Warmtepompen gebruiken natuurlijke warmte om gebouwen te verwarmen
In een notendop
Een warmtepomp is een apparaat dat natuurlijke warmte uit de lucht, het water of de grond overbrengt naar een ruimte die verwarmd (of gekoeld) moet worden: centrale verwarming en/of sanitair warm water voor een gebouw, landbouwkassen, viskwekerijen, enz.
Lucht, water en grond bevatten immers grote hoeveelheden energie die teruggewonnen kunnen worden.
Warmtepompen worden beschouwd als een technologie voor “hernieuwbare energie” omdat de geproduceerde calorieën indirect afkomstig zijn van de natuurlijke warmte van de zonnestralen.
Deze warmteoverdracht is echter alleen mogelijk door elektrische energie te injecteren. Als er te veel elektrische energie wordt gebruikt, worden de voordelen van de warmtepomp sterk verminderd.
Deze technologie is vooral effectief voor zeer goed geïsoleerde gebouwen, waar de verwarmingsbehoefte beperkt is.
Het kan ook omkeerbaar zijn, waardoor het mogelijk wordt om een gebouw te koelen met de minder sterke warmte uit de buitenomgeving (lucht, water, grond).
Definitie van de technologie
Een warmtepomp (HP) is een thermodynamische machine die ontworpen is om een ruimte te verwarmen met behulp van een externe warmtebron – in de lucht, in het water of de grond – waarvan de temperatuur lager is dan die van de te verwarmen omgeving. Het is dus een systeem dat calorieën overbrengt van een medium met een lage temperatuur naar een medium met een hogere temperatuur. Om dit te doen gebruikt de warmtepomp over het algemeen een compressiekoelkringloop, waarvoor elektriciteit nodig is.
Het netto-energievoordeel hangt echter af van het bijbehorende elektriciteitsverbruik. Dit wordt gekenmerkt door een efficiëntie of prestatiecoëfficiënt (EPC). Hoe hoger de temperatuur van de gratis warmtebron (lucht, water, grond) en hoe lager de temperatuur van de te verwarmen omgeving, hoe efficiënter de warmtepomp en hoe hoger de EPC. Dit rendement varieert dus met de seizoenen.
In energietermen wordt een warmtepomp als efficiënt beschouwd als de EPC groter is dan drie.
Energieschuld
De energieschuld van een object vertegenwoordigt de energie die verbruikt moest worden om het te produceren en naar de plaats van gebruik te transporteren.
In het geval van hernieuwbare systemen omvat deze schuld alle stadia: bouw, assemblage, transport naar de productielocatie, recycling van afval aan het einde van de levensduur, enz.
Een goed gedimensioneerde warmtepomp die is aangesloten op een energie-efficiënt gebouw zal haar energieschuld in de eerste gebruiksjaren afbetalen en vervolgens gedurende zijn hele levensduur koolstofarme energie produceren, vooral als de elektriciteit afkomstig is van een fotovoltaïsch systeem.
Levensduur
Professionals schatten dat een geothermische warmtepomp gemiddeld 15 tot 20 jaar meegaat.
Productie
In België is de WP alleen interessant voor zeer goed geïsoleerde huizen met vloer- of muurverwarming (vloerverwarmingstemperatuur van 35°C vergeleken met 60-70°C voor normale radiatoren), en waar de verwarmingsbehoeften vrij laag zijn.
Apparaten voor het verwarmen van warm water voor huishoudelijk gebruik zijn minder efficiënt, omdat het water een temperatuur van ongeveer 60°C moet bereiken, wat meer elektriciteit verbruikt. Onder dit prestatieniveau van een gebouw zijn de investeringskosten en het elektriciteitsverbruik economisch en ecologisch niet rendabel.
Besparing van CO2-uitstoot
In België kan een warmtepomp die onder de juiste omstandigheden werkt tot 2 tCO2/jaar (in vergelijking met een gasketel) of 4 tCO2/jaar (in vergelijking met een mazoutketel) besparen, of het equivalent van 13.000 of 21.000 autokilometers per jaar.
Intermittentie
Beneden de 10 m varieert de temperatuur veel minder tussen de seizoenen en blijft dus constant. Het rendement van de warmtepomp zal dus tijdens het hele verwarmingsseizoen toenemen. In België kunnen temperaturen tussen 10°C en 14°C worden waargenomen op een diepte van 20 tot 30 meter.
Afhankelijk van de configuratie van de grond kan het systeem zelfs omkeerbaar zijn, zodat de zomerwarmte in de grond kan worden opgeslagen voor gebruik in de winter. Dit staat bekend als “geo-koeling”.
Veiligheid en onderhoud
Zodra de warmtepomp geïnstalleerd is, heeft deze zeer weinig onderhoud nodig. De onderhoudskosten zijn beperkt omdat er geen verbranding (van gas of olie) is. Onderdelen slijten minder snel en omdat het systeem geen schoorsteen nodig heeft, zijn er ook geen schoorsteenkosten.
Milieu- en sociale gevolgen
Recente warmtepompen zijn over het algemeen geladen met koudemiddelen, die essentieel zijn voor hun werking. Deze vloeistoffen dragen calorieën over van de koude bron naar de warme bron.
Er zijn verschillende soorten koelmiddelen, elk met hun eigen impact op het milieu. Elk jaar gaat nochtans tussen 3% en 10% van de massa van deze vloeistoffen verloren door lekken.
De Europese en regionale milieuwetgeving verbiedt nu de meest schadelijke vloeistoffen. Autoriteiten blijven controleren en reguleren om ervoor te zorgen dat deze vloeistoffen zo min mogelijk invloed op het milieu hebben.
Individuele investering
Het Brussels Gewest moedigt particulieren aan om geothermische warmtepompen te installeren.
Er is een geothermiekaart opgesteld. Burgers en professionals kunnen nu zien welke warmtebron zich op meer dan 150 meter diepte onder hun voeten bevindt.