Welke soorten warmtepompen bestaan er?

Hoewel warmtepompen volgens eenzelfde principe werken, zijn er verschillende soorten, op basis van waar ze de energie halen. We overlopen de systemen waaruit je tegenwoordig kan kiezen.

 

Lucht-water warmtepomp

Wat is een lucht-water warmtepomp?

Lucht-water warmtepompen zetten de buitenlucht op een energiezuinige manier om in warm water voor centrale verwarming. De buitenunit onttrekt warmte-energie uit de omgevingslucht en kan hiermee water opwarmen tot gemiddeld 35 - 55 °C. Afhankelijk van het type toestel kan dit zelfs oplopen tot 60 - 65 °C, wat vooral bij renovaties met bestaande radiatoren nuttig is. Het verwarmde water wordt vervolgens naar de binnenunit geleid, die het verdeelt naar de aangesloten verwarmingselementen, vloerverwarming of sanitair circuit.

De werking maakt het ideaal voor vloer- en wandverwarming, doordat het water in de warmtepomp tot op een relatief lage temperatuur wordt verwarmd, net zoals vloerverwarming het water op eenzelfde lage temperatuur verdeelt. De buitenunit wordt op een beschutte plek geplaatst of kan aan een gevel worden gemonteerd. De binnenunit (indien van toepassing) staat idealiter in de technische ruimte.

Lucht-water warmtepompen worden ook toegepast voor sanitair warm water via een geïntegreerde of aparte boiler/voorraadvat, en voor de verwarming van zwembadwater, gezien deze moeiteloos op waterleidingen kunnen worden aangesloten.

Voordelen

• Breed inzetbaar: Geschikt voor zowel nieuwbouw als renovatie.
• Eenvoudige installatie: Er zijn geen graaf- of boorwerken nodig, in tegenstelling tot bij geothermische systemen. Dit maakt de installatie doorgaans goedkoper en sneller.
• Compatibiliteit: Kan vaak zonder grote verbouwingen worden aangesloten op bestaande verwarmingsinstallaties.
• Vergunningsstatus:
  
  • Vlaanderen: Voor de meeste toestellen (< 20 kW) is geen meldingsplicht of vergunning vereist. Wel gelden er geluidsnormen en plaatsingsregels (zoals afstand tot perceelgrens).
  • Wallonië: Meestal geen vergunning nodig, behalve wanneer de buitenunit zichtbaar aan de straatzijde of tegen de gevel wordt geplaatst. Dan kan een stedenbouwkundige melding of vergunning vereist zijn.
  • Brussel: Vaker vergunningsplicht, zeker wanneer de buitenunit zichtbaar is vanaf de openbare weg of op minder dan 2 m van de perceelgrens. Als de unit discreet achterliggend staat, kan dit vergunningsvrij zijn.
• Koeloptie: Sommige modellen kunnen ook actief koelen in de zomer (niet passief, zoals bij geothermie).

Nadelen

• Lagere efficiëntie bij kou: Lucht is een toegankelijke energiebron, maar minder stabiel en efficiënt dan bodem- of grondwaterbronnen. Net wanneer de warmtevraag het grootst is (winter), is de buitentemperatuur het laagst en daalt het rendement.
• Bijverwarming nodig: In strenge winters is vaak een back-up nodig. Dit gebeurt meestal via een ingebouwd elektrisch element of in een hybride opstelling met een condensatieketel.
• Rendementsverlies bij hogere temperaturen: Hoe hoger de gewenste watertemperatuur (bijvoorbeeld voor klassieke radiatoren), hoe sneller de efficiëntie daalt.

 

Lucht-lucht warmtepomp

Wat is een lucht-lucht warmtepomp?

Een lucht-luchtwarmtepomp werkt volgens hetzelfde principe als een lucht-waterwarmtepomp, maar in plaats van water verwarmt ze rechtstreeks de lucht in de woning.

Een buitenunit onttrekt warmte uit de buitenlucht via een koelmiddel dat door compressie wordt opgewarmd. De binnenunit zuigt kamerlucht aan, verwarmt die via de warmtewisselaar en blaast ze vervolgens terug de ruimte in. Het proces kan ook omgekeerd worden om te koelen in de zomer.

