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 (maximaal 10 minuten per dag luchten!)
• 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 hebben. Toch kunnen we theoretisch en met behulp van kengetallen (ervaringscijfers) iets over het te verwachten gebruik zeggen.

We maken een voorbeeld, u kunt dit stap voor stap volgen door uw eigen gegevens te gebruiken. 

Onze voorbeeldwoning:

Onze voorbeeldwoning is een hoekwoning uit 1962. 

BG = 5,47 m x 8 m = 43 m², boven idem 43 m², zolder (tot 1,5 meter hoog) 5,46 m x 5 m = 27,3 m²
Totaal gebruiksoppervlak = 43 + 43 + 27,3 = 113,3 m² 

In 2005 is de woning voorzien van dubbelglas, spouwmuur isolatie en is de zolder (aan de binnenkant) geïsoleerd. 
Het gemiddeldgasverbruik over de laatste jaren is 1600 m³ gas per jaar. 

De woning heeft geen ligbad maar uiteraard wel een douche. Er wonen 4 personen.  2 ouders met 2 'tieners'. 

De kamerthermostaat staat overdag op 20 ºC en in de nacht op 17 ºC.  De gehele woning wordt warm gehouden.  Op zolder is een 'game-ruimte' gemaakt voor de tieners.   De woning is niet voorzien van vloerverwarming. Overal zijn er radiatoren. 

De bewoners hebben afgelopen winter de 50 graden test gedaan. 

Tapwaterverbruik

Helaas heeft de woning nog geen slimme meter. Met een slimme meter hadden we het gasverbruik tijdens de zomermaanden kunnen zien, wanneer er geen verwarming nodig was. Daarmee hadden we een inschatting van warmtapwater verbruik kunnen maken. De bewoners vertelde ons dat ze alle dagelijks douchen.

We maken gebruik van onderstaande indicatietabel:

In de tabel zien we bij 4 personen en een douche een gemiddeld gasverbruik per jaar van 348 m³ gas per jaar.

We halen dit verbruik van het totaal af en krijgen zodoende het aantal m³ wat nodig was voor verwarmen. (Er werd ook op gas gekookt, maar die circa 30 m³ per jaar laten we buiten beschouwing). 

1600 m³ gas totaal minus tapwater 348 m³ gas = 1252 m³ gas per jaar voor alleen verwarmen (zonder tapwater).

Gasverbruik per m² woningoppervlak (GO) 

Om een goede indruk te krijgen van de woning (meer gevoel erbij te hebben of we goed bezig zijn) maken we nu de volgende som:

Gasverbruik voor verwarmen van de woning per jaar  :   (gedeeld door) Gebruiksoppervlak = Gasverbruik per m² GO

1252 m³ gas : 113,3 m² = 11,05 m³ gas per m² GO 

We gaan nu in deze tabel van een hoekwoning kijken : 

Met dit gasverbruik van 11,05 m³ per m²  (hoekwoning) zitten we boven (10,7) het 'fictief' bouwjaar 1992-1999 , maar onder (12,4) 1975-1991. Onze woning uit 1962 is dus inmiddels 'gelijkwaardig' met betrekking tot isolatiewaarde, aan een woning gebouwd tussen 1975 en 1991. Dat is mooi om te constateren. Er is dus al energie bespaard! 

Bepaling warmtepompvermogen voor verwarmen (exl. tapwater). 

Bij de gevonden 'fictieve' 1975 / 1991 woning zien we 1750 vollasturen staan.  Daar gaan we nu zo mee rekenen. 

Maar eerst bepalen we de verbruikte energie voor verwarmen in kWh. 

In één m³ gas zit netto voor verwarmen 8,8 kWh aan energie. 
1252 m³ gas (voor verwarmen) x 8,8 kWh (netto in gas)  = 11.017,6 kWh op een jaar was nodig voor verwarmen.

We nemen deze 11.017,6 kWh en delen die nu door de gevonden vollast uren. 
11.017,6 kWh : 1750 = 6,295 kW vermogen is nodig voor verwarmen. 

Op te stellen vermogen voor verwarmen per m² GO

We kijken ook nog naar een andere mogelijkheid in de tabel. 

In bovenstaande tabel zien we, verkregen uit databases en berekeningen, voor een 'fictieve woning' uit 1975-1991 een richtgetal van 62,4 Watt per m².  Dit is een kengetal om het op te stellen vermogen te bepalen . We doen nu het GO 113,3 m² x 62,4 = 7069,92 Watt.  Of wel afgerond 7 kW.  Met deze tabel zitten we dus wat hoger in vermogen dan net eerder al beredeneerd.  We laten deze voor wat het  is en gaan uit van de eerder gevonden 6,29 kW op te stellen voor verwarming.  We zitten immers in die zelfde buurt en het is en blijft een benadering. 

Bijtelling vermogen voor tapwater

Bij het berekende op te stellen verwarmingsvermogen van  6,29 kW tellen we nu tapwater bij.
De bijtelling voor 4 personen met douche lezen we af in de tabel: 0,82 kW. 

