Hybride systeem

Hybride warmtepompsystemen

(naast bestaande ketel)

Warmtepompen die naast een cv-ketel kunnen worden geplaatst om energie te besparen vormen samen een hybridesysteem.

Afhankelijk van welk probleem je wilt oplossen kan een hybride interessant zijn voor huizen:

  • die niet geschikt zijn te maken voor een full electric warmtepomp (van gas los)
  • waar een ventilatieprobleem moet worden opgelost
  • waar warm tap- of cv-water moet worden gemaakt.

Per kopje zal duidelijk worden dat niet elke oplossing een goed idee is.

Hybride warmtepomp met buitenunit

Veel oudere huizen zijn niet geschikt (te maken) voor een Full Electric Warmtepomp (F.E.WP).

Deze huizen kenmerken zich doordat:

  • Het gasverbruik veel hoger is dan 6 m3 gas per jaar per m2 vloeroppervlak
  • Het cv-water warmer moet zijn dan 50 °C om het huis comfortabel warm te stoken.

Voor deze huizen is een hybride warmtepomp (H. WP) mogelijk wél de goede oplossing.
De H. WP verwarmt het huis in voor- en najaar en hij bepaalt of de cv-ketel ingeschakeld moet worden als hij onvoldoende warmte kan leveren of als het buiten kouder wordt dan 4 °C.
Typisch wordt 1400 m3 gasverbruik (excl. tapwater) gereduceerd tot 400 m3 gas en ± 2200 kWh extra elektriciteit, wat neerkomt op ± € 300 besparing. 
Bijna iedere WP die voor een F.E-systeem is ontworpen kan ook worden ingezet als H. WP.
Ook zijn er gecombineerde WP + cv-units o.a. van Daikin/ Intergas en Itho Base + Cube.
In Nederland is de meest gebruikte, bewezen en goedkoopste Hybride WP de Techneco Elga. Die wordt geplaatst voor € 5.000 of minder en daar gaat nog  €1.800 subsidie van af. De buitenunit van een H.WP  is zo groot- en maakt geluid -als een airco-unit, dus daar moet een geschikte plaats voor worden gevonden.

Een hybride WP wordt niet gebruikt om warm tapwater te maken omdat de cv-ketel aanwezig is en deze een doorstroommogelijkheid heeft zodat investering in een duur opslagvat overbodig is. Hoewel is te berekenen dat tapwater gemaakt met een WP iets voordeliger uitkomt dan tapwater uit een cv-ketel, zal in de praktijk het kostenverschil nihil zijn. Omdat de warmte van buiten komt en niet van de compressor, is het rendement groter dan 1.

Het rendement van een WP is het belangrijkste kenmerk. Dit wordt uitgedrukt in het getal:

 SCOP = Seasonal Coëfficiënt Of Performance of  SPF = Seasonal Performance Factor oftewel:

 Het rendement over het stookseizoen voor Nederlands of middel Europees klimaat[1].

SCOP wordt uitgedrukt in een getal of met een rendement η  (èta) in %
SCOP = 4,7 betekent: 1 kWh elektriciteit (compressor) wordt omgezet in 4,7 kWh warmte.
η = 188 %  betekent hetzelfde en kan worden omgerekend via 188/40 = 4,7
(Daarbij is 40% het rendement van een elektriciteitscentrale, vaststaande afspraak)

Rendement van aantal modellen Hybide WP. Een lage cv-watertemp. geeft hoger rendement

  • Een Hybride WP stookt pas goedkoper[1] boven sCOP =2,6.
  • Met grijze stroom levert een WP pas CO2 reductie boven een sCOP =2,8.

Voor een Hybride WP is dit niet moeilijk te halen omdat de minder renderende klussen zijn uitbesteed aan de cv, nl. verwarmen bij zeer lage buitentemperatuur en heet tapwater maken.

Na isolatie is een H.WP voor bestaande huizen de beste CO2 - en kostenbesparende oplossing.

