Warmtepomp zonder buitenunit dankzij PVT-dakpanelen
De buitenunit blijft vaak een heikel punt voor huiseigenaren die een warmtepomp overwegen. Bij de meeste merken oogt zo’n buitenkast behoorlijk plomp en soms is er eenvoudigweg geen geschikte plaats om hem te plaatsen. Bovendien is er al heel veel geschreven over het geluid dat zo’n apparaat maakt. Met een PVT-warmtepomp is er geen buitenunit nodig. Op het dak komen panelen die zowel de elektriciteit als de energie voor de warmtepomp leveren.
Een PVT-warmtepomp heeft geen buitenunit. In plaats daarvan haalt dit systeem zijn energie uit de omgeving door middel van dakpanelen. Je zou die kunnen vergelijken met zonnepanelen, maar de PVT-panelen produceren elektriciteit uit het zonlicht, terwijl ze ook energie halen uit de buitenlucht en het gewone daglicht.
Stroom en warmte
De afkorting PVT staat voor 'photovoltaic thermal'. De dakpanelen zijn inderdaad fotovoltaïsch én thermisch tegelijk, want ze produceren zowel elektriciteit als warmte. De zonnestroom wordt uiteraard niet alleen gebruikt door de warmtepomp, maar ook door alle toestellen in huis die elektriciteit verbruiken. Het is in elk geval de bedoeling dat de PVT-panelen 's winters het volledige stroomverbruik van de warmtepomp dekken. Daarmee valt het argument weg dat je door een warmtepomp plotseling met een hogere energierekening wordt opgezadeld.
PVT-dakpanelen
Een PVT-systeem bestaat uit een PVT-warmtepomp die in huis staat en PVT-panelen op het dak. Via de dakpanelen kan de warmtepomp energie onttrekken aan drie bronnen: het directe zonlicht, de buitenlucht en het gewone daglicht. Van veraf ziet zo'n PVT-paneel er uit als elk ander zonnepaneel, maar het is opgebouwd uit twee basiselementen.
De voorkant bevat zonnecellen (het PV-gedeelte, oftewel photovoltaic) die het zonlicht omzetten in elektriciteit. Aan de achterkant zit de warmtewisselaar (dus de T, van thermal), waar een vloeistof doorheen stroomt om energie aan de omgeving te onttrekken. ’s Nachts haalt de warmtewisselaar de energie uit de buitenlucht, overdag komt daar de energie uit het directe zonlicht en het gewone daglicht bij.
©HR-energy.com
Een PVT-paneel bestaat uit een fotovoltaïsch deel en een thermisch deel.
Constante energiewinning
De warmtewisselaar in het PVT-paneel bestaat uit aluminium lamellen met een koperen leiding waar een glycol-watermengsel (de transportvloeistof) doorheen stroomt. We kennen glycol ook onder de naam 'antivries'. Hierdoor kan de warmtewisselaar niet stukvriezen, mocht het systeem stilvallen.
Zo’n PVT-paneel kan zelfs energie uit de buitenlucht halen tot een buitentemperatuur van -10°C. Die thermische energie – zeg maar warmte – wordt gebruikt door de PVT-warmtepomp. Het hele jaar door, 24 uur per dag, haalt dit systeem energie uit de omgeving, zelfs bij bewolking en vorst.
Voor een efficiënte omzetting is er per kW vermogen 2,5 m² aan PVT-panelen nodig. Voor een 6kW-installatie, dat is een krachtige warmtepomp geschikt voor het Nederlandse klimaat, is er dus 16 m² aan PVT-panelen nodig.
©HR-energy.com
Het Qsilence-systeem van HR-energy.
Werking van de warmtepomp
De warmtepomp binnen zet de energie die hem bereikt om in bruikbare warmte voor verwarming en warm kraanwater. In de warmtepomp zit een gesloten circuit met een koudemiddel. Deze vloeistof heeft de uitzonderlijke eigenschap dat die op erg lage temperatuur verdampt. Door de warmte afkomstig uit de PVT-panelen verdampt dit koudemiddel in de verdamper. Die damp gaat vervolgens naar de elektrische compressor.
Bij samengeperste damp zal niet alleen de druk, maar ook de temperatuur van de damp stijgen. Vervolgens passeert de warme damp de condensor. Dankzij het expansieventiel neemt de druk af en condenseert de damp weer tot vloeistof. Bij dit proces komt warmte vrij die via een warmtewisselaar wordt overgedragen aan de verwarmingsinstallatie en de boiler. Het vloeibare koudemiddel stroomt terug naar de verdamper en op die manier begint het proces opnieuw.
©Triplesolar.eu
Een schematische illustratie van de werking van het PVT-systeem.
Merken van warmtepomp
De warmtepomp is modulerend. Dat wil zeggen dat het vermogen zich aanpast aan de vraag. Hij heeft een compacte behuizing en beschikt over zelflerende software, waardoor het hoogste rendement wordt behaald. Triple Solar gebruikt voor zijn PVT-systemen warmtepompen van het Zweedse merk NIBE. Bij HR-energy werkt men met een Nederlands fabricaat: de Qube PVT-warmtepomp.
