Is het mogelijk om het vermogen van een warmtepomp in te schatten op basis van het huidige stookolieverbruik?

Antwoord

Beste Dirk

Het antwoord op je vraag is "ja en nee". We kunnen op basis van het stookolieverbruik zeker een inschatting maken van het nodige vermogen van een warmtepomp, want energiegebruik = vermogen x tijd. Bij verwarming wordt energiegebruik vaak uitgedrukt in kWh (kilowatt-uur) en vermogen in kW (kilowatt). Als een installatie 10 kWh energie gebruikt in een periode van 2 uur, dan is het vermogen van die installatie 5 kW, want 5 kW * 2 uur = 10 kWh.

In jouw situatie kunnen we het jaarlijkse stookolieverbruik van 2500 liter vertalen naar een warmtevraag van 25 000 kWh per jaar, want 1 liter stookolie is gelijk aan 10 kWh warmte. Wellicht ligt het rendement van de stookolieketel rond 85%. Dan is de effectieve warmtevraag van de woning slechts 21 000 kWh per jaar. 

Om het vermogen daaruit af te leiden, moeten we enkele aannames over het aantal verwarmingsuren per jaar maken: 

• Het verwarmingsseizoen loopt typisch van oktober tot en met april. Dat is ongeveer 5000 uur per jaar.
• De verwarming staat natuurlijk niet continu aan gedurende die 5000 uur. We veronderstellen dat de verwarming 's nachts (bv. 22u - 6u) niet aanstaat. Dan blijven er nog 3300 uur over. Aan het begin en het einde van het verwarmingsseizoen zal de verwarming ook niet continu werken, dus dan daalt het aantal effectieve verwarmingsuren verder naar 2500 - 3000 uur.

Als we die informatie (een warmtevraag tussen 21 000 en 25 000 kWh per jaar en het aantal effectieve verwarmingsuren tussen 2500 en 3300 uur) combineren met bovenstaande formule:

• 25 000 kWh / 2500 uur = 10 kWh (grootst ingeschatte energievraag in de kleinste tijdsperiode)
• 21 000 kWh / 3300 uur = 6,4 kW (laagst ingeschatte energievraag in de grootste tijdsperiode)

We kunnen uit deze eenvoudige berekening ruwweg inschatten dat het thermische vermogen van de warmtepomp tussen 6,5 en 10 kW moet liggen.

Echter zijn er een aantal andere aspecten die een zeer grote invloed hebben op het nodige vermogen, waardoor het effectief te installeren vermogen sterk kan afwijken van de bovenstaande inschatting.

1 De piekvraag

Het nodige vermogen wordt eigenlijk bepaald door de piekvraag. De piekvraag is de maximale hoeveelheid warmte die je tijdens een heel korte periode nodig hebt om je woning te verwarmen. Die piekvraag wordt bepaald door het gebouw en de berekening ervan is vastgelegd door een norm (EN 12831). Die berekening houdt rekening met het warmteverlies van de woning, de infiltratie- en ventilatieverliezen van de woning en een opwarmfactor om een afgekoelde woning terug op een aangename temperatuur te brengen. De warmteverliezen worden typisch berekend bij een buitentemperatuur van -8 °C en een binnentemperatuur van 20 °C. Eigenlijk bepaalt die berekening hoeveel vermogen er nodig is om bij een buitentemperatuur van -8 °C een afgekoelde woning (bv. 16 °C) terug op te warmen naar de gewenste binnentemperatuur van 20 °C. Die berekening kunnen we niet maken op basis van het stookolieverbruik, maar die kan wel ingeschat worden op basis van een EPC-rapport van de woning. In principe wordt het vermogen van de verwarmingsinstallatie dan gelijkgesteld aan de berekende piekvraag. Maar de code van goede praktijk voor warmtepompen schrijft voor om het vermogen van de warmtepomp gelijk te stellen aan 85% van de berekende piekvraag.

2 De "efficiëntie" van de warmtepomp

Een warmtepomp heeft een variabele efficiëntie, ook wel prestatiecoëfficiënt (of coefficient of performance in het Engels) genoemd. Dit wil zeggen dat het elektriciteitsverbruik om dezelfde hoeveelheid warmte te leveren afhangt van zowel de buitentemperatuur als de temperatuur in het verwarmingssysteem (de radiatoren). Daarom is het bij een warmtepomp steeds belangrijk om na te kijken wat het vermogen is bij een lage buitentemperatuur en de benodigde temperatuur in het verwarmingssysteem. Deze informatie staat vermeld in de technische specificaties van de warmtepomp. De vuistregel is: hoe lager de buitentemperatuur, hoe lager de efficiëntie; hoe hoger de afgiftetemperatuur (temperatuur in het verwarmingssysteem), hoe lager de efficiëntie. Een warmtepomp werkt dus efficiënter wanneer de buitentemperatuur hoog is en de temperatuur in het verwarmingssysteem laag is. De buitentemperatuur kun je niet kiezen noch beïnvloeden, maar de temperatuur van het verwarmingssysteem kun je wel aansturen en verlagen indien mogelijk. 

