Ervaringen met een Warmtepomp

Van het gas af met een warmtepomp

door Paul Schlotter, 7 februari 2018/ update per 5 maart en 5 september 2018

Inleiding
Op de bijeenkomst over “Van het Gas af” van 2 november 2017 heeft Paul Schlotter – secretaris van Vogelwijk Energie(k)– een en ander verteld over het z.g. DWA-rapport, opgesteld in opdracht van o.a. Vogelwijk Energie(k). De voor ons belangrijke onderzoeksvraag was wat er in het type woningen van Vogelwijk – oudbouw uit de eerste helft van de 20e eeuw, veelal grondgebonden eengezinswoningen – zou moeten gebeuren om te kunnen verwarmen met nu bekende alternatieven voor aardgas, dus met lage(re) temperatuur oplossingen als warmtepomp, duurzame warmtenet e.d. Kenmerk van dat soort duurzame vormen van verwarming van de woning is dat de temperatuur in het verwarmingssysteem (leidingen en radiatoren) lager is dan bij een CV-ketel. Een CV-ketel werkte vroeger met temperaturen van 90°C, tegenwoordig meestal met 70 a 80°C. Het rapport heeft twee scenario’s onderzocht, met resp 40°C en met 70°C aanvoertemperatuur.
De benadering in het rapport is conservatief; er is bijvoorbeeld uitgegaan van -10°C als reële minimum buitentemperatuur (daggemiddelde) waarbij het binnen in de woning comfortabel warm moet kunnen zijn. Ook is aangenomen dat de gekozen grootte van de bestaande radiatoren in de woning overeenkomt met het benodigde warmteafgiftevermogen bij een CV-temperatuur van 90°C. Als er dan geen 90°C afkoelend naar 70°C door de radiator stroomt, maar slechts 40°C afkoelend naar 20°C, resteert slechts 16% afgiftecapaciteit, en als je nu 100% nodig zou hebben, is er een groot probleem.
Het rapport constateert dat er in het scenario 40°C dus heel veel geïsoleerd moet worden en bovendien nog flink extra afgiftecapaciteit aangebracht in de vorm van bijv. vloerverwarming. Dat leidt tot hoge extra kosten.

Van diverse kanten is toen al opgemerkt dat de werkelijkheid waarschijnlijk gunstiger is, en dat er dus minder aangepast hoeft te worden in de woning (minder kosten).

Aangezien ik mede initiator was van het DWA-rapport vanuit de wens om goed inzicht te krijgen in de gevolgen van LT-verwarming voor de bewoners van o.a. de Vogelwijk, wilde ik graag meer klaarheid hierin. Daarom heb ik de stap naar een warmtepomp gemaakt en mijn ervaringen opgeschreven.

Ik had geen specifieke doelgroep voor dit verhaal voor ogen. Ik veronderstel wel een zekere basiskennis van Warmtepompen, zoals bijv elders op deze website is beschreven, en een belangstelling voor de meer technische aspecten.

Ik was in de gelegenheid om in mijn matig geïsoleerde woning een warmtepomp te laten plaatsen en dus zelf aan het experimenteren te gaan. Alleen de gebruikelijke isolatiemaatregelen (overal isolatieglas, dak- en vloerisolatie) zijn uitgevoerd, d.w.z. een dikke label “D”; mijn jaarlijks gasverbruik was ca 2000 m3;. Dat zou dus volgens het rapport niet goed gaan met een warmtepomp (hierna WP genaamd). Om een WP in te kunnen zetten wordt vaak gezegd dat het gasverbruik maximaal 1500 m3 zou moeten zijn. Ik wilde graag weten of er bij mij problemen met het comfort zouden ontstaan en waar en hoe dat dan zou gebeuren.

