De Warmtepomp. Het creëren van draagvlak. Rimme van der Ree. Directeur

Transcriptie

1 De Warmtepomp Het creëren van draagvlak Rimme van der Ree Directeur

2 Wie zijn wij? Advies en ondersteuning bij de toepassing van warmtepompen in vermogens van 4 kw tot 1 MW. Zowel commercieel als technische ondersteuning. Naast gedegen kennis op het gebied van warmtepompsystemen, hebben wij ook kennis in huis over tapwater en warmteafgiftesystemen. Wij kijken niet alleen naar de warmtepomp zelf maar naar het gehele concept.

3 Wat kost een warmtepomp? Deze vraag wordt vaak gesteld, maar is eigenlijk verkeerd. Wat levert een warmtepomp op?

4 Diverse energiebronnen vergelijken Op basis van energie verbruik Op basis van kosten in Op basis van CO 2 Uitstoot

5 Willen we draagvlak hebben dan moeten we praten in begrijpelijke taal Een Peta Joule 1 PJ = Joule Of megaton CO 2 uitstoot 1 Megaton = kg/co 2 uitstoot

6 Wat kost / is potentiële energie? Potentiële energie bezit de mogelijkheid om al dan niet met een werktuig een verandering te bewerkstelligen zoals bijvoorbeeld warmte, licht of beweging.

7 Wat kost / is potentiële energie? Elektra Aardgas Propaan LPG Stadsverwarming Benzine Diesel Kolen Droog hout Stookolie Houtskool kwh m 3 kg L GJ L L mud m 3 ton kg

8 Wat kost / is potentiële energie? Elektra Aardgas Propaan LPG Stadsverwarming Benzine Diesel Kolen Droog hout Stookolie Houtskool kwh 1,00 9,77 13,89 7, ,22 11, , ,22 cent/ kwh 23,2 8,11 5,8 10,1 8,1 12,1 10,7 3,6 4,4 10,6 36,4

9 Gemiddeld energieverbruik 4-persoons huishouden

10 Gemiddeld energieverbruik 4-persoons huishouden Elektra: kwh/jaar Warmte: Gas m 3 gas/jaar indiencv ketel Elektra kwh elek./jaar indien warmtepomp 1 m 3 gas is 9,77 kwh m 3 gas = kwh Ƞketel 90 % SCOP warmtepomp 4,8

11 Gemiddeld energieverbruik woonhuis GAS GESTOOKT Elektra: Koelen, vriezen afzuigkap, magnetron, waterkoker 700 kwh Verlichting 600 kwh TV + div. apparaten grasmaaier, stofzuiger, stereo, föhn kwh Multimedia computer, telefoon, tablet, printer 200 kwh Was/drogen strijkijzer 700 kwh Sluipverlies 600 kwh CV circulatiepomp 100 kwh Totaal kwh Gas Voor douchen 4 personen kwh Voor koken 635 kwh Restant verwarmen van uw woning kwh Totaal kwh jaarverbruik m 3 gas 4 persoons huishouden kwh Totaal totaal kwh 3,6 % 3,0 % 5,6 % 1,0 % 3,6 % 3,0 % 0,5 % 20,3 % 19,9 % 3,3 % 56,5 % 79,7 %

12 Gemiddeld energieverbruik woonhuis MET WARMTEPOMP Elektra: Koelen, vriezen afzuigkap, magnetron, waterkoker 700 kwh Koken 450 kwh Verlichting 600 kwh TV + div. apparaten grasmaaier, stofzuiger, stereo, föhn kwh Multimedia computer, telefoon, tablet, printer 200 kwh Was/drogen strijkijzer 700 kwh Sluipverlies 600 kwh CV circulatiepomp 100 kwh Totaal kwh Warmtepomp Voor douchen 4 personen Restant verwarmen van uw woning jaarverbruik m 3 gas 4 persoons huishouden kwh N ketel verwarmen 90 % tapwater 70 % SCOP verwarmen 4,96 SCOP tapwater 2, kwh kwh Totaal kwh Totaal totaal kwh 9,3 % 6,0 % 8,1 % 14,6 % 2,6 % 9,3 % 8,0 % 1,3 % 59,2 % 14,6 % 26,2 % 40,8 % Was 80 % Was 20 %