Kleine noot, ter nuance: in de Scandinavische landen worden veel woningen met een warmtepomp verwarmd, dus ook bij lage buitentemperaturen werken lucht-waterwarmtepompen goed.

3 De sturing van de warmtepomp

De sturing van de warmtepomp is wellicht het aspect met de grootste impact op het nodige vermogen. Traditionele verwarmingssystemen worden aangestuurd met een "domme" thermostaat. Een klassieke thermostaat meet de binnentemperatuur. Wanneer de binnentemperatuur te laag is, schakelt de verwarming aan. Wanneer die te hoog is, schakelt de verwarming uit. Typisch wordt er een tijdsregime aan toegevoegd: 's nachts staat de verwarming uit en 's ochtends schakelt die aan en moet de verwarming de afgekoelde woning opnieuw opwarmen. 

Als je deze "domme" thermostaat gebruikt in combinatie met een warmtepomp, leidt dit typisch tot een hoog benodigd vermogen en een slechte energie-efficiëntie van de warmtepomp, want de warmtepomp moet dan een hoge temperatuur leveren aan de radiatoren in de woning. Onderzoek naar "slimme" thermostaten toont aan dat het beter is om de warmtepomp en het verwarmingssysteem gedurende langere periodes te activeren, zodat de warmtepomp de woning kan verwarmen met een lagere temperatuur in het verwarmingssysteem en met een lager vermogen. Dit verhoogt de energie-efficiëntie van de warmtepomp en verlaagt het benodigde vermogen. In die energie-efficiëntie schuilt eigenlijk een paradox. Door het verwarmingssysteem langer te laten werken, zal uiteindelijk meer warmte aan de woning geleverd worden, maar omdat de energie-efficiëntie hoger is, zal de warmtepomp minder elektriciteit verbruiken. Een lager elektriciteitsverbruik en een lager benodigd vermogen leiden tot lagere kosten.

Verder toont onderzoek naar "slimme" thermostaten aan dat het nuttig is om de warmtevraag voor de komende dag(en) te voorspellen. Door de weersvoorspellingen mee te nemen, kan de warmtepomp de meest efficiënte momenten (bij hogere buitentemperaturen) uitkiezen en de minst efficiënte momenten (bij lagere buitentemperaturen) vermijden. Dat betekent dat de warmtepomp de binnentemperatuur tijdens de dag zal verhogen naar 21 °C of zelfs 22 °C in plaats van 20 °C en de woning als een soort warmtebatterij gebruikt om 's avonds en 's nachts minder te moeten verwarmen en de woning terug te laten afkoelen naar 20 °C.

4 Huidige radiatoren

Zoals hierboven reeds vermeld, is het beter om de toevoertemperatuur in het verwarmingssysteem te verlagen. Echter, de huidige radiatoren zijn elk beperkt in het vermogen dat zij kunnen leveren aan de binnenruimtes. Wellicht is de huidige toevoertemperatuur in het verwarmingssysteem met stookolieketel momenteel hoog (tussen 60 °C en 90 °C). Met die werkingstemperatuur kunnen de huidige radiatoren hun maximale vermogen leveren. Wanneer de toevoertemperatuur lager is, zullen de radiatoren minder vermogen leveren. Bij een warmtepomp verkiezen we typisch toevoertemperaturen lager dan 50 °C. Het is goed om de prestatie van de radiatoren bij verschillende toevoertemperaturen na te kijken in hun technische specificatie, want als de radiatoren slechts een bepaald vermogen kunnen leveren bij een bepaalde toevoertemperatuur, heeft het geen zin om een warmtepomp met een hoger vermogen te plaatsen. Als die technische informatie niet onmiddellijk te vinden is omdat de radiatoren reeds ouder zijn, kun je ook een zogenaamde 50 °C-test uitvoeren. Daarbij beperk je de toevoertemperatuur van de stookolieketel tot 50 °C. Als het dan in de winter binnen warm genoeg is, weet je dat je woning warmtepompklaar is.

Hopelijk geeft dit uitgebreide antwoord met extra kadering en uitleg meer inzicht in de werking en het uitkiezen van een geschikte warmtepomp voor je woning. Het is in elk geval heel fijn dat je die keuze overweegt!

Tot slot, op 21 oktober is het Heat Pump Day, dus ik wens je alvast een Happy Heat Pump Day!