Wat heb ik gedaan
Ik heb een 10 kW lucht-water Warmtepomp type Loria 6010 aangeschaft. Dit is een grote WP die ook kan blijven werken bij heel lage temperaturen en bovendien is uitgerust met een extra elektrisch verwarmingselement van 3kW dat in extreme gevallen kan bijspringen.
Deze WP issinds eind november operationeel. De CV-ketel wordt sindsdien niet meer gebruikt voor ruimteverwarming, alleen voor tapwater. Ik ben dus Van-het-gas-af (voor de verwarming dan, maar dat is verreweg het grootste gedeelte).
Sinds 22 december 2017 is ook een warmtemeter (meet de hoeveelheid warmte die op ieder moment de woning in wordt gestuurd) aangesloten, zodat ik van alles in detail (per minuut) kan meten: de hoeveelheid warmte die door de WP wordt geproduceerd, het door de WP opgenomen vermogen, het vermogen voor de 3kW bijverwarming, temperaturen op allerlei plaatsen in de woning en in het verwarmingssysteem, etc. In die periode hebben de per dag gemiddelde buitentemperaturen gelegen tussen de 0 en +12°C. Sommige dagdelen waren iets kouder (uitschieters de nacht van 7 februari: -4°C en vooral de laatste dagen van februari met nog wat lagere temperatuur en harde wind). De voor een warmtepomp “gunstiger” dagen (d.w.z. met hoger rendement) met een hogere buitentemperatuur tussen de 10 en 18°C hebben we in die periode niet gehad.

Wat wil ik weten
Ik heb een veelheid van onderzoeksvragen:

  • kan ik mijn huis wel lekker warm krijgen, of moet ik toch nog iets extra;’s doen?
  • hoe is de beleving; kan (of moet ik zelfs) de WP en de CV-installatie inregelen?
  • hoe verhoudt verwarmen met WP en LT zich tot verwarmen met gas-ketel en iets hogere temperatuur? Het stookgedrag is anders (misschien geen of minder nachtverlaging) en wat betekent dat voor de hoeveelheid verstookte energie?
  • hoe zit het met kosten, worden die lager of niet?

Wordt het wel lekker warm
Dit is natuurlijk de primaire vraag, gezien het DWA-rapport dat stelt dat het niet kan in mijn situatie met een niet meer dan redelijk geïsoleerde woning en gewone radiatoren. Tot nog toe gaat het prima, zelfs in de zeer koude nachten van 1 en 2 maart met een felle NO wind.
Dat het prima gaat wil zeggen dat
– de woonkamer altijd goed en comfortabel te verwarmen is, zelfs sinds ik een paar weken geleden één radiator in de woonkamer helemaal heb uitgezet in de hoop dat er daardoor boven wat meer warmte komt. Warmteafgifte capaciteit is in de woonkamer kennelijk niet een probleem.
– De studeerkamer op de 1e verdieping krijg ik niet goed warm. Maar dat was ook al zo nadat de afgiftetemperatuur van de CV-ketel een jaar of zo geleden verlaagd was. Die kamer moet duidelijk beter geïsoleerd worden en/of een betere radiator krijgen. Ik heb spouwmuurisolatie in gang gezet en ben wat aan het experimenteren met zelfgemaakte boosterventilatortjes (doet niet veel).

Deze WP heeft een zg. Weer Afhankelijke Regeling (WAR). Die zorgt ervoor dat de watertemperatuur afhankelijk is van de temperatuur buiten. Daardoor is in de ochtend van 7 februari, bij -5°C buiten, de watertemperatuur bijna 50°C. Dat komt aardig in de buurt van een (geknepen) gas-ketel. De watertemperatuur kan waarschijnlijk wat lager door een instelling van de WP aan te passen. Dat komt het rendement ten goede. De temperatuur van het water uit de warmtepomp is overigens circa 40°C bij een buitentemperatuur van +5.

Vergelijken met stoken op gas
Een andere vraag is: verbruik ik meer energie met de WP dan met gas, bijvoorbeeld door geen/minder nachtverlaging toe te passen (men zegt dat een WP moeite heeft met het in de ochtend weer opwarmen), of omdat het gemis van een lekkere warme radiator tot een behoefte aan hogere ruimte- temperatuur leidt.

Aangezien ik van de slimme meter lange meetreeksen heb met gasverbruik in de laatste jaren, kan ik mijn energie(gas)verbruik goed vergelijken met het energie(elektriciteits)­verbruik voor de WP. Ik weet hoeveel m3 gas ik verstookte per dag in het verleden, en dus hoeveel kWh energie , en ik weet hoe koud het was op ieder van die dagen.
Door gasverbruik om te zetten in kWh (gerekend met 9 kWh/m3) kan ik het warmteverbruik van de WP goed vergelijken met het verbruik van de gasketel bij eenzelfde buitentemperatuur. Aangezien de buitentemperatuur niet de enige factor is die bepaalt hoeveel je woning afkoelt (ook wind en zonne-instraling), is de verhouding niet heel precies, maar wel voldoende voor een inschatting. En die schatting geeft aan dat er ongeveer evenveel energie nodig is om het huis warm te houden. Omdat een warmtepomp een groot deel van zijn energie haalt uit de buitenlucht, is de hoeveelheid opgenomen energie wel veel kleiner.