Dit type warmtepomp is interessant in woningen zonder klassieke cv-installatie of lagetemperatuursysteem, of als vervanging/aanvulling van elektrische verwarming of airco. Met een multi-splitsysteem kunnen meerdere binnenunits op één buitenunit worden aangesloten, waardoor elke ruimte apart regelbaar is.

Bij dit systeem wordt de buitenunit op de grond geplaatst, aan een gevel gemonteerd of op een plat dak gemonteerd.

Voordelen

• Relatief goedkoop in vergelijking met andere warmtepompen.
• Eenvoudige installatie zonder graaf- of boorwerken.
• Flexibel: inzetbaar in nieuwbouw, renovatie of als aanvulling op bestaande verwarming.
• Snelle opwarming en koeling, ideaal voor afzonderlijke ruimtes.
• Vergunningsstatus: gelijkaardig aan de regels voor lucht-watersystemen, meestal is er geen vergunning nodig bij kleinere toestellen, maar er gelden geluidsnormen en plaatsingsregels (in Vlaanderen, Brussel en Wallonië).

Nadelen

• Minder efficiënt bij koude buitentemperaturen: mogelijk extra bijverwarming nodig. Moderne toestellen blijven werken tot -10 à -15 °C, maar met lager rendement.
• Niet combineerbaar met radiatoren of vloerverwarming, want er circuleert geen cv-water.
• Comfortafhankelijk van luchtcirculatie: warmte kan ongelijkmatig verdeeld worden, afhankelijk van de plaatsing van de units.
• Binnenklimaat: langdurig gebruik kan de lucht droger maken.

 

Geothermische warmtepomp

Wat is een geothermische warmtepomp?

Bij een geothermische of een grond-water warmtepomp wordt de warmte uit de bodem onttrokken. Ondergronds wordt een horizontaal of verticaal buizennetwerk aangelegd waarin een mengsel van water en antivries circuleert. Dit neemt warmte op uit de bodem, waar de temperatuur relatief constant blijft dankzij zonnewarmte die doorheen het jaar in de grond wordt opgeslagen.

De compressor, verdamper en condensor in de pomp brengen het water op een hogere temperatuur. Een warmtewisselaar zal de warmte afgeven aan het verwarmingssysteem in huis.

Ook als koeling

Een geothermische warmtepomp kan ook gebruikt worden als koelsysteem volgens het principe van passieve koeling. De koelere bodemtemperatuur wordt rechtstreeks gebruikt om de woning te koelen, zonder dat de compressor moet werken. Enkel de circulatiepompen verbruiken elektriciteit, waardoor dit systeem bijzonder energiezuinig is.

Ook actieve koeling is soms mogelijk: het koelcircuit van de warmtepomp draait dan in omgekeerde richting, zoals bij een omkeerbare lucht-waterwarmtepomp. De compressor voert actief warmte van de woning naar de bodem af, wat krachtiger koelt maar meer energie vraagt.

Horizontale captatie

Bij horizontale plaatsing worden de buizen 1,20 m diep onder de grond gelegd.  Vanaf daar is de grond warm genoeg en zal er geen vorst optreden rond de buizen. Het captatieveld heeft doorgaans een oppervlakte van 1,5 tot 2 keer de te verwarmen vloeroppervlakte - afhankelijk van isolatie en bodemtype. Horizontale captatie vereist dus een ruime tuin of terrein. Indien het veld te klein is, kan de bodem uitgeput raken en daalt het rendement.  Omdat de leidingen gevuld zijn met een water-glycolmengsel, is bevriezing van de vloeistof zelf zelden een probleem.

Verticale captatie

Wanneer er onvoldoende ruimte beschikbaar is voor horizontale leidingen, kan gekozen worden voor verticale captatie. Hierbij worden putboringen uitgevoerd van 50 tot 150 m diep (en in sommige gevallen nog dieper, afhankelijk van warmtebehoefte en bodemgesteldheid). In deze boringen worden U-vormige leidingen geplaatst die warmte uit de diepere, stabielere bodemlagen opnemen.