Hybride Warmtepomp zonder buitenunit

Indien er geen geschikte plaats beschikbaar is voor een buitenunit, kan ook nog gedacht worden aan een H.WP zonder buiten unit. Deze modellen bestaan, de capaciteit hiervan is maar klein, 1,5 - 3 kW en er moet toch 300 - 600 m3 lucht aan- en afgevoerd worden! Omdat deze units helemaal binnen hangen, dient ook nog rekening gehouden te worden met de geluidsproductie.

Modellen

Merk

Model

Functie

Cap@max

Capmax

COP@

Geluid

Subs.

Prijs

Shop

   

 

kWwarmte

m3 lucht

 

dB(A)

 

Nibe

Savent

B > CV

1,3

360

3,2W45

44

1500

1684

warmtepompen-webshop

Enzavu

Nav 5AI

B > CV

3,2

?

5,05 ?

38 ?

?

?

 Geen info

Itho

HP-M25 i

B > CV

2,02

600

3,610W35

38

1500

2950

 

Itho

Cool Cube

B > CV

2,5

600

 

 

1500

2923

CVT

Hieronder een mix buitenlucht met ventilatielucht oplossing (vrij naar folder voor Itho HP-M25 i)

Omdat bij vraagsturing de ventilatie behoefte laag is, (iets meer dan 25 m3 /uur per persoon) zal dit voor een 4-persoonsgezin maar maximaal 20% bijdragen en de besparing zal dus navenant klein zijn. Ook blijft er wat koude lucht van buiten aangetrokken worden.

Pure ventilatielucht
Warmtepomp

Over-ventileren nodig
om nog enige warmte bijdrage
te geven    
Comfortverlies door tocht en koudeval  

Mix buitenlucht en
ventilatielucht

Warmtebijdrage
onafhankelijk van
ventilatie behoefte
Vraaggestuurde ventilatie mogelijk

 

Een nadeel van deze oplossingen is ook dat het seizoenrendement (SCOP) zowel met buiten -als mix  -lucht vrij laag is, zodat er t.o.v. een gas-CV vrijwel geen CO2- en financiële besparing wordt behaald.

Conclusie : Daarmee vervallen de belangrijkste aanschaf argumenten.

Ventilatie warmtepomp

(vervangt mechanische ventilatie en maakt warm cv- of tap waterervangt mechanische ventilatie en maakt warm cv- of tap water)

Vooral huizen uit de periode 1976 tot 2010 hebben vaak een mechanische ventilatie (MV).
Een MV blaast warme ventilatielucht naar buiten terwijl deze warmte kan worden teruggewonnen.
In een bestaand huis kan de MV kan vrij eenvoudig worden vervangen door een ventilatie warmtepomp (V. WP) of door een balans ventilatiesysteem met warmteterugwinning (kortweg WTW) zoals voorgesteld door Brink [1].
Om die keuze te kunnen maken is het belangrijk de verschillen tussen die systemen te kennen:

