Blijft verwarmen met olie en gas betaalbaar? Warmtepompen voor woningverwarming en airconditioning 1
Inleiding. Tot ver in de 19e eeuw was hout de belangrijkste brandstof, en werd een groot deel van de energie geleverd door mensen, dieren, water en wind. Tot vandaag is de energiebehoefte steeds blijven stijgen en zijn we zeer sterk afhankelijk van fossiele en nucleaire brandstoffen. Een warmtepomp kan warmte op relatief lage temperatuur benutten voor toepassingen op hogere temperatuur. Ze kan warmte uit de omgeving (lucht, water of bodem) op voldoende hoge temperatuur brengen voor de toepassing van onder andere de verwarming van woningen en sanitair warm water. De hoeveelheid energie die ze hiervoor gebruikt is laag in vergelijking met de opbrengst. 65 % à 80 % van de door de warmtepomp geleverde energie wordt gewonnen uit de natuur. Zo zal een warmtepompinstallatie minder energie verbruiken dan een klassiek verwarmingssysteem. Ook de CO2-uitstoot bij verwarming door middel van een warmtepomp is beduidend lager dan die van een klassiek verwarmingssysteem. Duurzame ontwikkeling wil aan de behoeften van vandaag voldoen, zonder die van de toekomst in het gedrang te brengen. Hernieuwbare energie is daar een onderdeel van. Het heeft behalve milieu- nog andere voordelen: De meeste technieken voor hernieuwbare energie zijn milieuvriendelijk en duurzaam. Ze zijn vrijwel onuitputtelijk, vragen relatief weinig energie voor fabricage en onderhoud en zijn zuinig in het gebruik van grondstoffen. Hun hele levenscyclus - van bouw over gebruik tot de afbraak -veroorzaken zij een zeer lage uitstoot van schadelijke stoffen. 2
De werking van de warmtepomp is eenvoudig. Een warmtepomp werkt volgens hetzelfde principe als een koelkast. Het wordt koud in je koelkast omdat er in het vriesvakje een verdamper zit waarin een ijskoud koelmiddel circuleert. De voedingswaren in je koelkast geven hun warmte gratis af aan de verdamper. Dit komt omdat warmte altijd vanzelf van een hoog naar een laag niveau stroomt. Denk maar aan een "warm" flesje bier dat je in de winter buiten zet: het wordt koud zonder dat je hiervoor iets hoeft te doen. De warmte die je voedingswaren hebben afgegeven verlaat de koelkast via een condensor (=zwart metalen rooster) aan de achterkant van je koelkast. De warmtepomp haalt op dezelfde manier gratis warmte uit het milieu. Dankzij de zon zitten er in de aarde, het water of de lucht, altijd en overal -ook in de winter - enorme massa s warmte opgeslagen. Het is deze warmte die je gebruikt om je woning te verwarmen. Principeschema van een warmtepomp. McQuay warmtepompen als woningverwarming en airconditioning zijn gebaseerd op de lucht/water warmtepompen. De energie wordt uit de lucht gehaald en binnen afgegeven als warmte. s Zomers keert de cyclus om en wordt overtollige warmte binnen opgenomen en aan de buitenlucht afgegeven. Het is een flexibele en energiezuinige oplossing voor het hedendaagse levenssfeer zonder in te boeten aan comfort met een lager energieverbruik en een lagere CO 2 uistoot. 3
Soorten Warmtepompsystemen - Aarde / Water: Warmte wordt aan de aarde onttrokken. De warmtepomp verwarmt daarmee het water voor de verwarming. - Water / Water: De nodige warmte wordt uit grondwater gehaald. De warmtepomp verwarmt daarmee het water voor de verwarming. - Lucht / Water: Een ventilator zuigt buitenlucht aan die langs de verdamper gaat en daar de warmte onttrekt. De warmtepomp verwarmt daarmee het water voor de verwarming. Volgens dit principe werken de McQuay warmtepompen. 4
