Het verbruik van de warmtepomp, zelfs als het buiten vriest
Met een warmtepomp heb je minder gas nodig. Het apparaat haalt de energie die nodig is om het huis te verwarmen uit de omgeving. Afhankelijk van het type warmtepomp is de energiebron de bodem, de lucht of het grondwater. Maar wat als het buiten vriest dat het kraakt? Betaal je je dan blauw aan elektriciteit?
Het nieuwe normaal
Laten we beginnen met een geruststellende boodschap wat betreft comfort. De warmtepomptechnologie komt uit Scandinavië en daar zijn ze 's winters heel wat meer gewend dan in Nederland. Bij Weeronline lezen we dat Nederland slechts 34 dagen heeft met een minimum onder nul. Het aantal vorstdagen is sinds halverwege vorige eeuw afgenomen van 42 naar 34 dagen.
Strenge vorst, waarbij de temperatuur onder de -10°C zakt, komt gemiddeld één keer per winter voor. Daarom hoef je je met een warmtepomp die zelfs een buitentemperatuur van -20° aan kan absoluut geen zorgen te maken. Uiteraard gaan we ervan uit dat de woning fatsoenlijk is geïsoleerd. Bovendien is de technologie van de warmtepompen de afgelopen tien jaar enorm geëvolueerd.
Het aantal dagen waarop het vriest in Nederland daalt nog steeds en is nu beperkt tot 34.
Drie belangrijke factoren
Voordat we het verbruik tijdens die 34 dagen onder het vriespunt uitdiepen, moet je rekening houden met de drie factoren waarvan het verbruik afhankelijk is: de eigenschappen van het gebouw, de persoonlijke warmtebehoefte van de bewoners en het type warmtepomp.
De eigenschappen van het gebouw
Om het nodige vermogen van het verwarmingssysteem te kennen, moet je eerst het warmteverlies van de woning berekenen. Dit verlies bestaat uit twee delen. Eerst is er het verlies door de bouwschil (de buitenkant van de woning). Hier is de kwaliteit van de isolatie een belangrijke factor. Daarnaast is er het ventilatieverlies door luchtverversing en tocht.
Heb je een recent energieprestatiecertificaat van een onafhankelijk expert ontvangen, dan heeft die de berekening al gemaakt. Bij Viessmann staat een uitgewerkte online tool om zelf het warmteverlies vrij nauwkeurig te berekenen. Hier geef je de kwaliteit van de isolatie in, de oppervlakte van de ramen, de kwaliteit van de ramen, het ventilatiesysteem en het percentage van de woning dat moet worden verwarmd. Bovendien noteer je de gewenste binnentemperatuur en de koudste buitentemperatuur die het verwarmingssysteem moet kunnen opvangen.
Doorloop de verschillende stappen in de berekening en je leest het warmteverlies.
Persoonlijke warmtebehoefte
Om het totale verbruik te vergelijken, moet je uiteraard rekening houden met de gewenste kamertemperatuur. Draag je 's winters graag een T-shirt binnen of ga je voor een warme trui? Als je de thermostaat 1°C hoger zet, zul je 6 procent meer verbruiken. Onderschat ook niet hoeveel warmwater je verbruikt. Dat is afhankelijk van het aantal bewoners en hun gewoonten. Gaan ze regelmatig in bad, gebruiken ze de douche met spaarkop of genieten ze graag vorstelijk van een rainshower?
Type warmtepomp
Het verbruik wordt ook bepaald door het type warmtepomp. Hoe hoger het rendement van de warmtepomp, hoe minder hij zal verbruiken – en dat vertaalt zich in de energierekening. Dat rendement wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance). Dat is de verhouding tussen opgenomen energie en afgegeven energie. Het gemiddelde van de meeste warmtepompen bedraagt 4. Dat betekent dat er voor de productie van 4 kWh warmte 1 kWh elektriciteit nodig is. Bij een bodem-waterwarmtepomp ligt het rendement hoger.
Verbruik warmtepomp inschatten
Om het verbruik van de warmtepomp te kunnen voorspellen, deel je het energieverbruik van de woning in kWh door de COP. Bijvoorbeeld een nieuwbouwwoning, waarin 150 m² wordt verwarmd en vier bewoners leven, heeft een gemiddeld jaarlijks verbruik voor verwarming en warm water van 14.000 kWh. Als je deze 14.000 kWh deelt door de COP van de warmtepomp krijg je een goed idee wat dit verbruik zal kosten met de warmtepomp.
Bij een lucht-waterwarmtepomp met een COP van 4 bedraagt dat 14.000 : 4 = 3.500 kWh. Met een elektriciteitsprijs van € 0,37 kom je dan uit op ongeveer € 1.295 per jaar voor warm water en verwarming. Pas je dezelfde berekening toe op een bodem-waterwarmtepomp (14.000 : 5) x € 0,37, dan kom je uit op € 1.036 per jaar.
