Voorbeeld berekening energieverbruik van een warmtepomp

Laten we om te beginnen eerst vaststellen dat het werkelijk energieverbruik lastig tot op de kW nauwkeurig te voorspellen is. U heeft als bewoner namelijk (veel) invloed op het werkelijk gebruik.

• Hoe lang staat u bijvoorbeeld onder de douche en met hoeveel liter water per minuut (heeft u een normale douchekop, spaardouche of regendouche) ?
• Houdt u ramen en deuren goed gesloten tijdens het koel- of verwarming seizoen?
• Houdt u de woning op een constante temperatuur van bijvoorbeeld 20 ºC?

We hebben voorbeelden te over waarin bewoners in dezelfde straat, met hetzelfde type verwarming, toch allemaal een ander verbruik hadden. Toch kunnen we theoretisch en met behulp van kengetallen (ervaringscijfers) iets over het te verwachten gebruik zeggen.

We maken een voorbeeld, u kunt dit volgen om vervolgens uw eigen gegevens hierbij te gebruiken.

Wat is het te verwachten energie verbruik voor deze nieuwbouw hoekwoning 2019 :

We beginnen met bekende gegevens te verzamelen:

Het GO (gebruiksoppervlakte) is hier BG  (8 x 7 =) 56 m²  + 1e verdieping (8 x 7 = ) 56 m² + zolder (8 x 3 =) 24 m² =

(ruimte lager dan 1,5 meter hoeven we niet mee te tellen om het GO vast te stellen)

Totaal dus 56 + 56 + 24 = 136m²

Daarnaast heeft de architect ons laten weten dat de woning voldoet aan EPC 0,4 / Dak Rc 6.

Er is gekozen voor een bodemenergie-warmtepomp, merk X van 6 kW afgiftevermogen.

Van dit type warmtepomp vroegen we bij de fabrikant het energielabel en  Product Fiche op;

Dit Product Fiche behoeft enige toelichting.
Dit label wordt in Europa uitgegeven voor 3 type klimaat:

• koud = Noord Europa
• gemiddeld = Midden Europa
• warm = Zuid Europa

Nederland valt onder het gemiddeld klimaat, in het Engels is dat "average climate".

We zoeken 2 SPF waarden (theoretisch jaar rendement) namelijk dat voor verwarming en dat voor tapwater.
Voor verwarming (space heating) nemen we het getal dat bij 35 º C aanvoer hoort / bron 0 , soms ook wel geschreven als 0/35.
We nemen deze 35 º C omdat het nieuwbouwhuis  is voorzien van vloerverwarming.

In het product fiche zien we staan dat het rendement bij 35 graden uitgaand van het gemiddeld klimaat (NL) 184 % is.

Het rendement in een product fiche houdt rekening met het rendement van de elektriciteitcentrale tot 2021 wat in Europa is gesteld was op 40% .

Om het SPF, SCOP te bepalen mogen we 184 (%) delen door 40 (%) = 4,6  = SPF voor verwarming

Voor tapwater zien we staan (water heating) 98% rendement : 40 = 2,45 = SPF voor tapwater.

Noot; Vanaf 1 januari 2021 is het rendement van de elektriciteitcentrale vastgesteld op 69% (PER factor 1,45)
Als u een fiche van na deze tijd heeft kunt u dus delen door 69 !
Het rendement uit dit voorbeeld wordt dan weergegeven als 317% (delen door 69 geeft weer SPF 4,6)

Type Ventilatie

De architect heeft in deze woning gekozen voor CO2 gestuurde ventilatie.

En deze woning uit 2019 heeft een dak Rc waarde van 6.

Indicatiegetal uit tabel:

We kijken even in bovenstaande tabel en zien dat een woning met dakisolatie Rc 6 uit 2019 voorzien van CO2 gestuurde ventilatie een kengetal heeft van 40 Watt/m².  Het gaat om een hoekwoning dus we hoeven hierop geen aanpassing te doen.

We kunnen nu het GO (gebruiksoppervlakte) van de woning 136 m² vermenigvuldigen met 40 Watt/m²
(136 x 40 ) = 5440 Watt.  Of wel 5,44 kW.  Dit is het op te stellen theoretisch vollast verwarmingvermogen wat nodig is.
(De 6 kW warmtepomp was dus prima gekozen)  Uitgangspunt voor de woning blijft voor de berekening 5,44 kW.