De stookkosten zijn weliswaar lager, maar de investering van de WP haal ik er nu nog niet snel uit. Dat wordt straks waarschijnlijk wel beter, wanneer gas duurder wordt t.o.v. elektriciteit.

Het belangrijkste verschil is natuurlijk dat ik voor verwarmen nu CO2-neutraal ben, mede dankzij mijn groene stroom. Daarvoor doe je het.

Nachtverlaging
Nachtverlaging is het een paar graden lager zetten van de thermostaat in de nacht. Vaak wordt gezegd dat dat niet zinnig is bij gebruik van een warmtepomp. Ik heb aan dit onderwerp een aparte pagina gewijd.

Grote of kleine warmtepomp
Ik heb een grote warmtepomp (10kW) aangeschaft. Zou ik die voor iedereen aan bevelen? Mijn keuze voor deze grote warmtepomp was gebaseerd op mijn wens om eens “aan den lijve” te ondervinden om de hele winter te verwarmen met alleen een warmtepomp. De meeste kleinere warmtepompen, al of niet hybride, werken niet bij temperaturen onder de 4 of 5 graden. Daaronder moet de CV-ketel het doen. De warmtepomp neemt dan niet de hele koude dagen voor zijn rekening, maar over een heel stookseizoen wordt toch wel veel gas bespaard. Een kleinere warmtepomp is veel goedkoper, de subsidie van het rijk (ISDE) is bijna evenveel als op mijn warmtepomp. Financieel is een kleine warmtepomp gunstiger, Naarmate de warmtepompen verder ontwikkeld worden, goedkoper worden en tevens het gas duurder wordt, gaat dat plaatje er anders uit zien.

Als CO2 besparing en “van het gas af” belangrijker gevonden wordt dan financiële besparing, heeft een grote warmtepomp voordelen. Dan maar niet het grootste model SUV nemen.

Omgaan met extreme dagen
In de discussies na het verschijnen van het DWA-rapport werd vaak opgemerkt dat het erg kostbaar is om je verwarmingssysteem principieel geschikt te maken voor de meest extreme dagen, dus voor een daggemiddelde van – 10 graden. Je kan dan beter kiezen voor een systeem dat voldoende verwarmt tot bijv. even onder het vriespunt, en zorgen dat je iets anders/extra’s hebt voor die paar extreme dagen. Als dat ‘extra’ niet helemaal duurzaam is, dan is dat niet heel erg. De paar extreme koude dagen vereisen immers slechts een paar procent van de jaarlijks benodigde energie en dus is 95% al duurzaam. Prima voor de komende 10 jaar.

Een voordeel van mijn WP is dat die al zo’n ‘extra’ heeft ingebouwd. De WP beschikt over een ingebouwd elektrisch verwarmingselement, dat automatisch wordt aangeschakeld als alleen de WP het niet redt. Dat kost uiteraard meer stroom, maar bij het gebruik van een WP is het eigenlijk noodzakelijk om volledig groen stroom te gebruiken, dus dan is deze ‘extra’ ook duurzaam.

De zeer koude dagen rond 1 maart
Op 1 en 2 maart was het – vooral door de harde wind van tegen de 7 Beaufort – zeer koud. Op die dagen heb ik de grens van mijn huidige installatie wel gevonden.

Met mijn warmtepomp kreeg ik de kamertemperatuur uiteindelijk wel op 20 gr, dus comfortabel. Gang en hal was wel veel kouder. Omdat ik het maximum van de WP wilde testen had ik de avond van 28-2 de thermostaat-temperatuur laten zakken (nachtverlaging) en dus was het de volgende dag om 7:30 bij de start van het opwarmen (-7 gr en 15 m/sec wind) wel heeeeel hard werken voor de WP. Hij redde het uiteindelijk wel, maar pas om ca 13:00 uur, en toen was de temperatuur buiten al gestegen tot ongeveer 0 gr.

In de periode tot ca 11:00 kreeg hij de AanvoerTemperatuur (dus de temperatuur van het water dat uit de WP komt en de woning in gaat) ook niet goed op het ingestelde maximum van 50 gr. Dat blijft hangen op ca 44 gr. Meer vermogen heeft de WP in die omstandigheden kennelijk niet. Als later de buitentemperatuur stijgt, stijgt ook het door de WP geleverde vermogen. Die dag was de capaciteit van de WP dus eigenlijk niet voldoende, vooral door nachtverlaging. Die wordt daarom bij een WP bij koude dagen dan ook sterk afgeraden: laat de WP maar gewoon doordraaien.

