Waarom zijn warmtepompen en airco's zo interessant?

Zonder dat veel mensen het weten, zijn airco's eigenlijk gewoon lucht-lucht warmtepompen. Nieuwe airco's kan je net als veel nieuwe warmtepompen omgekeerd laten werken. Hierdoor kan je ze dus gebruiken om zowel te koelen als te verwarmen.

De meest gebruikte warmtepompen zijn lucht-water warmtepompen. Deze zijn eenvoudig te plaatsen en zijn de laatste jaren zeer sterk geëvolueerd. Geothermische warmtepompen hebben een beter rendement, maar zijn enorm veel duurder in aankoop door de hoge plaatsingskosten.

Hoe kunnen die toestellen nu zo rendabel zijn?

Een gewone elektrische kachel van 1000W, zal aan het elektriciteitsnet 1000W onttrekken. Die 1000 Watt energie komt als 1000W warmte uit het toestel vrij. Het toestel heeft namelijk de elektrische energie omgezet in warmte energie met een rendement van bijna 100%.

Dit is absoluut geen interessante manier van verwarmen aangezien die 1000W een primaire energie waarde van maar liefst 2720W heeft.
Hierdoor is dit economisch en ecologisch oninteressant. Lees er alles over op de pagina: elektrisch verwarmen verantwoord.


Een warmtepomp zal geen elektrische energie omzetten in warmte energie, maar zal warmte verplaatsen. Als een airco in de zomer een kamer moet koelen onttrekt deze de warmte uit de kamer. Die warmte wordt opgenomen door het koelmiddel. Het koelmiddel wordt met behulp van een pomp verplaatst naar de buitenunit en geeft de warmte vervolgens af aan de buitenlucht. Zo heeft de airco de warmte verplaatst naar buiten.
Grafiek COP
Als de airco of warmtepomp de warmte vanuit de buitenlucht opneemt en deze afgeeft binnen in de woning, dan werkt deze als verwarmingstoestel.
De compressor van de warmtepomp wordt elektrisch aangedreven. Voor de werking is dus elektrische energie nodig. Hoe efficiënter een warmtepomp werkt, hoe meer warmte van buiten wordt opgenomen voor zo weinig mogelijk elektrische energie. Ook de elektrische energie wordt bijna 100% omgezet in warmte. De warmte die een warmtepomp produceert, is de optelsom van de elektrische energie en de buiten opgenomen energie (warmte).
Stel dat een warmtepomp 1 kWh aan stroom verbruikt en daarmee 3 kWh warmte van buiten naar binnen kan pompen. Dan komt er binnen dus 1+3= 4 kWh aan warmte vrij. Deze verhouding van 1 staat tot 4 noemt men ook wel de COP (Coefficient Of Performance). Een goede warmtepomp kan een COP van meer dan 5 hebben.

Ook wanneer het vriest is er nog voldoende "warmte" in de buitenlucht om die werking te kunnen behouden.
Ook dan zit er namelijk nog warmte-energie in de lucht, dit is zo tot −273,15 °C, het absolute nulpunt of 0°K. Afhankelijk van de instelling van het toestel en het gebruikte koelmiddel kan men er voor zorgen dat de warmtepomp het optimale rendement bekomt bij de temperaturen die bij ons in België en Nederland het meeste voorkomen. Het rendement is wel niet stabiel, maar afhankelijk van de buitentemperatuur. Dit is voor elk toestel verschillend. Hiernaast kan je een voorbeeld vinden van het COP-verloop van een warmtepomp afhankelijk van de buitentemperatuur. Bij dit voorbeeld behoudt het toestel een relatief goede COP tot -10°C.
In de winter kan het sneeuwen en ijzelen. Ook kan er door vochtige lucht, ijs op de koude buitenunit van een lucht-water warmtepomp neerslaan. Hierdoor raakt de warmtewisselaar van de buitenunit verstopt. Als dit gebeurt zal de warmtepomp de werking tijdelijk omkeren en warmte van binnen naar buiten transporteren. Hierdoor wordt de warmtewisselaar buiten ontdooid, waarna de warmtepomp weer warmte van buiten naar binnen kan transporteren. Een lucht-water warmtepomp dient dus een minimale hoeveelheid warmte ter beschikking hebben om de buitenunit actief te kunnen ontdooien. Dit is een reden waarom het rendement onder de 3°C een pak lager wordt.

Bij de meeste warmtepompen wordt het, vanaf onder de 3°C, economisch minder interessant om te verwarmen met de warmtepomp dan met een HR gasketel. Hierdoor bestaan er combinatiesystemen, die automatisch omschakelen naar het meest financieel interessante afhankelijk van de buitentemperatuur. Doordat het aantal dagen en nachten waarbij het minder dan 3°C is in België en Nederland eerder beperkt is, is de meerprijs van deze systemen meestal niet interessant.

Op onze eenvoudige tekening hieronder wordt duidelijk gemaakt waarom een warmtepomp interessanter kan zijn dan een condenserende gasketel.

Vergelijking warmtepomp gasketel

Per kWh is aardgas in 2019 veel goedkoper dan elektriciteit. Dit is meteen ook de reden waarom er nog steeds gasketels verkocht worden en niet iedereen deze onmiddellijk vervangt door een warmtepomp. Het prijsverschil is, zeker in België, namelijk zeer hoog.
Op het moment van het schrijven van dit artikel hanteren we een elektriciteitsprijs die 3,6x duurder is per kWh dan gas. Om een goede vergelijking te maken, moet men rekening houden met de SPF (seizoensprestatiefactor) van de warmtepomp in plaats van de COP.
Zoals eerder vermeld is de COP namelijk geen constante. Die SPF-waarde is over het algemeen 0,4 tot 0,7 punten lager dan de COP-waarde.
De warmtepomp moet dus al een COP-waarde hebben van 4 tot 4,3 om aan een zelfde prijs te kunnen verwarmen als wanneer we een condenserende gasketel zouden gebruiken.
Tegenwoordig bestaan er warmtepompen en zeker airco's met een COP van meer dan 5, wanneer ze water verwarmen tot 35°C.
Hierdoor zijn deze toestellen het goedkoopste in verbruik. De aankoopprijs voor de toestellen is echter duurder.
Lokale verwarming met kleine airco's daarentegen is wel vaak prijsgunstig.
Wanneer de warmtepomp echter toegepast wordt voor een woning met radiatoren te verwarmen of gebruikt wordt voor sanitair warm water is het echter een ander verhaal. Om water te verwarmen naar 65°C behaalt een goede warmtepomp op dit moment een COP van slechts 3,3.

Ook de gasprijs is tegenwoordig fors aan het stijgen en de energieprijzen zijn zeer onstabiel. Onze berekening is een momentopname.
Het rendement van de warmtepompen blijft ook jaar na jaar toenemen.

Bij woningen met een overschot aan elektrische energie dankzij zonnepanelen, is het natuurlijk een ander verhaal. Dan is de warmtepomp uiteraard veruit het meest interessant. De warmtepomp kan worden ingesteld zodat deze uitschakelt wanneer er geen elektriciteit wordt geproduceerd.
Warm water kan worden opgeslagen met behulp van buffervaten.