Energie nodig voor verwarming van de woning:

We zien ook in de tabel het kengetal van 1400 Vollast draaiuren.

Het toestel gaat dus in een jaar voor verwarming afgeven aan het systeem: 1400 uur x 5,44 kW = 7616 kWh.
Dat is het af te geven verwarmingsvermogen.
Eerder hadden we gezien dat het SPF voor verwarming, van de gekozen warmtepomp, 4,6 bedraagt.

Afgegeven energie : toegevoerde energie = rendement.
7616 kWh : toegevoerde energie = 4,6

We kunnen dat natuurlijk omdraaien 7616 : 4,6 = afgerond 1656 kWh toegevoerde energie uit het net (= jaarverbruik verwarming)

Gratis uit de bodem hebben we dus gekregen 7616 - 1656  = 5960 kWh

Energieverbruik voor passiefkoelen van de woning

Omdat we een bodemenergie-warmtepomp hebben gekozen, kunnen we relatief goedkoop passief koelen.

Voor koelen hoeft enkel de bronpomp en cv-pomp te draaien.  Als beide circuits over een platenwisselaar worden gestuurd kun je dus met de relatief koude bron de warmere woning koelen.

Als we vanaf een buitentemperatuur van 21 graden willen koelen geeft dat ca. 600 koel-bedrijfsuren per jaar.

De bronpomp gebruikt in ons voorbeeld 75 Watt en de afgifte cv-circulatiepomp 60 Watt.

Bij elkaar opgeteld dus 135 Watt, welke 600 uur in bedrijf zijn.
dat geeft 135 x 600 = 81.000 Watt uur /  of wel 81 kWh voor koelen (1000 Watt is 1 kW)

Tapwaterverbruik

In de woning komt een gezin van 3 personen,  we kijken even in deze tabel:

In bovenstaande tabel zien we dat per jaar voor  'douche, bad middel'  voor 3 personen 2626 kWh benodigd is aan energie.
Bij een warmtepomp kunnen we echter een deel van deze energie 'gratis' winnen.
In de product fiche zagen we voor tapwater een SPF van 2,45 .

Afgegeven energie : toegevoerde energie = rendement.
2626 kWh : toegevoerde energie = 2,45

We kunnen dat natuurlijk omdraaien 2626 : 2,45 = afgerond 1072 kWh energie uit het net voor tapwater

Energieverbruik voor desinfectie van de warmtepomp boiler

We breiden dit nog even uit met 'desinfectie' .  De warmtepomp houdt onze boiler warm op 57 ºC.
Een keer per week doen we 'desinfectie' en brengen we de tapwater temperatuur naar 65ºC.

De gekozen boiler heeft een inhoud van 200 liter tapwater.

We gaan dus 52 x per jaar 200 liter tapwater opwarmen van 57ºC (doet de compressor) naar 65ºC (elektrisch element)

We nemen, voor uitrekenen,  een oude simpele formule die voor water geldig is en is afgeleid van Q = M x C x Delta T.
Namelijk:  (Aantal liter x Delta T) : 860 = kWh energie.

Delta T is dus 65ºC (doel) - 57ºC (huidig) = 8ºC

Eerst voor 1 week: 200 liter x 8ºC = 1600
Nu delen we de 1600 door 860 = 1,86 kWh
Dit x 52 weken = 97 kWh per jaar nodig voor desinfectie.
Een Elektrisch element heeft een rendement van 1, stroom wordt direct omgezet in warmte. 
Dus 97 kWh voor desinfectie  is ook wat uit het net moet komen.

Nu weten we dus het te verwachten jaarverbruik van de warmtepomp in deze nieuwbouw woning, bewoont door 3 personen.

1656 kWh verwarmen + 81 kWh voor koelen + 1072 kWh tapwater + 97 kWh voor desinfectie.
Totaal energie verbruik in deze voorbeeld woning per jaar= 2906 kWh voor deze  4 functies samen.

Energieverbruik consumptie verbruik

Nog even om het verhaaltje verder uit te breiden:
Stel dat het energieverbruik voor consumptie (koken, tv, multimedia, enzovoorts) 3500 kWh per jaar is.
Dan is het totaal energieverbruik op de KWh meter in de meterkast per jaar: (2906+3500=) 6406 kWh in deze woning.

PV-panelen

Een op het zuiden gericht  en geoptimaliseerd PV-paneel van 320 Watt Piek, wekt per jaar c.a. 288 kWh aan energie op.