Voordelen
Het PVT-systeem heeft verschillende voordelen:
- Het is een stil systeem. De warmtepomp werkt niet met een buitenunit die geluid produceert. De compressor staat binnen en het geluid dat die maakt, is vergelijkbaar met het zoemen van een koelkast. De Qube is bijvoorbeeld op vier niveaus akoestisch afgedekt. Natuurlijk mag je de warmtepomp nooit op een houten vloer monteren, want dat werkt als een klankkast.
- Omdat de warmtepomp binnen staat, kan die niet worden aangetast door de weersomstandigheden.
- Het levert zowel warmte als elektriciteit op.
- Het is een onderhoudsvrij systeem, want het bevat geen draaiende onderdelen.
- Het is een efficiënt systeem.
- De verwachte levensduur van de panelen bedraagt tussen 25 en 30 jaar.
All-electric
Net als bij de gewone warmtepomp is er een all-electric en een hybride uitvoering. Bij all-electric moet de woning zeer goed geïsoleerd zijn, want de PVT-warmtepomp komt in de plaats van de verwarmingsketel. Bovendien werkt een all-electric systeem uitsluitend met lagetemperatuurverwarming, bij voorkeur vloerverwarming. Uiteraard moeten er dan voldoende PVT-panelen op het dak komen.
Hybride en 'no-regret'
De hybride opstelling is een oplossing voor alle woningen die nog niet helemaal geschikt zijn om gasloos te verwarmen. Dat kan zijn omdat de isolatie niet optimaal is of omdat het verwarmingssysteem niet recent is. De hybride-PVT-warmtepomp werkt samen met de huidige gasketel. Wanneer de warmtepomp er niet in slaagt om het huis te verwarmen, of bij een plotse piekvraag naar warm water, springt de gas- of stookolieketel bij.
Met dit systeem bespaar je wel 60 tot 80 procent op je huidige gas- of stookolieverbruik. Triple Solar heeft een ‘no regret’-oplossing voor wie een hybride systeem zou kiezen. De investering gaat niet verloren als je later toch zou beslissen om alles perfect te isoleren, zodat je all-electric kunt gaan. In dat geval kan de geplaatste hybride-warmtepomp worden uitgebreid naar een all-electric systeem.
©Triplesolar.eu
De PVT-warmtepompen zijn compact en stil.
Koelfunctie
Koelen kan zo’n PVT-systeem ook, maar dat is afhankelijk van het afgiftesysteem (vloerverwarming, convectoren of radiatoren). Hierbij zal het PVT-systeem de warmte aan de woning via het afgiftesysteem onttrekken en afgeven aan de buitenlucht. Bij vloerverwarming zal de vloer dan koeler aanvoelen. Het eerste uur merk je niets, maar na enkele uren zal de vloer wel koeler aanvoelen. Convectoren zullen de warmte uit de lucht opnemen, zodat de kamertemperatuur daalt. Radiatoren zijn niet geschikt om mee te koelen.
En als het vriest...? Het is inderdaad mogelijk dat er ijsvorming optreedt op de PVT-panelen, maar dat is nooit schadelijk voor de installatie. De thermische prestaties van de panelen zullen hierdoor wel afnemen (maximaal 10 procent), maar in principe wordt er zelfs dan voldoende energie geleverd om de woning en het kraanwater te verwarmen. Bovendien is de warmtepomp van Triple Solar voorzien van elektrische bijverwarming. Op jaarbasis gebeurt dat gemiddeld slechts 42 uur tijdens de nacht (Norm NEN5060, klimaatreferentiegegevens). Bij goed geïsoleerde nieuwbouw daalt de binnentemperatuur nauwelijks onder die omstandigheden.HR energy heeft in zijn Qube PVT-warmtepomp een defrostmodus die zorgt voor automatische ontdooiing en voor verhoging rendement.
Kostenplaatje
De prijs is uiteraard afhankelijk van de situatie. Reken voor een all-electric systeem inclusief installatie op 30.000 euro. Dan hebben we het over een 6kW-warmtepomp. Een hybride systeem zal tussen 15.000 en 18.000 euro kosten. Houd rekening met de ISDE-subsidie van 4.200 euro en de btw-teruggave op PVT-panelen. Als particulier kun je de betaalde btw voor de aanschaf en de installatie van PVT-warmtepomppanelen terugvorderen. De installateur van PVT-panelen zal je daarover over inlichten.
Rendement
De verhouding tussen de afgegeven warmte en het elektriciteitsverbruik wordt uitgedrukt in COP (Coefficient of Performance). Een COP van 4 betekent dat de installatie 1 kW elektriciteit verbruikt om 4 kW warmte te produceren. De COP geeft vaak een vertekend beeld, omdat het rendement van een warmtepomp sterk afhankelijk is van de buitentemperatuur. Daarom gebruikt men liever SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). Dat is de gemiddelde verhouding tussen de afgegeven hoeveelheid warmte en het elektriciteitsverbruik, gemeten over een heel jaar. Bij goed geïsoleerde woningen en nieuwbouw is een SCOP van 5,5 mogelijk. Voor bestaande gebouwen mag je rekenen op een SCOP van 4,8 voor ruimteverwarming. PVT is erg gunstig voor de productie van warm kwaanwater; daar haalt het systeem een SCOP van 3,3.
PVT-panelen halen een hoog rendement in vergelijking met de andere warmtepompsystemen.