13 Besparing op CO 2 uitstoot Om een eerlijk vergelijk te maken tussen een gasgestookte CV installatie en een elektrisch gevoede warmtepomp moet de benodigde energie vanaf de bron worden vergeleken. Op- en verpompen, distribueren en verbranden van gas VS. Produceren in de elektriciteitscentrale met beperkt rendement en vervolgens distribueren

14 Altijd lastig bron CO 2 calculatie Site van de overheid RVO Rijksdienst Voor Ondernemend Nederland Uniforme maatlat gebouwde omgeving

15 Gas Opsporen boren Omhoog pompen Reinigen / drogen Transporteren Op druk brengen Opslaan Bij gebruik en geleverd aan huis mag er gerekend worden met: 0,0560 kg CO 2 per MJ oftewel 0,2016 kg CO 2 per kwh

16 Elektriciteit Produceren Transformeren Transporteren Opslag? PER factor (Primary Efficiency Ratio) momenteel 0,43 dit wordt in ,6 Bij gebruik en geleverd aan huis mag er momenteel gerekend worden met 0,5650 kg CO 2 / kwh Aangezien stroom steeds groener wordt mag vanaf 2020 gerekend worden met 0,4300 kg CO 2 / kwh (Gas 0,2016 kg CO 2 kwh) LET OP BIJ VOLLEDIGE DEKKING MET ZONNEPANELEN MAG ER MET 0 KG CO 2 / kwh gerekend worden

17 Hoeveel CO 2 uitstoot is er met een warmtepomp te reduceren? Aardgasverbruik m3/gas jaar ƞ ketel 90% SCOP warmtepomp 4,8 CO 2 uitstoot gas thuis geleverd 0,2016 kg CO 2 / kwh CO 2 kg/jaar CO 2 uitstoot elektra thuis geleverd 0,5650 kg CO 2 / kwh CO 2 kg/jaar Besparing CO 2 uitstoot CO 2 kg/jaar aantal bomen 75 stuks Per 100 m 3 aardgas +/- 90 kg CO 2 /jaar

18

19 De Warmtepomp

20 Wat is er allemaal mogelijk? Tapwater tot 55 C Vloerverwarming Vloerkoeling / Airconditioning

21 Boiler in een warmtepomp systeem Een boiler is een voorraadvat van warmtapwater dat verwarmt is door de warmtepomp De warmtepomp is geen doorstroom toestel Boiler moet rechtop staan in verband met gelaagdheid Boiler is standaard meestal voorzien van legionella regeling waarbij wekelijks de temperatuur op 71 C wordt gebracht Door veranderende temperatuur in de boiler is een thermostatische mengkraan dus noodzakelijk en geen luxe! Om het boilervermogen te vergroten en nog meer energie te besparen is een douche WTW zeer aan te bevelen. Let op als de warmtepomp een temperatuur van 55 C produceert is de temperatuur in de boiler maximaal 50 C i.v.m. warmteoverdracht. Kies een boiler eerder te groot als te klein. Een beperkte meer investering, een klein beetje meer stand verlies en verder hoef je alleen maar op te warmen wat je verbruikt.

22 Isoleren Warmtepompen zijn het meest efficiënt bij lage afgiftetemperaturen Dat betekent goed geïsoleerde en lekdichte woningen, WTW ventilatiesysteem en laag temperatuur afgiftesystemen

23 Wanneer is een warmtepomp mogelijk Als er een laag temperatuur afgifte systeem aanwezig is kan een warmtepomp altijd! Bij voorkeur vloerverwarming in leefruimten. Slaapkamers kunnen vaak met een climabooster opgewaardeerd worden

24 Het rendement van de warmtepomp wordt uitgedrukt in COP, een standaard voor warmtepompen COP = Coefficient of Performance Geleverde energie (warmte) (Watt) Opgenomen elektrisch vermogen (Watt) = COP In de Europese norm NEN EN zijn de testomstandigheden vastgelegd

