Warm water met een warmtepompboiler

Sanitair warm water verbruikt veel energie – al is dat natuurlijk ook afhankelijk van welk systeem je gebruikt. Tegenwoordig zijn warmtepompboilers een van de meest vooraanstaande besparende opties. We vertellen je meer over de werking, de voor- of nadelen en andere praktische zaken.

Wat is een warmtepompboiler

Warmtepompboilers situeren zich in de klasse van de hernieuwbare energie. Een warmtepompboiler maakt gebruik van het systeem van een warmtepomp, maar dan specifiek gericht op het opwarmen van sanitair water.

Hoe werkt een warmtepompboiler?

Het werkingsprincipe van een warmtepompboiler kan eenvoudig beschreven worden met een koelkast. Een koelkast bevat namelijk een koudemiddel dat warmte onttrekt aan de binnenkant van de kast. Die warmte wordt dan buiten afgegeven.

Een warmtepompboiler werkt op een gelijkaardige manier. De warmtepompboiler zuigt lucht aan uit de omgeving en haalt hier warmte uit door middel van een verdamper. De warmte wordt vervolgens overgebracht naar een koudemiddel dat in de verdamper circuleert. Het koudemiddel verdampt en wordt naar een compressor geleid. De compressor verhoogt de druk van het koudemiddel, waardoor de temperatuur stijgt. Het hete koudemiddel wordt vervolgens naar een condensor geleid, waar het zijn warmte afgeeft aan het water in de boiler.

Het afgekoelde koudemiddel wordt vervolgens teruggeleid naar de verdamper om het proces opnieuw te starten. Op deze manier kan een warmtepompboiler efficiënt warm water produceren, met een veel lager energieverbruik dan bijvoorbeeld een elektrische boiler. 

In het buffervat wordt een groot volume water, zo'n 200 tot 300 liter, op relatief lage temperatuur gehouden (ongeveer 45 °C). Bij gebruik wordt dat dan gemengd met koud water, zodat je in douche of bad een ideale temperatuur krijgt. Om bacteriegroei te vermijden, wordt het water in het buffervat regelmatig verhoogd tot 70 °C.

Monobloc of split?

Warmtepompboilers zijn verkrijgbaar in twee verschillende types, namelijk een monobloc en een splitsysteem.

Monobloc

Bij een monobloc is de warmtepomp boven op de boiler geplaatst. Alles zit dus in één unit geïntegreerd, inclusief de compressor, de verdamper, de condensor en de warmwateropslagtank. Een monobloc warmtepompboiler is daardoor compact is en relatief eenvoudig binnen te installeren. Er is immers geen buitenunit aanwezig en er moeten geen koeltechnische handelingen gebeuren.

De warmte wordt onttrokken aan de ruimte waarin de warmtepompboiler zich bevindt. Als het toestel naast een buitenmuur staat, kunnen aanvoer- en afvoerkanalen voorzien worden om de warmere lucht van buiten naar binnen te leiden en om de afgekoelde lucht weer naar buiten te brengen. Dat is sowieso een vereiste wanneer de ruimte waarin de boiler staat kleiner is dan 20 m³.  Er kan ook warmte worden gehaald uit een lagetemperatuurwarmtenet of verwarmingsinstallatie.

Een monobloc kan aan de muur bevestigd worden (muurmodel van 100 tot 150 l), maar er bestaan ook staande vloermodellen (200 tot 500 l).

Splitsysteem

Bij een splitsysteem bevindt de warmtepomp (dus de compressorunit) zich niet op het toestel, maar staat die buiten opgesteld. De binnenunit bevat dan de condensor en de warmwateropslagtank. Op die manier kan de warmtepompboiler een veel groter vermogen leveren en dus het water sneller opwarmen. Een splitsysteem is wel duurder dan een monobloc.

Daarnaast is het niet bij elke woning mogelijk om een buitenunit te plaatsen. Er moet buiten sowieso voldoende plaats zijn en er moeten ook verschillende koeltechnische leidingen gelegd worden tussen de compressor en de boiler (die dan nog steeds binnen staat).

Ventilatielucht onttrekken

Er bestaan tegenwoordig ook warmtepompboilers die warmte kunnen halen uit de afvoerlucht van een mechanisch ventilatiesysteem. In woningen met een mechanische ventilatie C- of D-systeem gaat er continu warme lucht naar buiten.

In plaats van die energie te verliezen, kan een ventilatieluchtmodel deze warmte recupereren en gebruiken om sanitair water op te warmen. Dit verhoogt het rendement aanzienlijk, omdat de afvoerlucht meestal warmer en stabieler van temperatuur is dan buitenlucht. Bovendien draagt dit systeem bij aan een betere ventilatie- en vochtbalans in de woning. Idealiter wordt er ventilatielucht onttrokken (meerdere vertrekken en/of uitblaas), in combinatie met buitenlucht. 

