Het rendement van een warmtepomp staat niet op de doos. Het ontstaat in het ontwerp: het afgiftesysteem, de aanvoertemperatuur, het vermogen, de hydraulica en de inregeling na oplevering. Twee installaties met hetzelfde toestel kunnen daardoor ver uit elkaar lopen.
Dat blijkt ook uit de praktijk. In de Installatiemonitor 3.0, een onderzoek op slimme-meterdata in opdracht van RVO, Techniek Nederland en Netbeheer Nederland, haalden all-electric warmtepompen met een passend vermogen een SCOP van 3,8. Overgedimensioneerde installaties bleven steken op 3,0. En bij 19% van de ondervraagde huishoudens was de warmtepomp na installatie niet goed ingeregeld.
In dit artikel leest u wat COP en SCOP wel en niet zeggen, welke zes ontwerpkeuzes het rendement van een warmtepomp bepalen en welke vragen u beantwoordt vóór de eerste buis wordt gelegd.
Het rendement van een warmtepomp is de verhouding tussen de warmte die hij levert en de elektriciteit die hij daarvoor gebruikt. Die verhouding hangt vooral af van het temperatuurverschil dat de compressor moet overbruggen: tussen de bron (buitenlucht, bodem of ventilatielucht) en de aanvoertemperatuur van het afgiftesysteem. Hoe kleiner dat verschil, hoe minder elektriciteit er per kWh warmte nodig is.
Het toestel bepaalt wat mogelijk is. Het systeem eromheen bepaalt wat daarvan in de praktijk overblijft: hoe laag de aanvoertemperatuur kan, of het vermogen past bij de warmtevraag, of de warmtepomp rustig kan doordraaien en of de regeling na oplevering goed staat.
Drie getallen worden vaak door elkaar gebruikt. Ze meten elk iets anders.
| Maatstaf | Wat het meet | Waar u het tegenkomt |
|---|---|---|
| COP | Het rendement op één moment, bij één buitentemperatuur en één aanvoertemperatuur | Productbladen, bij een opgegeven meetconditie |
| SCOP (label) | Het gemiddelde over het stookseizoen volgens een vaste rekenmethode, bij 35 °C of 55 °C aanvoertemperatuur in een gemiddeld klimaat | Energielabel en productbladen |
| SCOP (praktijk) | Wat een installatie over een stookseizoen werkelijk haalt, gemeten aan het verbruik | Monitoring en onderzoek zoals de Installatiemonitor |
Label-SCOP en praktijk-SCOP zijn met een andere methode bepaald en dus niet één op één te vergelijken. Gebruik het label om toestellen onderling te vergelijken, en de praktijkcijfers om te zien wat het ontwerp oplevert.
Een COP zegt alleen iets als u weet bij welke meetconditie hij hoort. Dezelfde warmtepomp heeft bij een zachte buitentemperatuur en een lage aanvoertemperatuur een veel hogere COP dan op een koude dag met een hoge aanvoertemperatuur. Vergelijk COP-waarden daarom alleen bij dezelfde conditie, en kijk voor het jaarrendement naar de SCOP bij de aanvoertemperatuur die uw project werkelijk nodig heeft: 35 °C of 55 °C.
Ter vergelijking uit de praktijk: in de Installatiemonitor haalden all-electric warmtepompen gemiddeld een SCOP van ongeveer 3,5; voor warm tapwater lag dat op 2,3, door de hogere temperatuur die tapwater vraagt. Met een passend vermogen of met alleen vloerverwarming lag de SCOP op 3,8.
Het energielabel van een warmtepomp (Europese verordening 811/2013) kent twee klassen: één bij 35 °C en één bij 55 °C aanvoertemperatuur, beide in een gemiddeld klimaat. De berekening gaat ervan uit dat de warmtevraag bij −10 °C precies gelijk is aan het opgegeven vermogen. Op het label past het toestel dus altijd precies bij het gebouw.
In de praktijk is dat zelden zo. Een ruim gekozen warmtepomp draait vaker in korte cycli en haalt minder dan het label doet verwachten. Dat verlies ziet u pas terug in het verbruik. Daarom wint u het rendement in het ontwerp. Over die kloof tussen ontwerp en praktijk schreven we eerder in zekerheid met warmtepompinstallaties.
De aanvoertemperatuur is de grootste knop voor het rendement van een warmtepomp. Elke graad die de warmtepomp minder hoeft te stoken, scheelt compressorarbeid. Hoe laag de aanvoertemperatuur kan, bepaalt het afgiftesysteem: hoeveel oppervlak er is om de warmte bij een lage temperatuur af te geven.
Het verschil is in de praktijk groot. All-electric installaties met alleen vloerverwarming haalden in de Installatiemonitor een SCOP van 3,8, installaties met alleen radiatoren 3,2. Vloer- en wandverwarming werken rond de 35 °C, de lage-temperatuurklasse van het energielabel. Radiatoren vragen voor dezelfde warmte meestal een hogere temperatuur, tenzij ze groter zijn of zijn vervangen door lage-temperatuurradiatoren.