25 Een warmtepomp haalt het grootste gedeelte van de energie uit de buitenlucht In dit voorbeeld is de COP = 5

26 COP Waarden Buitentemperaturen Watertemperaturen Integrated value Peak load value Een peak load value is wat de warmtepomp maximaal kan leveren, waarbij er geen enkele aftrek is voor de omstandigheden waarin de warmtepomp draait Integrated value is de waarde waarbij het warmteverlies en energieverbruik tijdens ontdooien van de luchtwarmtepomp in rekening wordt gebracht. Dit zijn werkelijke praktijkwaarden en is het daadwerkelijk geleverde vermogen en rendement bij de opgegeven condities

27 COP - Watertemperatuur vs. Buitentemperatuur 15 C COP 10 C 7 C +2 C - 2 C -7 C -10 C -15 C -20 C

28 Verwarmingscapaciteit Integrated value = (A1 + A2 + A3 B1 B2 B3) opgenomen vermogen in periode Alleen bij buitentemperaturen < 7 ⁰C Peak load value Capaciteitsverlies t.g.v. aanvriezen Onttrokken energie voor ontdooien Geleverde verwarming Geleverde verwarming Geleverde verwarming B1 A1 B2 A2 B3 A3 opgenomen vermogen in periode 1 ontdooicyclus tijd

29 SCOP = Seasonal coefficent of performance = Seizoensgebonden COP Gewogen gemiddelde COP over het hele jaar door, met name deellast gebruik in het regelbereik en aan/uit gebruik van de warmtepomp worden meegewogen, waarbij seizoensinvloeden en de daarbij horende graad dagen. Hulp energie voor bijvoorbeeld carterverwarming Stand-by energie is mee gewogen.

30 Bereik en efficiëntie Een standaard warmtepomp op koudemiddel R-410a kan een temperatuur trap maken van 65 K Bij -10 C kan er dus een watertemperatuur gemaakt worden van maximaal 55 C Hoe groter de trap is die gemaakt wordt, hoe lager het rendement!

31 Break-even Point Warmtepomp Elektra Aardgas 0,2321 kwh= 1,00 kwh 0,7925 m³ = 9,77 kwh 0,2321 /kwh 0,081 /kwh Elektra prijs kwh GasprijskWh / ketelrendement = Omslagpunt. Minimale COP om voordeliger te zijn 23,21 cent 8,10 cent / 0,9 (90%) = COP >2,58 Let op! Hierbij zijn de kosten van vastrecht niet opgenomen

32 Break-even Point Warmtepomp Indien vastrechtkosten worden meegewogen bij m3 gas en vastrechtkosten 243,79 per jaar 242,08 / / 9,77 + 0,081 = 0,0964 / kwh 23,21 cent 9,64 cent / 0,9 (90%) =SCOP >2,16 Bij een energiezuinige nieuwbouwwoning verbruik m3 gas SCOP > 1,97

33 Wanneer wordt de planeet blij? CO 2 uitstoot elektrische verwarmer CO 2 uitstoot kg/kwh CV installatie / ketelrendement = minimaal te behalen COP ,5650 0,2016 / 0,9 = > COP 2, ,4300 0,2016 / 0,9 = > COP 1,92 Bij gedeeltelijk of volledige dekking van het verbruik van de warmtepomp zal de gewenste COP alleen maar verbeteren en kan deze in het beste geval nul worden Afhankelijk van de toepassing zonnepanelen zal het getal alleen maar lager worden

34 EPC berekening Standaard wordt gerekend met een forfaitaire waarde. Indien warmtepomp beter presteert mag met de betere cijfers worden gerekend, als er een gecontroleerde gelijkwaardigheidsverklaring is. Dit heeft een zeer grote impact op de uiteindelijke EPC waarde van het gebouw! Wordt beheerd in de database van BCRG.nl Bureau Verklaringen worden opgesteld op basis van werkelijke testen in laboratoriums van een onafhankelijk EN17025 geaccrediteerd test instituut, zoals bijvoorbeeld KIWA, TNO, TÜV etc.

35

36 EPC berekening programma's EPC

37 Warmtenetten stadsverwarming Prijzen van de warmte gekoppeld aan gas; Zeer hoog vastrechttarief; Monopolist bepaalt de prijs; Geen keuze meer, afhankelijk van grillen leverancier; Je kan zonnepanelen niet inzetten voor het verminderen van je warmtelasten; Hoge aansluitkosten; Bij nieuw aan te leggen netten geen maximale aansluitkosten.