Idealiter wordt er ventilatie- of buitenlucht onttrokken

Energiezuinig verwarmen

Rendement van een warmtepompboiler

Hoewel een warmtepompboiler een groot deel van de warmte uit de lucht haalt, moet het toestel nog kunnen bijverwarmen om de gewenste temperatuur te bereiken. Ondanks dat bijverwarmen zal een warmtepompboiler nooit zoveel verbruiken als een gewone boiler, die het water ook nog eens zelf moet gaan opwarmen – daarentegen verbruikt hij zelfs tot drie keer minder stroom en bespaar je tot 70%.

Het rendement wordt doorgaans uitgelegd met COP (Coefficient of Performance), net zoals bij een gewone warmtepomp. Een warmtepompboiler heeft typisch een COP van 3 à 4. Dit betekent dat 1 kWh elektriciteit 3 à 4 kWh warmte levert. Dat komt doordat de warmtepompboiler een groot deel van zijn warmte uit de lucht haalt: 1/3 van het vermogen is afkomstig uit elektriciteit, 2/3 uit de omgevingslucht. Ter vergelijking: bij een elektrische boiler resulteert de inbreng van 1 kWh elektriciteit in 1 kWh thermische energie. 

De terugverdientijd

Het lagere jaarlijkse verbruik zorgt ervoor dat het verschil in aankoopprijs tussen een warmtepompboiler en een klassieke boiler snel gecompenseerd wordt. Dankzij het lage verbruik en beschikbare premies ligt de terugverdientijd meestal tussen 3 en 5 jaar. 

Bijverwarmen

Aansluiting op zonnepanelen

Een warmtepomp werkt op elektriciteit, dus moet hij aangesloten kunnen worden op een stopcontact. Je kunt de kosten echter fel beperken door de warmtepompboiler te koppelen met een zonnepaneleninstallatie. Op die manier wordt het sanitair water ook opgewarmd met zonne-energie.

Moderne toestellen beschikken over slimme sturingsopties en zijn vaak smart-grid-ready. Dat betekent dat ze via een smarthomesysteem of digitale meter slim aangestuurd kunnen worden, en automatisch kunnen draaien op momenten met veel zonne-energie of goedkope stroomtarieven. 

Bij overproductie kunnen de panelen je warmtepompboiler boosten naar een hogere temperatuur door 'gratis' stroom te gebruiken. Een warmtepompboiler van 200 l die bijvoorbeeld op 50 °C gestookt wordt, kan geboost worden naar 55 of 60 °C en geeft dan meer l/min water aan 45 °C.

Bijverwarmen met een externe bron

Bepaalde modellen zijn ook uitgerust met een extra warmtewisselaar, zodat de opwarming ook kan gebeuren met een externe bron (zoals een ketel of thermische zonnecollectoren) als bijverwarming.

Warmtepompboiler of zonneboler?
Hoewel een warmtepompboiler kan worden gekoppeld aan zowel fotovoltaïsche zonnepanelen als thermische zonnecollectoren, is het niet hetzelfde als een zonneboiler. Bij een zonneboiler is er slechts één energiebron, namelijk zonne-energie. Bij een warmtepompboiler dient zonne-energie enkel als aanvulling. Het is dan ook belangrijk om de door thermische zonnecollectoren opgewekte energie te beperken bij warmtepompboilers, anders bestaat het risico dat de temperatuur in de kuip te hoog wordt. Een alternatieve oplossing is om het aantal collectoren af te stemmen op het boilervolume en het dagelijkse verbruik.

Andere voordelen (en nadelen)

Afgezien van het feit dat een warmtepompboiler geen gebruik maakt van fossiele brandstoffen en energiezuinig is, biedt het toestel nog een aantal opmerkelijke voordelen ten opzichte van alle klassieke systemen.

Geen kalk, geen vocht

Het laag houden van de temperatuur in het buffervat (niet hoger dan 60 °C) vermijdt kalkaanslag. Bovendien is het risico op verbranding daardoor ook beperkt. Daarnaast kan een warmtepompboiler handig gebruikmaken van overtollige warmte uit bijvoorbeeld een stookplaats, die dan gerecupereerd wordt. Plaats je de boiler in een vochtige ruimte zoals een kelder of wasplaats, dan zal deze helpen bij de ontvochtiging door de condensatie in het toestel.

Onderhoudsarm

Een warmtepompboiler is ook onderhoudsarm. Het is aangeraden om jaarlijks te controleren of de ventilator en de warmtewisselaar niet te veel zijn vervuild door stof. Een borstel, een licht vochtige doek of stofzuiger verhelpen dat euvel, hoewel fabrikanten adviseren om een professional in te schakelen. Zo kunnen eventuele defecten meteen worden opgemerkt.

Daarnaast moet een warmtepompboiler minstens eenmaal om de twee jaar grondig worden nagekeken. Dat garandeert immers de levensduur (gemiddeld 15 jaar) van het toestel.

