmosferische druk van 1 bar (luchtdruk op zeeniveau). Dat betekent dat propaan zelfs als het buiten vriest dat het kraakt nog steeds verdampt en dus wordt omgezet van vloeistof naar gas.
Schadelijke F-gassen
In het verleden gebruikten de warmtepompfabrikanten vooral synthetische koudemiddelen. Dat waren zogenaamde gefluoreerde koolwaterstoffen, die we kennen onder de verzamelnaam 'F-gassen'. Terwijl warmtepompen op zich goed zijn voor het milieu, zijn die F-gassen erg schadelijk wanneer ze uiteindelijk in het milieu terechtkomen, als ze bijvoorbeeld worden afgedankt. Hoe schadelijk deze synthetische koudemiddelen zijn, wordt meestal duidelijk aan het eind van hun levenscyclus.
©Vitalii Vodolazskyi
De chemische formule van propaan.
Aardopwarmingsvermogen
Daarom heeft Europa het toepassen van deze koelmiddelen streng gereguleerd met een verordening (EU Nr. 517/2014). Europa heeft de norm ‘aardopwarmingsvermogen’ (GWP of Global Warming Potential) geïntroduceerd, zodat we kunnen vergelijken in welke mate producten schadelijk zijn voor de opwarming van het klimaat. De referentiewaarde is CO₂. Dus CO₂ heeft een GWP van 1.
R410A, een populair koudemiddel, heeft een GWP van meer dan 2.000. Dit oude koelmiddel is dus 2.000 keer schadelijker voor het milieu dan CO₂. Het koelmiddel R290 (oftewel propaan) heeft een GWP van 3. Met andere woorden, 1 kilogram propaan komt overeen met 3 kilogram CO₂.
Tegen 2030 zullen alle koudemiddelen waarvan is vastgesteld dat ze een hoog aardopwarmingsvermogen hebben geleidelijk worden uitgefaseerd. Natuurlijke koudemiddelen zoals propaan zorgen ervoor dat het nieuwe verwarmingssysteem ook op de lange termijn aan de wettelijke eisen blijft voldoen. Een bijkomend pluspunt is dat het koelmiddel R290 wereldwijd goedkoper is, omdat propaan niet onder de verordening van F-gassen valt.
Veiligheid
Hoewel propaan uitstekende thermodynamische eigenschappen heeft, blijft het zeer ontvlambaar, zelfs explosief. Eigenlijk is propaan veel gevaarlijker dan aardgas. Daarom mag een warmtepomp voor woningen maar heel weinig propaan bevatten. Een warmtepomp van 5 tot 10 kilowatt die is afgestemd op een vrijstaande woning heeft slechts 80 tot 90 gram koelmiddel nodig.
150 gram is trouwens de maximumhoeveelheid, omdat vanaf die grens strenge veiligheidsnormen gelden. Dankzij de research en de aandacht voor de veiligheid kunnen warmtepompen met propaan prima binnen worden gebruikt. De koelkringloop is immers hermetisch afgesloten en komt nooit rechtstreeks in contact met de warmtekringloop. Daarom is er voor de installatie ook geen koelcertificaat nodig.
Hoger rendement
Het gebruikte koudemiddel is van groot belang voor het rendement. De manier waarop een koudemiddel verdampt of condenseert, is bepalend voor de opname van warmte of koude uit de omgeving. Lucht/water-warmtepompen met het natuurlijke koudemiddel propaan (R290) zijn niet alleen milieuvriendelijker, uit simulatiemodellen blijkt ook dat ze beter presteren.
Propaan heeft andere eigenschappen op het gebied van druk en temperatuur dan de tot nu toe gebruikte koudemiddelen. Hierdoor is het mogelijk om met propaan een hogere afgiftetemperatuur te bereiken. Zo’n type warmtepomp haalt een maximale aanvoertemperatuur tussen 65° en 70°C. Hierdoor is de warmtepomp ook geschikt voor nieuwbouw en om samen te werken met conventionele radiatoren. Hij kan bijvoorbeeld ook warm tapwater leveren tot 65°C. Zelfs bij -15°C worden aanvoertemperaturen tot 60° C gehaald.
©Viessman
De warmtepompen met propaan zijn inmiddels verkrijgbaar voor particulier gebruik.
Hogetemperatuurswarmtepompen
Daarom is propaan ook bijzonder geschikt voor hogetemperatuurswarmtepompen (of HT-warmtepompen). Een van de oplossingen om oudere woningen gasloos te maken is de HT-warmtepomp. Terwijl een gewone lucht-waterwarmtepomp eigenlijk hoofdzakelijk geschikt is voor goed geïsoleerde woningen die verwarmen met vloerverwarming, is de HT-warmtepomp met propaan als koudemiddel de oplossing voor bijna alle woningen. Zelfs oudere woningen die niet ideaal zijn geïsoleerd en die uitsluitend verwarmen door middel van radiatoren kunnen hun energie uit dit type warmtepomp halen.
Een lagere aanvoertemperatuur blijft rendabeler
Kunnen we dus meteen ophouden met overdreven isolatie en vloerverwarming op lage temperatuur, en daarna massaal overstappen op HT-warmtepompen en gewone radiatoren? Nee, het blijft efficiënter om met lage aanvoertemperaturen te werken. Zolang de gas- en stroomprijzen min of meer aan elkaar gekoppeld zijn, is het niet zo verstandig om de ketel te ruilen voor een HT-warmtepomp. De regel blijft immers: hoe lager de aanvoertemperatuur voor verwarming, hoe hoger het rendement.
HT-warmtepomp blijft duurder op alle vlakken Het nadeel van een hogetemperatuurwarmtepomp is dat hij duurder in aanschaf is. In sommige gevallen is hij wel twee keer zo duur als een gewone warmtepomp. De warmtepomp moet bovendien harder werken om het cv-water van een hogere temperatuur te leveren. Dat zorgt dus voor een lager rendement, een hoger energieverbruik en dus een hogere energierekening. Vooral bij extreem koude winters kan het rendement onder het punt komen waarbij het zelfs voordeliger is om op gas te stoken. Door de aanschafkosten en het lagere rendement is de terugverdientijd ook langer.
Opmars
Warmtepompen met propaan maken niettemin een enorme opmars. De komende jaren zal de vraag naar propaanwarmtepompen alleen maar stijgen. En er zijn nu al warmtepompen met propaan op de markt. Er zijn zowel volledig elektrische als hybride propaanvarianten beschikbaar, en de nadelen die we aanstipten van de HT-warmtepomp gelden uiteraard niet als je de propaanwarmtepomp voor een laagtemperatuursysteem zoals vloerverwarming gebruikt.