  1. Een WTW wint meer dan 95% warmte terug uit ventilatielucht om de verse, koude buitenlucht op te warmen. Raamroosters zijn niet meer nodig, het huis moet juist zo dicht mogelijk zijn. De maximale capaciteit is vaak 300 - 400 m3 /h maar dit kan drastisch worden verlaagd m.b.v. één of meer CO2-sensoren waardoor de WTW-ventilator alleen hard aanstaat als het nodig is. Vaak zal de ventilatie zo op de minimaal ingestelde hoeveelheid ventilatielucht van ± 25 m3 /h per persoon uitkomen en zo nog meer energie besparen.
    Een V. WP gebruikt continu minimaal 100 m3/ h warme ventilatielucht om water op te warmen maar nu komt er dus wél 100 m3/h koude buitenlucht binnen via raamroosters wat de opgewekte warmte goeddeels tenietdoet. Eigenlijk hebben deze systemen 300 m3 /h lucht nodig maar dit leidt altijd tot over-ventilatie: ongewenste luchtstromen en veel warmteverlies.
  2. Een WTW werkt onafhankelijk van de cv-watertemperatuur.
    Bij de V. WP moet de cv-watertemperatuur max. 45 °C zijn om nog enig rendement te halen. 
  3. Een WTW met CO2-sensor (vraagsturing) bespaart ± 250 m3 gas en kost ± 200 kWh stroom. Opbrengst ± 160 €/jr. en 280 kg CO2-winst.
    Bij 100 m3 ventilatie kan een V. WP 1,3 kW warmte maken en dit kost ± 1200 kWh stroom.  Omdat de V. WP koude lucht naar binnen trekt is de 134 €/jr. theoretische besparing niet te halen[1] en kan de theoretische 38 kg CO2-winst zelfs negatief worden.
  4. Een WTW en zeker een V. WP maken geluid en kunnen niet in een verblijfsruimte hangen.
  5. Ombouw van MV naar WTW Brink stijl vereist een WTW, Mixfans en buitenluchtaanvoer.
    Ombouw van MV naar V. WP vereist een aansluiting en 3-wegklep naar de cv-ketel en de thermostaatregeling moet worden aangepast.
    In geval van tapwater: aansluiting naar een boilervat of er is al een warmtepomp boiler.
  6. Een WTW, CO2-sensor en 2 Mixfans kost 1000 + 200 + 2* 450 = 2100 € excl. arbeid. Op de V. WP zit ISDE-subsidie dus de Nibe Savent van 1700 € is maar 200 € excl. arbeid.

Om bovenstaande redenen zijn de Ecolution = Ducobox en Spaarpomp = Warmtewinner zeker geen succes geworden. Van de Savent is het succes niet bekend maar door de forse subsidie is de aanschafprijs dusdanig laag dat dit mensen kan hebben verleid tot de aanschaf.

Er is ook de mogelijkheid een deel ventilatielucht en een deel buitenlucht te gebruiken als bron, wat mogelijk het over-ventileren ondervangt en wellicht tot een acceptabel resultaat leidt.

Voor de volledigheid toch een overzicht ventilatie-WP voor warm CV- of tapwater

 

[1] Schatting: 3600 uur * 1,3 kW= 4680 kWh= 498 m3 gas * 0,8€ = 398 €. Met COP20/45 = 4 is 1170 + 150 fan = 1320 kWh stroom nodig * 0,2€= 264€.  CO2 uitstoot: Gas 1,8 kg/m3, Stroom 0,65 kg/ kWh.


[1] Een balansventilatie systeem met WTW  is normaliter in een bestaand huis niet meer in te passen vanwege alle buizen.

Maar Brink stelt het ‘’Multi air systeem’’ voor, een globaal vraag gestuurd WTW-ventilatie systeem.  

De bij MV bestaande afvoerbuis blijft in gebruik en voor aanvoer en transport van frisse lucht worden de gangen en het trappenhuis gebruikt, direct vanuit de WTW-unit.  Alleen een aanvoerbuis van buitenlucht moet worden bijgemaakt. Eén sensor stuurt de WTW met het globale CO2-niveau. Extra is dan een speciaal ontworpen Brink Mixfan, een CO2 gestuurde (niet WTW) binnenventilator die lucht afvoert uit elke kamer naar de gang, welke wordt aangevuld door verse lucht onder de deur of via een rooster. Zie verder  https://www.brinkclimatesystems.nl/nl-nl/professionals

Overigens kan met elk merk WTW en de Fresh-r Forward i.p.v. de Mixfan hetzelfde systeem worden gemaakt.

Merk

Model

Functie

Cap@max

Capmax

Cap

COP@

Geluid

Subs.