Elektrische weerstand

Elke warmtepompboiler is voorzien van een elektrische weerstand. In de eerste plaats zorgt die voor een bescherming tegen legionella, maar de weerstand maakt het ook mogelijk om in geval van nood - bijvoorbeeld als de waterkuip plots leeg blijkt - een boostverwarming te voorzien. Het sanitair water kan dan sneller worden opgewarmd, maar in feite werkt de warmtepompboiler dan zoals een elektrische boiler en gaat elk energiebesparend voordeel verloren.

Aansturen via smartphone

Je kan de boiler vaak ook vanop afstand te bedienen met de smartphone. Handig wanneer je bijvoorbeeld op vakantie gaat en bij vertrek vergeet om de warmtepompboiler in vakantiemodus te plaatsen. 

Premies voor een warmtepompboiler

• Vlaanderen: via Mijn VerbouwPremie kan je tot € 900 premie krijgen voor een warmtepompboiler geplaatst door een erkend installateur.
• Brussels Gewest: premie van € 1.500 tot € 2.000, afhankelijk van inkomen en gezinssituatie.
• Wallonië: premiebedrag afhankelijk van inkomenscategorie, vaak tot € 1.200. Voorwaarde: het toestel moet buitenlucht aanzuigen.

De nadelen

Een minpunt van warmtepompboilers, is de lange opwarmtijd, voornamelijk bij monoblocsystemen. Een model van 200 l heeft 7 à 8 uur nodig, voor een model van 270 l moet er gerekend worden op ongeveer 10 uur. Bij het splitsysteem ligt die opwarmtijd veel lager: 3 à 4 uur is reeds voldoende. Dat komt doordat er achter een dergelijk toestel veel meer kracht zit. De compressor staat immers buiten, dus er is – voor de gebruiker – minder geluidsoverlast.

Denk er ook aan dat het rendement daalt bij lage omgevingstemperatuur (bijvoorbeeld in een onverwarmde kelder in de winter), en dat de ventilator en compressor van monoblocsystemen wel voor licht lawaai kunnen zorgen.

Aandachtspunten voor de plaatsing

De installatie is beschikbaar in verschillende maten, gaande van L tot XXL. Welke maat het best wordt geïnstalleerd, hangt af van de specifieke sanitaire warmwatervraag in de woning. Een warmtepompboiler is vooral voordelig in een renovatie - zeker ter vervanging van een elektrische boiler - maar ook in nieuwbouw kan het toestel zijn plek vinden.

Dimensionering

De dimensionering van de installatie is afhankelijk van de warmwatervraag en laat je uiteraard over aan een professional. Elke situatie is anders. Qua algemene richtlijnen kan je stellen dat voor een gemiddeld gezin van vier personen een toestel van 200 l of 270 l moet volstaan, in een appartement zou 100 l of 150 l al voldoende moeten zijn.

Uiteraard moet de noodzakelijke grootte van een warmtepompboiler erg zorgvuldig berekend worden, op minimaal 50 l water van 45 °C per persoon in het huishouden. Door de lange opwarmtijd zou een te klein toestel voor problemen zorgen. Als de elektrische bijverwarming steeds moet bijspringen, zal je immers niet veel besparen.

Een overgedimensioneerde warmtepompboiler is minder ernstig. De boiler zal dan gewoon minder aanslaan, want de temperatuur gaat amper verloren in de goed geïsoleerde kuip (sommige toestellen hebben tot 8 cm PIR-isolatie). Maar door de kostprijs van het toestel is dat toch ook af te raden.

De dimensionering van de installatie is afhankelijk van de warmwatervraag en laat je over aan een professional

Wat moet er voorhanden zijn voor de installatie?

Voor je een warmtepompboiler laat installeren, of als je aan de slag wil gaan met een zelfbouwpakket, moeten volgende zaken vooraf aanwezig zijn in de ruimte waar die wordt geïnstalleerd:

• watertoevoerleidingen;
• afvoer met een (trechter)sifon voor de afvoer van het condenswater;
• een stopcontact, aangesloten op een differentieelschakelaar van 30 mA).

Aandachtspunten voor een monobloc

Indien er omgevingslucht wordt aangezogen, moet er eerst en vooral voldoende ruimte vrij zijn rond de warmtepompboiler, minimaal 20 m³. Daarnaast moet er zeker voor gezorgd worden dat een vloermodel stabiel wordt opgesteld.

Ook de potentiële geluidsoverlast speelt een rol, want een warmtepompboiler produceert ongeveer 53 dB. Daarom wordt het toestel beter niet vlak bij een slaapkamer of leefruimte opgesteld.

Aandachtspunten voor een splitsysteem

Aangezien de compressor bij een splitsysteem buiten opgesteld staat, verdwijnen de aandachtspunten van een monobloc bij dat type. Buiten is er sowieso meer vrije ruimte beschikbaar, en ook het probleem van geluidsoverlast vermindert.

Hoewel er voor monoblocsystemen zelfbouwpakketten bestaan, is dat voor split warmtepompboilers geen optie. Omdat er koelleidingen moeten worden gelegd, moeten installateurs immers koeltechnisch geschoold zijn.