38 Soorten Warmtepompen Lucht / Water Water / Water Lucht / Lucht Water / Lucht Laagtemperatuur warmtepomp tot maximaal 60 C Hoog temperatuur cascade R410a/R134a warmtepompen tot maximaal 80 C

39 Hybride Warmtepomp Vastrecht gas moet nog steeds betaald worden Reduceert 40 tot 50% van het gasverbruik dus ook maar 50 % van de besparing Indien hogere temperatuur afgiftessyteemdan geen COP > 4 met de warmtepomp Wel dubbele investering, afschrijving en onderhoud Besparing op jaarbasis met geluk enkele Euro s Reductie van 15 ~ 20% op CO2 uitstoot Geen zinvolle investering op lange termijn Het bedrag investeren in een laagtemperatuur afgifte systeem zoals bijvoorbeeld vloerverwarming kan het ketelrendement aanzienlijke verhogen, met een hogere besparing, de volgende stap kan dan een volledige warmtepomp zijn.

40

41 Aardwarmte Waar zijn we nu al jaren mee bezig!? We halen energie uit de aardbol en brengen het in de atmosfeer!?!?

42 Grond gebonden warmtepomp Water gevoerde warmtepompen Open en gesloten bronnen Onttrekt warmte aan de bodem of grondwater

43 Grond gebonden warmtepomp Bron moet in balans blijven In veel gevallen moet de bron gevoed worden, houdt rekening met deze energie Heeft een iets beter rendement (COP) bij lage buitentemperaturen Heeft de mogelijkheid tot vrije koeling, alleen pompenergie Is een forse investering met een zeer lange terugverdientijd Heeft onderhoud nodig Er moet een pomp draaien Koeling soms noodzakelijk voor laden Heeft geen buitendeel nodig Bij lage brontemperaturen gevuld met glycol wat een negatieve impact op de efficiëntie en capaciteit (significant) pomp vermogen + 30 ~50 % capaciteit en rendement installatie 10 % Bij gesloten glycol gevulde bronnen zal op termijn het giftige glycol in de grond terecht komen Beperkte toepasbaarheid water win gebied Bron moet BRL gecertificeerd worden aangelegd en beheerd Bron >70 kw vergunningsplichtig en energiebalans moet gemonitord en gerapporteerd worden aan bevoegd gezag

44 Lucht / Water Warmtepomp Haalt energie uit de buitenlucht voor het verwarmen van water. 8 C Onttrekt warmte aan de bron waar we deze zelfde warmte aan verloren zijn -2 C

45 Lucht / Water Warmtepomp Onttrekt warmte uit de buitenlucht Heeft een onuitputtelijke bron, ook op langere termijn. De bron wordt immers gevoed door het warmteverlies van het object Herstelt de warmtebalans zodra hij opstart Koelt de buitenlucht De afstand tussen buitendeel en binnendeel mag wel 50 meter zijn Moet bij temperaturen tuss 7 en -2 C regelmatig ontdooien Heeft bij lagere buitentemperaturen een lager rendement en bij hogere temperaturen een hoger rendement als een grond warmtepomp. In de regel is de grond gebonden warmtepomp iets zuiniger Kan water koelen tot een temperatuur van 5 C Genereert bij -10 C ook voldoende capaciteit om een huis te verwarmen, alleen met een op dat moment lager rendement.

46 Lucht of grond gebonden Bij grote koelvraag kan een WKO interessant zijn i.v.m. vrijekoeling middels bronwater Grote aandacht voor de balans in de bron!!!!!! Een glycol gevuld systeem heeft altijd een lager rendement Verplichting tot bijhouden energiebalans in de bron Als de grote investering in de bron niet in de bron maar in zonnepanelen wordt gedaan dan draait de luchtwarmtepomp het hele jaar gratis en geheel energie neutraal. Binnen de postcode roos is dit extern tegenwoordig ook zeer realiseerbaar.