De op te stellen warmtepomp moet (voor 100% dekking) 6,29 + 0,82 = 7,11 kW zijn
die nodig zijn bij - 10 ºC buitentemperatuur (warmteverlies berekening uitgangspunt).

In ons voorbeeld kiezen we hier voor een luchtwater warmtepomp met een bijbehorende binnenunit welke een boiler van 180 liter aan boord heeft. 

In de documentatie van dat gekozen toestel (gelijkwaardigheid / energielabel / product fiche ) zien we voor verwarming een vermogen van 5,6 kW bij  -7/55 staan. 

Dat betekend dat dit toestel bij -7 ºC buitentemperatuur een vermogen kan leveren van 5,6 kW om radiatoren te verwarmen naar 55 ºC.  Het hierbij vermelde SCOP bedraagt 3,8.  Voor tapwater zien we een SCOP van 2,7 staan in die documentatie.   Daar gaan we dadelijk mee rekenen. Maar omdat we een iets kleiner toestel kopen (uit financiële overweging bij de aanschaf) kijken we eerst nog naar:

Beta-factor en vermogensdekking vs jaarbehoefte dekking

Opgesteld vermogen : benodigd vermogen = Beta-factor.
5,6 kW (ons gekozen toestel) : 7,11 kW (totaal nodig) = 0,78
In plaats van 100%  vermogensdekking hebben we dus gekozen voor 78% vermogensdekking. 

We zien dat we met factor 0,7  98% van de jaarbehoefte kunnen dekken en met factor 0,8 zelfs 99%. 

We kunnen dan interpoleren en stellen dat we met 78% opstelling 98,8 % van de jaarbehoefte dekken.
(Interpoleren is lineair de tussenuitkomst bepalen)

Slechts 1,2 % dient van bijverwarming te komen (het elektrisch element in de binnenunit) .

Benodigde energie

We gaan nu terug in de gegevens die we hebben verzameld:

• Totaal was 1600 m³ gas nodig.  Waarvan 348 m³ voor tapwater en 1252 m³ voor verwarmen. 
• De jaar behoefte voor verwarmen en tapwater in kWh: 1252 m³ aardgas x 8,8 (netto energie inhoud aardgas voor verwarmen) = 11017,6 kWh verwarmen.
• 348 m³ aardgas x 8,8 = 3062,4 kWh voor tapwater. 

Omdat tapwater met  een bepaalde voorkeur wordt gedaan kan de warmtepomp dit altijd wel dekken.  Voor verwarmen komen we in de winter iets te kort (1,2 %). 

Van de benodigde 11017,6 voor verwarmen wordt 98,8% (= x 0,988) door de compressor gedaan: 10885,4 kWh
De overige (11017,6 - 10885,4)  (1,2%) wordt gedaan door een elektrisch element 132,2 kWh. (doordat we bewust een iets te klein toestel haaden gekozen / beta-factor) 

Voor tapwater is 348 m³ x 8,8 = 3062,4 kWh nodig (dat hadden we eerder ook gezien). 

Verbruikte energie

• Voor verwarmen wordt  10885,4 kWh door de warmtepomp gedaan met een SCOP (rendement) van 3,8  geeft (delen op elkaar)  afgerond 2864,57 kWh verbruik.
• Voor verwarmen wordt 132,2 kWh met een element gedaan (COP 1) blijft 132,2 kWh
• Voor tapwater is het SCOP 2,7 dit maakt 3062,4 nodig gedeeld door rendement 2,7 =  afgerond 1134 kWh. 

Totaal stroomverbruik in ons voorbeeld: 2864,57 + 132,2 + 1134 = 4130,77 kWh per jaar. 

Stel dat gas € 1,30 per m³ kost en stroom € 0,30 per kWh (gebruik uw eigen tarief) 

Eerst 1600 m³ gas x € 1,30 = € 2080,- per jaar 
Met de gekozen (iets te kleine) warmtepomp: 4130,77 kWh x € 0,30 =  afgerond € 1239,23,-  per jaar.

Besparing aan energiekosten in dit voorbeeld

Eerst gas € 2080,- nu stroom  €1239,23,- is (2080 - 1239,23 ) €  840, - besparing per jaar. 

(840/2080=0,40) 40% besparing !

PV panelen en een warmtepomp

Stel nu dat je PV-panelen op dak hebt liggen die een deel van de benodigde 4130 kWh per jaar kunnen leveren. Dan wordt het natuurlijk nog meer besparing !  

Alternatief snelle groffe (oude) berekenings methode: 

Daarbij slaan we alle voorgaande stappen over.

De  installateur stelde wel eens  'm³ gas x 2,5  = stroomverbruik warmtepomp in kWh '

1600 m³ gas x 2,5 = 4000 kWh

Ketel:   1600 m³ gas x (neem uw eigen tarief) €1,30 = € 2080,- per jaar
Warmtepomp:  4000 kWh x € 0,30 = € 1200 ,- per jaar

Besparing 2080 - 1200 = €  880,- per jaar.   (880/2080=0,42)   42 % besparing!