Als ons jaarverbruik 6406 kWh is en we delen dit door 288 kWh = afgerond naar beneden 22 panelen.

Met 22 PV-panelen zouden we dus theoretisch tot een 'nul op de meter woning' kunnen komen in deze voorbeeld woning.

Invloed lucht-water in plaats van brine-water

Even nog ter aanvulling : stel nu dat bovenstaande woning geen bodemenergie-warmtepomp (brine-water) had maar een lucht-water-warmtepomp met toevallig hetzelfde SPF-getal voor verwarming en tapwater.

Laten we daar gemakshalve even van uit gaan. Dan wordt alleen het verbruik tijdens koelen anders.

We kunnen er voor kiezen om wat minder te koelen dan bij de bodemenergie, wat resulteert in een minder goed gekoelde woning, maar voor een eerlijk vergelijk gaan we ook even uit van 600 uur koelen.  Laten we uitgaan dat het SEER (seizoen rendement voor koelen) 3,1 is en het koelvermogen 4,8 kW is  (te vinden in technische gegevens / energielabel warmtepomp) 

600 uur koelen x 4,8 kW geeft afgegeven voor koelen per jaar 2880 kWh.
Deze mogen we ook weer delen door het rendement om zodoende de toegevoegde energie te berekenen.

2880 kWh : 3,1 (SEER) = 929 kWh per jaar aan energie voor koelen. 

(Dat is dus 929 - 81 = 848 kWh per jaar meer dan bij brine-water warmtepomp)

Om hier weer op 0 op de meter te komen zouden ongeveer 25 PV panelen nodig zijn in plaats van 22.

Energieverbruik in Euro warmtepomp t.o.v. cv-ketel:

Als we toch aan het rekenen zijn.   

Uitgangspunt bovenstaande woning.  Stel 1m³ aardgas kost € 0,80 en een kWh elektra kost € 0,20
(Gebruik eventueel je eigen energie kosten om na te rekenen)

Bodem-energie alleen tapwater verwarming / desinfectie en verwarmen:

1656 kWh verwarmen + 1072 kWh tapwater + 97 kWh desinfectie = 2825 kWh verbruik.
2825 kWh x € 0,20 = € 565 ,- per jaar.

HR-cv-ketel:

Tapwater en woning verwarming.
Om dit uit te rekenen moeten we weer even terug naar benodigde af te geven energie:

7616 kWh verwarmen + 2626 kWh tapwater = totaal 10242 kWh af te geven energie.
Netto blijft van 1m³ aardgas ongeveer 8,8 kWh energie over (bij een HR-ketel / gerekend met bovenwaarde)
10242 : 8,8 resulteert afgerond in 1164 m³ aardgasverbruik per jaar.

1164 m³ x € 0,80 = afgerond € 931,- per jaar.

Zonder koelen (omdat een cv-ketel dit niet kan) is de besparing door toepassing van een warmtepomp.
€ 931,- minus € 565,- = € 366,- per jaar.

In procenten:

(565 : 931) x 100 = 60,68%
Afname =
(565-931) :( 931) x 100 = 39,32 % besparing

(60,68 + 39,32 = 100)

Stel dat we de woning ook willen koelen:

Met bodemenergie kwamen we dan, met passiefkoelen, aan een verbruik van:
1656 kWh verwarmen + 81 kWh voor koelen + 1072 kWh tapwater + 97 kWh voor desinfectie = 2906 kWh

Geeft aan energiekosten per jaar: 2906 kWh x €0,20 = € 581,20

Met een lucht-water-warmtepomp (met zelfde SPF voor tapwater en verwarming) wordt dit (met actiefkoelen):
1656 kWh verwarmen + 929 kWh voor koelen + 1072 kWh tapwater + 97 kWh voor desinfectie = 3754 kWh

Geeft aan energiekosten per jaar: 3754 kWh x €0,20 = € 750,80

Stel dat we naast de  cv-ketel een airco hangen en we uitgaan (voor een eerlijk vergelijk) van hetzelfde koelvermogen en rendement voor actief koelen.
1164 m³ gas + 929 kWh elektra voor actief koelen.

(1164 m³ x € 0,80) + (929 kWh x €0,20) = (931 + 185) = € 1116,- per jaar aan energiekosten.

Resumé:  Energiekosten per jaar voor verwarmen + tapwater verwarmen + koelen.
Bodem warmtepomp € 581,20
Lucht/water warmtepomp € 750,80
HR ketel + airco: € 1116,-