Prijs

Shop

   

 

kWwarmte

m3 lucht

L water

100m3

dB(A)

 

Nibe

Savent

V -> CV

1,6

330

-

4,020W45

44

1500

1684

warmtepompen-webshop

Inventum

Ecolution solo

V -> CV

1,5

340

-

4,2

36-47p

1500

2835

Warmteservice

=Ducobox

WTW

 

 

 

 

 

 

1500

3151

 

Inventum

Spaarpomp

V -> CV

1,5

350

-

4,220W45

48

1500

2628

Warmteservice

= Eneco

Warmtewinner

 

 

 

 

 

 

1500

3270

Eneco

Inventum

EcolutionOptima

V > T

0,4+1,5

300

120

2,3 20W62

40

 

2885

Warmteservice

Inventum

Ecolution combi

V-> CV T

1,5

340

50@50°C

3,1

36-47p

1500

3219

Warmteservice

= Nefit

Ventiline

 

 

 

 

 

 

1500

3436

 

Nibe

F370

V->CV T

1,7+0,9 e

 

 

 

 

1350

7127

 

Nibe

F470

V->CV T

1,7+0,9 e

 

 

 

 

1350

8269

 

Functie  V-> CV            Ventilatielucht maakt warm cv-water
V-> T                                   Ventilatielucht maakt warm tapwater
V-> CV T                           Ventilatielucht maakt warm cv en tapwater

WTW ventilatie is wel een doorslaand succes geworden en standaard in nieuwbouw na 2010:
De 1e generatie was nogal luidruchtig ook omdat buisdiameters te klein werden gekozen, er was geen CO2-vraagsturing en dus was de keuze: WTW uit; muf of aan; geluid, ongewenste luchtstromingen en hoog stroomverbruik, problemen die met de nieuwe generatie WTW zijn opgelost.
Het vreemde is dat ondanks de aantoonbaar grote warmte- en CO2-winst er geen subsidie op dit systeem wordt verstrekt en daarmee blijft WTW-ventilatie prijzig. Voor verdere details zie noot; Centrale Balansventilatie

Conclusie: Koppelen van functies Ventilatie en Verwarming door de V. WP is geen aanrader.

Buitenlucht warmtepompboilers

(als alternatief voor elektrische boilers)

WP-boilers bestaan al geruime tijd als alternatief voor elektrische boilers en werken met een buitenlucht aan- en afvoer van 100 - 300 m3. Ze hebben een elektrisch back-up verwarmingselement voor koude periodes en ook voor de periodieke legionellacyclus.
WP en boilervat kunnen ook aparte apparaten zijn zoals bijv. bij een F.E. WP, die een hoger rendement weet te halen.  Het WP boilervat moet flink groter zijn dan een elektrisch boilervat omdat de watertemperatuur veel lager is: ca. 53 °C tegenover 65 - 80 °C.
Een WP-boiler kan een oplossing zijn als er fysieke belemmeringen in huis zijn om de cv voor tapwater te gebruiken evt. te combineren met een hybride WP. Anders is een cv de betere keus omdat deze beter in staat is heet water van 60 - 70 °C te maken dan een WP en hij kan vaak tevens als doorstroom apparaat werken: geen opslagvat nodig!

Helaas zijn warmtepompboilers maar schaars gespecificeerd. Alleen het rendement (COP) is gegeven bij 7°C buitentemperatuur en niet het seizoen rendement SCOP terwijl ook niet is meegerekend dat het back-up element wordt bijgeschakeld bij lage temperaturen als de WP niet meer aan de vraag kan voldoen (COP is dan gelijk aan één).

Daarom de best case schatting voor een 4 persoons gezin per jaar [1] :

Bron

Kosten € /jaar

CO2 kg /jaar

Elektrische boiler

620

2013

Warmtepomp boiler

207

673

CV tapwater

279

627

F.E Warmtepomp boiler

180

586

 

Overzicht buitenlucht WP-boilers:

Merk

Model

P max

Capmax

Cap

COP

Geluid

Subs.

Prijs

Shop

   

kW

m3lucht

L water

 

dB(A)1m

 

Ariston

Nuos+110

0,85+1,2

200

110

2,457W55

56

650

 

 

Ariston

Nuos+200

2,3+2,5

650

200

3,057W55

61

650

 

 

Atlantic

Explorer

0,7+1,8

305

200

2,797W53

43

 

 

 

Atlantic

CalypsoVM

0,35 +1,8

?