Uitzonderlijk laag verbruik. Dat fossiele brandstoffen ooit schaars worden is een feit. Nochtans komt een groot deel van het brandstofverbruik voort van klassieke verwarming voor woningen. Warmtepompen, werkend op elektriciteit, gebruiken de omgevingsenergie die omgezet wordt naar bruikbare warmte. De CO 2 uitstoot ligt aanzienlijk lager en tevens het verbruik gezien we onze energie halen uit de lucht, water of aarde. Verbruik: Omdat de warmte zonder toevoeging van energie van hoog naar laag stroomt (flesje bier) bereikt een warmtepomp een gemiddelde COP van 3 of meer! Dit betekent dat je dus slechts 1/3 van de warmte moet aankopen (onder de vorm van elektriciteit) en dat je 2/3 gratis krijgt uit de natuur! Of nog anders gezegd: voor elke euro elektriciteit die je in een warmtepomp stopt krijg je 3 euro warmte eruit. Je bent dus ook nog maar voor 1/3 afhankelijk van je energieleverancier! De hoeveelheid energie die je moet kopen om 100% warmte te produceren is in vergelijking met andere systemen: Onderhoudsvrij. Onze warmtepompen zijn zo goed als onderhoudsvrij en hebben een theoretische levensduur vergelijkbaar met een goede koelkast. Milieuvriendelijk verwarmen. Verwarmen met een warmtepomp leidt tot een verminderde CO 2 emissie, namelijk: 53 % minder dan een stookolieketel 40 % minder dan een gewone gasketel 30 % minder dan een condenserende gasketel. 5
Huidige energieprijzen (op 2/10/2007). STOOKOLIE: 0,6304 /liter = 0,06304 /kwh (incl. BTW minimum 2000l) Bron : www.mazout-on-line.be AARDGAS: 0,0530 /kwh (incl. BTW) Bron : www.luminus.be ELEKTRICITEIT: dagtarief 0,1675 /kwh (incl. BTW) nachttarief 0,0997 /kwh (incl. BTW) Bron : www.luminus.be A) Wat bepaalt het verbruik van een ketelinstallatie? Het verbruik van een ketel op stookolie of aardgas is afhankelijk van het rendement van de desbetreffende ketel. Het afgegeven vermogen / rendement = opgenomen vermogen van de desbetreffende ketel. Voorbeeld: stookolie installatie met belasting van 15 kw: Verbruik per uur (h) van een ketel met stookoliebrander van 15 kw met een rendement van 92% = 15 kw / 0,92 = 16,30 kw x 0,06304 /kwh = 1,027552 Voorbeeld: aardgas installatie met belasting van 15 kw: Verbruik per uur (h) van een ketel met aardgasbrander van 15 kw met een rendement van 92% = 15 kw / 0,92 = 16,30 kw x 0,0530 /kwh = 0,8639 B) Wat bepaalt het verbruik van een warmtepomp installatie? De COP (Coëfficiënt Of Performance) is afhankelijk van het type warmtepomp, de binnenconditie en de buitenconditie van de desbetreffende warmtepompinstallatie. Het verbruik van een warmtepomp is afhankelijk van: - De COP (= geleverd vermogen / opgenomen elektrisch vermogen) van de warmtepomp (De gemiddelde jaar COP van een lucht/water warmtepomp is 3,3) - Verbruik warmtepomp = geleverd vermogen / COP Voorbeeld: warmtepomp installatie met belasting van 15 kw: Verbruik per uur (h) van een warmtepomp van 15 kw met een COP van 3,3 = 15 kw / 3,3 = 4,285714 kw x 0,142075 /kwh = 0,608892 6
Lucht / Water Principe verwarmen. Een ventilator zuigt buitenlucht aan over een warmtewisselaar die de warmte onttrekt uit de buitenlucht. Een compressor pompt deze warmte op en geeft ze af aan een tweede warmtewisselaar die het water opwarmt voor de verwarming. Dit water van maximum 55 C kan rechtstreeks aangesloten worden op een vloerverwarming en/of ventilo-convectoren. Door gebruik te maken van de gratis energie van de natuur is het rendement van een warmtepomp méér dan 3 maal hoger als dat van een klassiek verwarmingssysteem. Lucht / Water Principe Koelen. Door het principe om te draaien kan het teveel aan warmte binnenshuis via dezelfde waterleidingen afgevoerd worden naar de warmtepomp die de warmte afgeeft aan de buitenlucht. De warmtepomp koelt het water in het systeem af waardoor er energie (warmte) onttrokken wordt uit de woning. (denk aan uw koelkast) De meest efficiënte manier om een gecombineerd systeem van koeling en verwarming toe te passen is met ventilo-convectoren. Deze zijn individueel instelbaar en zorgen voor een snelle opwarming in de winter en een aangename koelte in de zomer. 7