47 Verschillen in lucht of grond als bron Een bron is een enorme investering met een zeer lange terugverdientijd. Het verschil in energieverbruik tijdens het verwarmingsseizoen tussen een grond- en luchtwarmtepomp is te compenseren met 1 zonnepaneel! Als er wordt geïnvesteerd in zonnepanelen i.p.v. in een bron, draait de warmtepomp geheel energieneutraal en zonder verbruikskosten. Balans is ver te zoeken in de bron. Stookseizoen 39 weken, binnen 20 C buiten 7 C is T13 K Koelseizoen 13 weken, binnen 21 C buiten 23 C T 2 K Geen zorgen over de balans in de bron, ook op langere termijn. Leg je je geld op het dak (zonnepanelen) of stop je het in de grond?

48 Ook bij lage buitentemperaturen levert de luchtwarmtepomp voldoende warmte! Modulerende inverter warmtepompen Systeem is meer adoptief door toepassing van elektronische expansie ventielen Verbeterde scroll compressoren Verbeterde warmtewisselaars Nauwkeurige elektronische regeling voor ontdooicylci van het buitendeel

49 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Hout

50 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Turf

51 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Kolen

52 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Stookolie

53 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Gas

54 Evolutie van verwarmen Miljoenen jaren 120 jaar 100 jaar 80 jaar 70 jaar 60 jaar 15 jaar Warmtepomp Geen vuur Toch warm

55 Het Koud is pas echt koud als het -273 Cis? 0 K (Kelvin)

56 Werkingsgebied warmtepomp t.o.v. CV T van 20 K naar 5 K = 4 x zo klein betekent de flow 4 x zo groot

57

58 Vloerverwarming. Door de lagere T zorgen kortere lussen voor een beter rendement. Een éénmalige kleine meer investering, 15 jaar lang een zuinigere installatie.

59 Koelen met een warmtepomp Luchtwarmtepompen kunnen een watertemperatuur maken van 5 C. Bij een grondgebonden warmtepomp is men afhankelijk van de bron temperatuur. De restrictie is het afgiftesysteem. Bij vloerverwarming ontstaat bij te lage watertemperaturen condens op de vloer. De watertemperatuur dient boven de 16 C te zijn. Dit beperkte temperatuurverschil en geen geforceerde lucht maakt de capaciteit beperkt. Fancoil units of laag temperatuur radiatoren met een ventilator en een lekbak voor condens (!) Kunnen wel lage watertemperaturen aan en koelen en ontvochtigen.

60 Vloerverwarming. Door de lagere T zorgen kortere lussen voor een beter rendement. Een éénmalige kleine meer investering, 15 jaar lang een zuinigere installatie. Bij vloerkoeling dient de lengte van de slang in de groepen korter te zijn i.v.m. lagere temperaturen en een kleine T dus kortere slangen met als gevolg meerdere groepen.

61 Optimalisatie De warmtepomp werkt 7 minuten na opstarten optimaal. Om een beter rendement te krijgen, moet je het aantal starts en stops beperken. Daarom is het raadzaam om het volume in het water systeem te vergroten. Bij luchtwarmtepompen is het daarnaast een voordeel dat er voldoende energie aanwezig is in het systeem en bij de ontfooicyclusde invloed op de watertemperatuur beperkt is

62

63 Waarom minimale waterinhoud? Verhogen rendement van de installatie Bedrijfszekerheid Ontdooien Beperken aantal start / stops Verlengen draai- en stop tijd indien in bedrijf Installatie pendelt minder Buffer tijdens warmtapwater bereiding Buffervat of gegarandeerd water in het systeem (regelkleppen) Minder starts compressor dus langere levensduur Bij een 4 kw installatie en een T van 5 K (50 liter x 4,18 kj/kgkx 5 K ) / 4 kj/sec = 261 sec = 4,3 minuut. Tijdens de ontdooicyclus zal een unit maximaal 10 minuten op 50 % van zijn vermogen draaien. Bij toepassing van een 16 kw warmtepomp. Dit betekent bij een systeeminhoud van 50 liter dat de temperatuur van het water maximaal 23 K zakt. Bij een 4 kw systeem zal dit 6 K zijn. Let op: buffer altijd in de retour. Een snellere opwarming en minder standverlies. Retourtemp is 5 K lager.