Bij renovatie is dit vaak het beslissende punt. Beoordeel vooraf welke aanvoertemperatuur het bestaande afgiftesysteem op de koudste dag nodig heeft, en welke ruimte daarin de doorslag geeft. Eén te kleine radiator kan de aanvoertemperatuur voor het hele huis omhoog trekken.
De stooklijn, de weersafhankelijke regeling, koppelt de aanvoertemperatuur aan de buitentemperatuur: hoe kouder het buiten is, hoe hoger de aanvoer. Een goed ingestelde stooklijn levert de temperatuur die het gebouw op dat moment nodig heeft, en niet meer.
Stel de stooklijn in op basis van de benodigde aanvoertemperatuur op de koudste dag en de buitentemperatuur waarboven het gebouw geen warmte meer vraagt. Begin liever te laag dan te hoog, en verhoog pas als een ruimte aantoonbaar niet op temperatuur komt. Een stooklijn die voor de zekerheid hoog staat, kost rendement. Regelinstellingen en een te hoge aanvoertemperatuur horen in de Installatiemonitor bij de meest aangewezen oorzaken van onderpresterende installaties.
Een ruim gekozen warmtepomp lijkt veilig, maar kost rendement. Is het vermogen te groot voor de warmtevraag, dan bereikt de warmtepomp zijn temperatuur snel, schakelt hij af en start hij kort daarna opnieuw. Dat pendelen verlaagt het gemiddelde rendement en belast de compressor.
In de Installatiemonitor, waarin de meeste woningen een hybride warmtepomp hadden, benutte 55% van de warmtepompen structureel minder dan de helft van het vermogen. Dat bewijst niet dat ze twee keer te groot zijn, maar het is een duidelijk signaal. Bij de all-electric installaties daalde de SCOP door overdimensionering van 3,8 naar 3,0. Het rapport adviseert daarom te dimensioneren op de werkelijke warmtevraag, afgeleid uit het historische verbruik, en niet alleen op de theoretische warmteverliesberekening.
Bij nieuwbouw en utiliteit is de warmteverliesberekening het vertrekpunt, omdat er nog geen verbruik is. In de bestaande bouw legt u die berekening naast het werkelijke gasverbruik van de afgelopen jaren. Valt de berekening duidelijk hoger uit, dan is dat een reden om het vermogen opnieuw te bekijken.
DHPS adviseert bij elke warmtepompinstallatie een buffervat. Een lucht-waterwarmtepomp heeft voor een goede werking een minimale flow en een minimale systeeminhoud nodig. Een comfortabele installatie is bijna altijd (deels) nageregeld: elke ruimte die op temperatuur is, sluit zijn groep. Zijn alle ruimtes op temperatuur terwijl de compressor net is gestart, dan kan de warmtepomp zijn warmte nergens kwijt en moet hij afschakelen.
Het buffervat vangt dat op. Het geeft de warmtepomp de systeeminhoud om rustig door te draaien, voorkomt pendelen en helpt bij de ontdooicyclus van een lucht-waterwarmtepomp. Dat komt de levensduur van de compressor en het rendement ten goede. Meer over de werking en de voordelen leest u in buffervat bij een warmtepompinstallatie.
Leg de aansluiting van de buffer vast in het principeschema en let op de flow aan beide kanten. Is de flow naar het afgiftesysteem groter dan die van de warmtepomp, dan mengt er retourwater bij en moet de warmtepomp hoger stoken om dezelfde aanvoertemperatuur te halen.
Waterzijdig inregelen zorgt ervoor dat elke radiator of vloerverwarmingsgroep de hoeveelheid water krijgt die hij nodig heeft. Zonder inregeling krijgen groepen dicht bij de verdeler te veel water en komen ruimtes aan het eind van het systeem niet op temperatuur. De reflex is dan om de stooklijn hoger te zetten, en daarmee daalt het rendement van het hele systeem.
Bij een cv-ketel valt een slecht ingeregeld systeem minder op, omdat de ketel die hogere temperatuur zonder moeite levert. Bij een warmtepomp is waterzijdig inregelen juist de voorwaarde om de aanvoertemperatuur laag te houden. Neem het daarom op in de oplevering, met de ingestelde waarden per groep.
Kijk bij vloerverwarming ook naar de verdeler. Een mengverdeler met eigen pomp mengt de aanvoer terug naar de vloertemperatuur; staat de warmtepomp hoger ingesteld dan de vloer nodig heeft, dan gaat dat verschil verloren. Bij een open verdeler zonder menggroep werkt de warmtepomp direct op de temperatuur die de vloer vraagt.