Onderdelen in de installatie. De warmtepomp: Deze toestellen worden stekkerklaar geleverd. Na elektrische en koeltechnische aansluiting zijn deze toestellen klaar voor gebruik. Expansievat Een buffervat: Pompgroep: Dit zorgt ervoor dat de werkingstemperatuur constant blijft. D.m.v. deze kranen wordt het warme/koude water over de binnentoestellen verdeeld. Smart Manager: Deze bediening stuurt zowel alle ventilo-convectoren als de warmtepomp. Ventilo-convector:Gezien elke ruimte verschillend is heeft McQuay heeft tal van verschillende ventilo-convectoren die naargelang hun specificaties overal kan plaatsen. 8
De McQuay warmtepomp. M5AC55CR: 15 kw B 1150 x D 450 x H 1410 De warmtepompen zijn monoblok verwarming & koelsystemen ontworpen voor buitenopstelling. Deze toestellen worden stekkerklaar geleverd. Na elektrische en hydraulische aansluiting zijn deze toestellen klaar voor gebruik. Door toepassing van tandem rotary compressoren en axiale ventilatoren met een laag toerental, hebben deze warmtepompen een uitzonderlijk laag geluidsniveau. Het frame en de afwerkingspanelen zijn vervaardigd uit gegalvaniseerd staal voorzien van een polyester poedercoating die een maximale bescherming tegen alle weertypes garandeert. De condensorbatterij met Gold-fin" anticorrosie behandeling wordt extra beveiligd door een beschermrooster. Het koelcircuit omvat: compressoren, een thermosstatisch expansieventiel voor (koelen) en een capillair voor (verwarmen), een filterdroger, een vloeistofvat, een hoge- en lage drukbeveiliging, vulslang aansluitingen, enz... De compressoren, voorzien van een fasebeveiliging en een interne thermische beveiliging, zijn gemonteerd op trillingsdempers. De platenwarmtewisselaar uit roestvrij staal is geïsoleerd met cel rubberschuim en standaard uitgerust met een geïntegreerde antivriesbeveiliging tot -20 C d.m.v. een intern verwarmingselement. Het ingebouwde hydraulische circuit bestaat uit een circulatiepomp, een flow switch, een waterfilter, aflaatkraan en een expansievat. De geluidsarme centrifugaal pomp is voorzien van een thermische beveiliging en heeft voldoende opvoerhoogte voor alle residentiele toepassingen. De maximale werkingsdruk bedraagt 6 bar. De statisch en dynamisch uitgebalanceerde ventilatoren hebben een interne thermische beveiliging en een beschermingsgraad IP 54. De eigen ontwikkelde McQuay printplaat is gefabriceerd en getest volgens de strengste EEG normen. Deze is voorzien van verschillende supplementaire contactpunten zoals een contact voor de aansluiting van een externe alarmmelding. De bediening van de warmtepomp, de Chiller Panel Controller (CCP) is gemonteerd in de warmtepomp maar kan tevens op afstand geplaatst worden. Één CCP kan tot 50 warmtepompen controleren. 9
De McQuay ventilo-convectoren. Plafondmontage Cassette (plafond) Vloermontage Kanaliseerbaar Wandmontage Vloermontage 10
Schema. Situatieschema. 11