De volgende dag paste ik geen nachtverlaging toe in het kader van testen wat voor verschil dat maakt. De WP houdt de door de thermostaat gewenste temperatuur in de woonkamer wel vast, maar hangend aan zijn nagels. Met de volle extra verwarming van het ingebouwde verwarmingselement  van 3 kW levert de WP 11,4 Kw, en daarmee kan een maximale aanvoertemperatuur van 47,5 gr bereikt worden. De temperatuur in de woonkamer blijft overigens wel op ruim 19 graden. Pas als de buitentemperatuur is gestegen tot -3,5 (nog steeds met veel wind) komt er meer vermogen beschikbaar, boven de 12 kW, en dan stijgt daarmee ook de Aanvoertemperatuur langzaam tot 50 gr.

Conclusie over de “grenzen” van de WP
Als het buiten -8 is (en met deze wind is de afkoeling van het huis vergelijkbaar met een temperatuur van -12 of zo) is het maximale vermogen van de WP (dan 11,5 kW) net voldoende om de binnentemperatuur vast te houden. Stijging van de temperatuur binnen lukt pas wanneer het buiten warmer wordt en de WP dus meer vermogen krijgt (en er ook minder verwarmd hoeft te worden); de warmteafgifte capaciteit van mijn huidige installatie bij een watertemperatuur van 47,5 graden is dus in de orde van 11,5 kW.

Conclusie over de behaalde besparing
Onderstaande grafiek toont voor de afgelopen 2 winters (2016/2017, verwarmen op aardgas en 2017/2018, verwarmen mbv Warmtepomp) de belangrijkste verschillen. De donkerblauwe lijn (graaddagen per maand) geeft weer dat in de winter 2017/2018 iets kouder was. De benodigde hoeveelheid energie kWh , lichtblauw, is flink lager, omdat een WP het grootste deel van zijn energie uit de buitenlucht haalt. In de grafiek is overigens kWh/10 genomen om de lijn beter in de schaal van de grafiek te laten passen. In euro’s (rood) is een behoorlijke besparing te zien, maar de grootste besparing is op het gebied van CO2 uitstoot (bruin). Op basis van deze cijfers is de WP een groot succes.

Update per oktober 2021

Na de ingebruikname van de warmtepomp in november 2017 heb ik nog enige isolatiemaatregelen genomen:

september 2018: voordeur
De voordeur was altijd een probleempje. Enerzijds vanwege de niet goed dicht te krijgen kieren, en anderzijds door de zeer matige isolerende werking van de deur zelf. Ik heb dat aangepakt door het aanbrengen van een extra deur aan de binnenkant. Die extra (nieuwe, strakke) binnendeur is eenvoudig kierdicht te maken. Bovendien heb ik die deur goed isolerend gemaakt doordat de deur eigenlijk alleen uit isolatiemateriaal bestaat, in een houten frame.

Het effect blijkt duidelijk wanneer op een redelijk koude dag met een IR-thermometer de temperatuur gemeten wordt aan de binnenkant van de binnendeur (17,2 graden) en direct daarna aan de binnenkant van de buitendeur ( 8,8 graden). Hetzelfde beeld zie je m.b.v. een thermische camera.

januari 2019: spouwmuurisolatie
Omdat het verwarmen in 2017/2018 eigenlijk slechts met moeite lukte, was duidelijk dat er meer geïsoleerd moest worden. Voor de hand lag om dat te doen door spouwmuurisolatie. Tot mijn geluk heeft mijn huis een spouwmuur. Spouwmuurisolatie blijkt ook een klus met haken en ogen. Zie ook aparte pagina met de ervaringen met een spouwmuur.
Uiteindelijk is de spouwmuur in januari 2019 gevuld. Dat heeft relatief veel effect gehad op uitgebouwde hal (met de extra voordeur) op het NO, en de studeerkamer op de eerste verdieping met een groot buitengevel oppervlak op het NW.

Februari 2019: Isolatie plat dak uitbouw

Februari 2021, koude periode
In februari 2021, tijdens de actie “Zet ‘m op 70”, hebben we een paar koude dagen gehad. mooi voor deelnemers aan de actie die daarmee veel beter inzicht kregen in het effect van een lagere CV-ketel temperatuur, maar ook voor mij om het effect van de laatste isolatiemaatregelen te ondervinden.