Hoog Temperatuur - WARMTEPOMP (HT)

Hoog Temperatuur warmtepompen; We horen er steeds meer van en de eerste zijn al op de markt verschenen. 

Warmtepompen die een aanvoertemperatuur van 70 ºC kunnen bereiken. Dit wordt mogelijk gemaakt door koudemiddelen te gebruiken zoals bijvoorbeeld R290 (propaan) met bepaalde druk/temperatuur eigenschappen die net iets anders liggen als bijvoorbeeld bij het bekende R407c. Het verdampen en condenseren verloopt bij propaan (bijvoorbeeld) dus met net iets andere temperaturen en drukken. Het zogenaamde kritisch punt ligt daar hoger waardoor een hogere temperatuur haalbaar is.

Hier en daar lezen we dat dit de oplossing zou zijn voor de bestaande bouw.  Dus de ketel kan eruit en dit type warmtepomp kan er voor in de plaats komen.  Maar is dit waar ?   Het antwoord is Ja, maar toch ook een beetje Nee.

JA  je kan deze toepassen in een minder goed geïsoleerde woning en met 70 ºC je radiatoren verwarmen.

Maar NEE het is misschien niet het verstandigste wat je kan doen. 

WE VOLGEN, OM DIT DUIDELIJK TE MAKEN, EEN VOORBEELD;

Stel dat je nu met een aardgas HR-ketel 2000 m³ gas per jaar verbruikt voor verwarming en tapwater.
Dat is 2000 m³  Gronings aardgas x nuttige energie inhoud verwarmen op bovenwaarde 8,8 = 17.600 kWh afgegeven energie.

Je betaald daarvoor (reken met je eigen m³ prijs) bijvoorbeeld 2000 m³ x € 0,70  = € 1400, - per jaar.

Grafief:  Links op de as het rendement in COP, onder op de lijn de aanvoertemperatuur verwarming in ºC
U ziet dat het  rendement hoger wordt als de aanvoertemperatuur lager is.

Hierboven ziet u een 'voorbeeld' COP (rendement) verloop van een bepaald type lucht/water HT warmtepomp.

Het COP is hier ingetekend bij een buitentemperatuur (buitenlucht is de bron van energie)  van + 7ºC.

Bij een buitenluchttemperatuur die hoger is ligt deze lijn hoger en bij een lagere buitentemperatuur lager.

Stel dat we bijna het hele seizoen met een hoge temperatuur (tussen 60 en 70 ºC aanvoer) werken, en het SCOP (seizoensrendement)  voor het jaar komt te liggen op 1,9.

Geleverde energie : toegevoerde energie = rendement  

Wat weer gelijk is aan Geleverde energie : rendement = toegevoerde energie.

Dan hebben we om 17.600 kWh te leveren, delen door rendement 1,9 = 9.263 kWh nodig uit het net.
De energiekosten zijn dan 9.263 kWh x (gebruik je eigen kWh prijs) € 0,20 = € 1852,- per jaar.
(Met aardgas was dit €1400,-)

De huidige aardgas- en elektroprijs maken het dus niet aantrekkelijk.  Pas als gas veel duurder wordt t.o.v. elektra wordt het interessant om dit te doen.  Daarom onze NEE,  maar JA het kan dus wel.

Noot:  Misschien kan het jaarrendement SCOP/SPF in uw woning toch iets beter uitpakken als bovengenoemd. Wellicht heeft u de 70 ºC aanvoertemperatuur alleen hartje winter nodig en niet in het voor- en najaar. Mogelijk red je het daar, afhankelijk van het afgiftesysteem in je woning, met 50 ºC. Dan pakt het beter uit dan in bovenstaand voorbeeld.

Daarnaast zijn de gasprijzen momenteel (december 2021) veel hoger dan boven genoemd (afhankelijk van je energie contract).  Echter stroom- en gasprijzen zijn min of meer gekoppeld. Dus als de gas duurder wordt stijgt ook de prijs voor elektra. 

Met betrekking tot CO² uitstoot:

Bestaande gasketel in dit voorbeeld 2000 m³ aardgas (x emissiefactorgetal 1,890) = 3788 kg CO₂ per jaar.
HT warmtepomp in dit voorbeeld 9263 kWh elektra (x emissiefactorgetal grijze stroom 0,649) = 6011 kg CO² per jaar.
(Met groene stroom kan dit laatste getal veel lager zijn)

Het voorbeeld wordt veel gunstiger als we met een LT warmtepomp en afgiftesysteem kunnen werken.

Het jaarrendement kan bij LT- (laag temperatuur) systeem bijvoorbeeld een SCOP/SPF  van 4,6 halen.

Dan hebben we om 17.600 kWh te leveren, delen door rendement 4,6 = 3826  kWh nodig uit het net.
De energiekosten zijn dan 3826 kWh x (gebruik je eigen kWh prijs) € 0,20 = € 765,- per jaar.

Veel goedkoper dan met aardgas HR ketel of HT warmtepomp dus.

Resumé voorbeeld 2021 ;

Resumé in euro energiekosten en kg CO2 uitstoot van het voorbeeld met 2000 m³ gasverbruik:

• Aardgas (verwarmen met 70ºC)  2000 m³ x € 0,70 =  €1400 ,- per jaar aan energiekosten met een uitstoot van 3788 kg CO₂ per jaar
• HT warmtepomp (verwarmen met 70ºC)  9.263 kWh x € 0,20 = € 1852,- per jaar aan energiekosten met een uitstoot van 6011 kg CO₂ per jaar.
• LT warmtepomp (verwarmen met 35ºC)  3826 kWh x  € 0,20 = € 765,- per jaar aan energiekosten met een uitstoot van 2483 kg CO² per jaar.

( uitstoot CO² is berekend met grijze stroom / groene stroom geeft een veel lagere uitstoot)

U begrijpt uit bovenstaand nu waarom men steeds hamert op een Laag Temperatuur Warmtepompsysteem.

R290 Propaan warmtepomp, voorbeeld van een druk/temperatuur overgangspunt:

We zien meteen in de slider hierboven dat het kritischpunt van R290:  96,7 ºC bedraagt.
In bovenstaand voorbeeld zien we dat bij 31,32 bar druk de overgang van vloeistof en dan via damp naar gas bij 80ºC ligt.
Een andere druk geeft een andere overgangstemperatuur !