64 Succes warmtepomp hangt af van De juiste warmtepomp met de juiste capaciteit Goed ontwerp en gebalanceerd systeem Laag temperatuur afgifte systeem (met extra aandacht) Voldoende systeeminhoud ook bij deelgebruik Mogelijkheid tot bufferen van energie Goed ingeregeld systeem met de juiste waterhoeveelheden en pomp capaciteiten Geavanceerde besturing mogelijkheden, smart grid, combinatie zonnecollectoren, legionella ontsmetting enz. Als het totaalconcept klopt, succes gegarandeerd!

65 Rendement één zonnepaneelin combinatie met warmtepomp Rendement t.b.v. elektra 300 Wphx 0,85 x 0,231 = 58,08 Euro jaar Rendement t.b.v. de gas rekening Bij een gewogen SCOP transmissie en tapwater van 4,75 compenseert één 300 Wph paneel ongeveer 130 m3 aan gas. 130 m3 x 0,792ct = 102,70 Euro per jaar

66 Groen opgewekte energie is altijd elektrisch Hoe slaan we dit op? Hoe transformeren we dit naar warmte?

67 ISDE Subsidie Hoe komt u in aanmerking voor de InvesteringsSubsidie Duurzame Energie? De warmtepomp is een onderdeel van een verwarmingstoestel In het geval van een lucht/water warmtepomp, grond/water warmtepomp of een water/water warmtepomp (dus niet een lucht/lucht warmtepompen). Het vermogen is maximaal 70 kw Voorzien van een etiket, productkaart en technische documentatie Check Subsidiebedragen tussen de en 5.300

68 ISDE Subsidie Hoe komt u in aanmerking voor de InvesteringsSubsidie Duurzame Energie? De warmtepomp is een onderdeel van een verwarmingstoestel In het geval van een lucht/water warmtepomp, grond/water warmtepomp of een water/water warmtepomp (dus niet een lucht/lucht warmtepompen). Het vermogen is maximaal 70 kw Voorzien van een etiket, productkaart en technische documentatie Check Naastde ISDE is erookde EIA Energie Investerings Aftrek

69 Nieuwbouw met gas!?!?! Over 15 jaar is een huis met een ketel gedateerd Geen gas aansluiting Lianderbespaart Euro Geen ketel + dakdoorvoeretcbespaart Euro Geen gas infrastructuur in huis bespaart 900 Euro Subsidie mogelijkheden minstens Euro Over 15 jaar moet je waarschijnlijk Het is zeer aannemelijk dat de overheid straft voor het verbranden van fossiele brandstoffen dus energiebelasting op gas zal omhoog gaan We hebben ook een maatschappelijke verantwoordelijkheid naar Groningen, kinderen en kleinkinderen De warmtepomp is altijd een besparing over de totale gebruiksperiode gezien.

70 Yutaki-S modellen YUTAKI-S 2 / 2.5 / 3HP YUTAKI-S 4, 5 & 6HP YUTAKI-S 8 & 10HP

71 Yutaki-S Combi componenten overzicht YUTAKI-SCombi 200L YUTAKI-SCombi 260L

72 BuitenunitsYutaki

73 Wat kost een warmtepomp? Deze vraag wordt vaak gesteld, maar is eigenlijk verkeerd. Wat levert een warmtepomp op?

74 Wat levert een warmtepomp op? Een behoorlijke reductie van de CO 2 uitstoot Een aanzienlijke besparing in energie verbruik Een effectievere inzet van zonnepanelen (CO 2 reductie tot 100% mogelijk) Onafhankelijkheid van energie leveranciers Duurzaam voorzien worden in comfort Een aanzienlijke besparing van de maandelijkse energielasten Over de levensduur van de warmtepomp heen bent u significant goedkoper ten opzichte van de traditionele systemen. TCO warmtepomp < CV ketel Het gevoel dat u een bijdrage heeft geleverd aan de planeet en netjes achterlaat voor diegene die na ons komt.

75 De Warmtepomp Tel: Rimme van der Ree directeur

76 Hartelijk dank voor uw aandacht! Stand 7.E031