150

2,947W53

45

1250

 

 

Auer

Edel D/2200

700+1200

400

200

3,197W54

43/46

800

2295

warmtepomp-online

Ferroli

200LT

0,43|+1,5

500

200

2,39

55

 

 

 

Vaillant

Arostor

0,4+1,2

 

150

2,11W55

40

 

2146

warmteservice

Vaillant

Arostor

0,7+1,2

 

200

3,18 ?

45

650

2404

warmteservice

 

 

 

Conclusie: Een buitenlucht WP boiler of een cv-ketel is een goede oplossing voor het maken van warm tapwater.  Een elektrische boiler is dat niet.

id=naam-naar-keuze>Misleiding

Natuurlijk proberen firma’s hun producten mooier voor te doen dan ze zijn vooral door te adverteren met getallen die elk voor zich wel bijna kloppen maar niet in combinatie:
Zoals de auto die 1: 25 rijdt en 220 km/uur haalt: Ja, misschien maar heuvel af en niet tegelijk.
Naast dat vaak onrealistische verwachtingen worden gewekt, komt juist rond hybridesystemen veel onzin voor, misschien wel omdat een WP complex is en het gedrag in hybride systemen nog moeilijker.
Wel bestaat in Nederland het KIWA-testbureau dat rapporten publiceert via www.cbrg  maar hybridesystemen zijn juist weinig getest. Een tweede probleem is dat er bijna geen praktijkmetingen worden gedaan en gepubliceerd, dus ook daar is geen zekerheid te vinden.
Hiervoor zijn producten beschreven waarvan sommigen eigenlijk het kopen niet waard zijn: Ze kosten veel geld, ook aan de staat door de subsidie en brengen zowel qua besparing CO2-reductie weinig goeds.
Ook zijn er veel producten die met wervende slogans aangeprezen worden maar zeer suspect c.q. niet gespecificeerd zijn: De Enzavu Nav 5AI is er een duidelijk voorbeeld van.
Er zijn ook firma’s die in quasiwetenschappelijke termen fake energiebesparende technieken aanprijzen.  Voorbeelden hiervan zijn de firma DTE Europe en de ionisatie cv-pomp. Parisproofplan.nl (Lars Boelen, Felix van Gerven) prikt dit regelmatig door.

Blijf opletten. Zoals overal: als het te mooi is om waar te zijn dan is het dat ook.

Zeker in de turbulente energietransitie zijn we beter af zonder dit soort instinkers.


[1] Waterverbruik douche: 4 personen* 5 maal per week * 10 L /minuut * 8 minuten = 85 m3 /jaar

Energie-inhoud: bij delta Twater = 30,3 °C: 3000kWh, Met 100 L-boiler stand-by verlies (100 kWh) = 3100kWh.

Rendement: de beste WP-boiler met buitenlucht = 3,18 en voor de beste F.E. WP = 3,7

WP-boiler met een legionellacyclus van 65kWh = 1036 kWh/ jaar, met FE. WP: 902 kWh

Met enkele ingrepen is in verbruik een factor 3 of meer te besparen, d.i. behandeld in de badkamer noot.

 

[1] gasprijs 0,8 €/m3 en stroom 0,227 €/kWh

 

[1] SCOP is een berekend getal waarbij de buitentemperatuur wordt gevarieerd volgens een klimaatmodel en uitgaande van een benodigde cv-watertemperatuur.  Ook dit is niet helemaal wat erin werkelijkheid gebeurt maar wel een redelijke benadering: Vaak wordt SCOP 35 (cv-water van 35 °C) en de SCOP 55 (cv-water van 55 °C) gegeven.  Als een (zeer goede) warmtepomp met SCOP35 = 4,7 en SCOP55 = 3,5 dan zal als uw watertemperatuur daar meestal tussen ligt ook de praktijk SCOP-waarde daar tussenin liggen. Omdat het rendement van een WP sterk niet-lineair afhangt van buitentemperatuur, benodigde watertemperatuur en het afgegeven vermogen is het noemen van één cijfer bijv. COP 35 / 7 (35°C watertemperatuur en 7°C buitentemperatuur, welk vermogen? ) volstrekt nietszeggend.

 

Deel deze pagina