COP daalt bij lage temperatuur
Het rendement van de warmtepomp – de COP – is echter geen constante. Bij een bodemwarmtepomp die zijn energie diep vanuit de ondergrond haalt, is de brontemperatuur redelijk stabiel: ongeveer 7°C. Maar bij een lucht-waterwarmtepomp moet de compressor harder werken wanneer het buiten kouder wordt, en de compressor verbruikt evenens stroom.
Het rendement van een warmtepomp neemt af bij lagere temperaturen, vooral als de buitentemperatuur onder het vriespunt zakt. Hieronder zie je de grafiek van een fictieve warmtepomp (lucht-water). Je ziet drie curves van dezelfde warmtepomp die het rendement tonen wanneer het cv-water wordt ingesteld op 35°C, 45°C en 55°C.
De cv-watertemperatuur van 35°C geeft een veel hoger rendement dan 45° of 55°C.
De Temperatuur-lift
De COP is dus afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de bron en het afgiftesysteem. Als het buiten 1°C is en de warmtepomp moet deze temperatuur optrekken naar 35°C, dan is het verschil 34°C. Dat verschil noemen we Tlift, of de lift in temperatuur. Die Tlift kan op twee manieren groter worden: doordat de buitentemperatuur daalt en/of doordat de temperatuur van het cv-water stijgt. Op de buitenluchttemperatuur heb je geen invloed.
Wat je wel kunt aanpassen, is de temperatuur van het cv-water bij het afgiftesysteem. Die uitvoertemperatuur wordt ingesteld door de installateur en heeft een belangrijke invloed op het rendement. De blauwe curve toont een veel hoger rendement dan de oranje of grijze curve, en dat bij elke buitentemperatuur. Dat betekent niet dat het binnenskamers kouder wordt wanneer de uitvoer is afgesteld op 35°C in plaats van 45°C. De regeling gebeurt op basis van een buitensonde en kamerthermostaat. Wanneer je de ingestelde binnentemperatuur kunt halen met 35°C watertemperatuur, zal de verwarming zuiniger werken. Dankzij een vuistregel weet je hoeveel de temperatuur-lift kost.
20% duurder voor hetzelfde comfort
Een voorbeeld maakt bovenstaande duidelijk. Bij twee identieke woningen (dezelfde isolatie, verwarmingssysteem, kamertemperatuur, aantal bewoners) verschilt slechts één ding: de cv-watertemperatuur. In woning A staat die ingesteld op 35°C, bij woning B staat die op 45°C. De buitentemperatuur is bij beide woningen 10°C. Dat betekent dat bij woning A de Tlift 25°C bedraagt (35 - 10), bij woning B is de Tlift 35°C (45 - 10).
Op basis van onze vuistregel geeft het verschil van 10°C een rendementsverschil van 20 procent. De eigenaar van woning B betaalt dus een vijfde méér voor zijn verwarming dan de eigenaar van woning A.
Een model
De efficiëntie of de COP van de warmtepomp neemt af naarmate het kouder wordt. In onderstaande tabel gaan we uit van een lucht-waterwarmtepomp in een woning met een jaarlijks energiebehoefte van 13.689 kWh. Dat is een huishouden van vier personen dat voorheen 14.000 m³ gas gebruikte. We hanteren daarbij een gemiddelde elektriciteitsprijs € 0,37/kWh (januari 2024). Bij een buitentemperatuur van 10°C verbruikt de warmtepomp € 2,62 per dag. Wanneer de temperatuur naar 0°C daalt, dan spreken we over een verbruik van € 3,65 per dag.
Rekening houdend met het feit dat er nauwelijks dagen zijn dat het kwik onder de -10°C zakt en dat er zelfs weinig dagen zijn met een gemiddelde temperatuur van -5°C, lijkt het ons niet zinvol om de energiekosten per maand te tonen. Op een vriesdag kunnen de stookkosten dus wel enkele euro’s per dag stijgen. Op jaarbasis valt dat mee in vergelijking met de cv-ketel. Bovendien kunnen zonnepanelen het verbruik ook nog compenseren.
Voor de volledigheid tonen we ook de gemiddelde temperaturen in Nederland van de afgelopen drie jaar, waarin je ziet dat er geen enkele maand is geweest met een gemiddelde temperatuur lager dan 3,6°C. Wat niet betekent dat je tijdens de 34 vriesdagen kou moet lijden, maar het helpt wel om een realistisch beeld te krijgen van hetgeen de warmtepomp gemiddeld zal verwerken.
Bron: Wintergek.nl