Veel gestelde vragen! 1.Waarom hoort men zo weinig over warmtepompen? In de Scandinavische landen, Duitsland, Oostenrijk en Nederland worden warmtepompen reeds vele jaren veelvuldig en met groot succes toegepast. Naar schatting zijn er daar momenteel wel meer dan 1000000 warmtepompen in bedrijf. Dit komt omdat er in deze landen regelmatig promotiecampagnes worden gevoerd door de overheid. (extra Tv-presentaties, kranten, tijdschriften,...) De in het verleden relatief lage stookolie -en gasprijs, het onbekend zijn bij het grote publiek en in de installateurwereld maakten dat in België de warmtepomp nogal verwaarloosd werd. We stellen vast dat België een inhaalbeweging aan het maken is op dit gebied. De vraag naar warmtepompsystemen stijgt langzaam maar zeker. 2.Worden warmtepompen reeds lang gebruikt? De eerste warmtepompen werden reeds gebouwd omstreeks 1930. Onze warmtepompen worden reeds meer dan 25 jaar vervaardigd en toegepast. Vandaag werken wij met modulerende toestellen met hoog rendement. 3. Kan ik mijn woning integraal verwarmen met een warmtepomp? Vanwege de goede isolatie bij nieuwbouwwoningen is dit praktisch altijd mogelijk: er is steeds wel een geschikte warmtebron aanwezig zodat voldoende warmte uit de natuur kan gehaald worden. 4. Welke verwarmingssystemen zijn geschikt voor een warmtepomp? Alle verwarmingssystemen die werken met water dat niet hoger dan 55 C hoeft te zijn, zijn geschikt voor een warmtepompsysteem. Daartoe behoren: vloer -en wandverwarming, ventilo-convectoren maar ook oude installaties met radiatoren omdat die vroeger vaak te groot werden voorzien of omdat bij de renovatie de isolatie van de woning werd verbeterd. 5. Kan ik ook koelen met een warmtepomp? Ja, mits een omkeerbare warmtepomp en ventilo-convectoren kan je ook koelen in de zomer. 6. Welke warmtebron is de beste? Het beste systeem voor je gebouw hangt vooral af van de geologie en van de praktische omstandigheden. Onze medewerkers hebben de nodige deskundigheid om dit voor je uit te zoeken. 7. Kan ik een warmtepomp aansluiten op mijn bestaande verwarmingsinstallatie? In principe ja, maar een analyse van de bestaande verwarmingsinstallatie door onze medewerkers is zeker nodig. Indien de bestaande installatie het toelaat aangesloten te worden op een warmtepomp dan kan het verwarmingsvermogen verhoogd worden door over te schakelen naar een klassieke verwarmingsinstallatie tijdens de vriesperiodes. In deze gevallen voorzien we een lucht/water warmtepomp met iets minder vermogen die ook een geringe installatiekost met zich meebrengt. Op die wijze kan de warmtepomp ongeveer 90% van de jaarlijkse warmtebehoeften voor haar rekening nemen. De resterende 10% (als het extra koud is buiten) kunnen elektrisch of met een bestaande ketel worden aangevuld. 12
8. Heb ik een schouw nodig voor een warmtepomp? Nee, want een warmtepomp geeft geen verbrandingsgassen af. Tevens een flinke besparing bij nieuwbouw en renovatie! 9. Hoe groot is zo'n warmtepomp eigenlijk? Voor residentieel gebruik (15kW) is een warmtepomp slechts 141cm hoog, 115cm breed en 45cm diep. 10. Hoeveel bespaar ik met een warmtepomp? De besparing is voor een groot stuk afhankelijk van de isolatie van de woning maar algemeen kan je aannemen dat je rond 25 tot 45 % kan besparen op je energiefactuur t.o.v verwarming met gas of stookolie. 11. Maakt een warmtepomp lawaai? Nee, een warmtepomp maakt nauwelijks lawaai, het enige wat we kunnen waarnemen is een luchtstroom, komende van een speciaal ontwikkelde ventilator, die buiten in openlucht verdwijnt in het niets. 12. Welk onderhoud moet er aan een warmtepomp gebeuren? Een lucht/water warmtepomp vergt een minimum aan onderhoud. Enkel de condensor vrij houden van stof en bladeren is voldoende. 13. Zijn er gevarenrisico's aan een warmtepomp verbonden? Nee, een warmtepomp kan niet ontploffen of ontvlammen. 14. Kan elke installateur een warmtepomp aansluiten? In principe kan elke geschoolde installateur een warmtepompsysteem aansluiten. Het systeem werkt op water en de warmtepomp wordt stekkerklaar geleverd. Bovendien wordt elk systeem door de fabrikant opgestart na een grondige controle van de volledige installatie. 15. Fiscaal voordeel. Zie: www.energiesparen.be www.fisconet.fgov.be 13