Een goed ontwerp levert pas rendement op als de installatie ook zo is ingesteld. Uit de enquête van de Installatiemonitor bleek dat bij 19% van de huishoudens de warmtepomp na installatie niet goed was ingeregeld, en dat 13% van de bewoners de instellingen niet begreep.
Beperk de nachtverlaging. Een warmtepomp werkt het zuinigst op een constante, lage aanvoertemperatuur. Een diepe nachtverlaging betekent dat de warmtepomp 's ochtends met een hogere temperatuur moet opwarmen. Bij all-electric installaties met een problematische nachtverlaging daalde de SCOP in de Installatiemonitor van 3,6 naar 3,5.
Leg de instellingen uit bij oplevering. Vertel de bewoner of beheerder welke instellingen er staan en waarom, zodat de stooklijn niet bij de eerste koude dag omhooggaat.
Volg het verbruik. Met slimme-meterdata of het online portaal van de warmtepomp ziet u of een installatie onderpresteert. In de Installatiemonitor was bij 80% van de onderpresterende installaties de waarschijnlijke oorzaak aan te wijzen: nachtverlaging, regelinstellingen, een te hoge aanvoertemperatuur, het afgiftesysteem of de dimensionering. Periodiek onderhoud hoort daarbij; wat dat inhoudt, leest u in de basisprincipes van onderhoud van warmtepompen.
Wilt u de instellingen en schakelingen met uw team doornemen? In de trainingen voor installateurs van DHPS komen onder meer de instellingen voor optimaal rendement en de hydraulische schakelingen aan bod.
Nieuwbouw. Het afgiftesysteem kan vanaf het begin op een lage aanvoertemperatuur worden ontworpen, met vloer- of wandverwarming. Het vermogen volgt uit de warmteverliesberekening; houd de marge beperkt. Meer over de keuzes bij nieuwbouw leest u in warmtepomp voor nieuwbouw.
Renovatie. Hier bepalen het isolatieniveau, het bestaande afgiftesysteem en de ruimte voor de buitenunit wat haalbaar is. Toets de benodigde aanvoertemperatuur per ruimte en leg de warmteverliesberekening naast het werkelijke verbruik. Is er weinig ruimte of spelen geluid en uitstraling een grote rol, dan kan een dakoplossing uitkomst bieden. De geldende geluidseisen staan in de whitepaper geluidseisen.
Utiliteit. Naast de warmtevraag spelen de koelvraag, het gebouwbeheersysteem en vaak meerdere warmtepompen in cascade mee. Leg vooraf vast hoe de regeling de warmtepompen aanstuurt, zodat ze in deellast rustig kunnen doordraaien.
Twijfelt u bij een van deze vragen, dan is dat het moment om het project door te nemen. DHPS kijkt in een praktische projectcheck naar de hele situatie: toepassing, vermogen, inpassing, regelgeving en uitvoering. U krijgt een onderbouwd voorstel met de productspecificaties, en vóór levering stemmen we de technische details met u af. Hoe dat werkt, leest u op advies voor installateurs.
Wilt u uw ontwerp vooraf laten toetsen? Vraag projectadvies aan.
Een COP-waarde is alleen te beoordelen bij de meetconditie waar hij bij hoort: de buitentemperatuur en de aanvoertemperatuur. Vergelijk toestellen daarom bij dezelfde conditie. Voor het jaarrendement is de SCOP bij de aanvoertemperatuur van uw project een betere maatstaf. In de praktijk haalden all-electric warmtepompen met een passend vermogen een SCOP van 3,8.
De COP is het rendement op één moment, bij één buitentemperatuur en één aanvoertemperatuur. De SCOP is het gemiddelde over het stookseizoen. Op het energielabel wordt de SCOP berekend bij 35 °C en bij 55 °C aanvoertemperatuur in een gemiddeld klimaat. Wat een installatie werkelijk haalt, hangt daarnaast af van het ontwerp en de inregeling.
Zo laag als het gebouw toelaat. Vloer- en wandverwarming werken rond de 35 °C, de lage-temperatuurklasse van het energielabel. Met radiatoren is de benodigde temperatuur meestal hoger. In de Installatiemonitor haalden all-electric installaties met alleen vloerverwarming een SCOP van 3,8, met alleen radiatoren 3,2.
DHPS adviseert bij elke warmtepompinstallatie een buffervat. Een lucht-waterwarmtepomp heeft een minimale flow en systeeminhoud nodig, en in een nageregelde installatie sluiten groepen zodra ruimtes op temperatuur zijn. Het buffervat voorkomt dat de warmtepomp dan moet afschakelen en kort daarna opnieuw start, en beschermt zo de compressor en het rendement.
Pendelen is het steeds kort aan- en afslaan van de compressor. Het ontstaat vooral bij een te groot vermogen en bij te weinig systeeminhoud. U voorkomt het door het vermogen af te stemmen op de werkelijke warmtevraag, een buffervat toe te passen en de stooklijn niet hoger te zetten dan het gebouw nodig heeft.