Het voordeel is de hogere en constantere bodemtemperatuur, voor een beter en stabieler rendement doorheen het jaar.
Dit hangt echter vast aan een hogere kostprijs door boringen en verplichte bodemonderzoeken/vergunningen.

In een notendop

• Voordelen: zeer hoog rendement, stabiele warmtebron, kan ook passief koelen, lange levensduur, geschikt voor nieuwbouw én renovatie.
• Nadelen: hoge investeringskost, graaf- of boorwerken nodig, vergunning en bodemonderzoek verplicht, vereist voldoende terrein of boorcapaciteit.

 

Water-water warmtepomp

Wat is een water-water warmtepomp?

Een water-waterwarmtepomp haalt warmte uit grondwater, oppervlaktewater of waterlagen diep in de bodem. Het grondwater heeft op enkele tientallen meters diepte een constante temperatuur van ca. 10 à 12 °C, waardoor dit systeem zeer stabiel en efficiënt werkt.

De warmte wordt via een warmtewisselaar overgedragen aan het koelcircuit van de warmtepomp, die de temperatuur verder verhoogt. Dit verwarmde water wordt daarna verdeeld naar de woning voor centrale verwarming, sanitair warm water of zwembadverwarming.

Net als geothermische systemen kan een water-waterwarmtepomp ook koelen. Hetzij passief, door gebruik te maken van de lagere grondwatertemperatuur, of actief, door de werking van de compressor om te keren.

Open systeem

Wordt er met een open systeem gewerkt, dan wordt er water uit een nabijgelegen vijver of rivier gepompt, door het warmtepompsysteem gevoerd en terug afgevoerd in de vijver of rivier - uiteraard met een goed filtersysteem. Dit is enkel toegelaten waar voldoende en kwalitatief grondwater aanwezig is.

Gesloten systeem

Bij een gesloten systeem worden doorgaans twee diepe boringen gemaakt (25–150 m):

• Pompput: waar het grondwater wordt opgehaald.
• Lozingsput: waar het gebruikte water weer in de bodem terugvloeit.

De putten moeten goed afgedicht zijn om contact met buitenlucht te vermijden (anders dreigt oxidatie of kalkafzetting).

Voordelen

• Hoogste rendement van alle warmtepomptypes dankzij de constante temperatuur van grondwater.
• Onafhankelijk van buitentemperatuur: zeer stabiel jaarrendement.
• Kan in de zomer zowel passief als actief koelen.
• Zeer lange levensduur.

Nadelen

• Hoogste investeringskost door diepe boringen en complexe uitvoering.
• Vergunningsplicht en strikte regelgeving voor grondwateronttrekking.
• Enkel interessant waar voldoende en kwalitatief grondwater beschikbaar is.
• In de praktijk weinig toegepast bij particuliere woningen; vaker bij grotere gebouwen of industriële toepassingen.

Andere soorten

Ventilatieluchtwarmtepomp

Een ventilatieluchtwarmtepomp recupereert warmte uit de afvoerlucht van een ventilatiesysteem. Die warmte wordt gebruikt om sanitair warm water te maken of om bij te dragen aan de verwarming. Omdat er continu warme ventilatielucht beschikbaar is, kan dit systeem ook in de winter efficiënt blijven werken. Het wordt vaak toegepast in goed geïsoleerde woningen met een balansventilatiesysteem (type D).

• Voordelen: compacte installatie, nuttig in combinatie met mechanische ventilatie, relatief lage kost.
• Nadelen: beperkt vermogen, meestal enkel voor sanitair warm water of kleine bijverwarming; minder geschikt als hoofdverwarming.

Gasabsorptiewarmtepomp

Naast elektrische compressiewarmtepompen bestaan er ook gasgestookte warmtepompen. Hierbij wordt geen elektriciteit gebruikt om de compressor aan te drijven, maar aardgas of biogas voor een thermische compressie.

• Voordelen: interessant in gebouwen waar al een gasaansluiting is, kan hogere temperaturen leveren, ook toepasbaar bij minder goed geïsoleerde gebouwen.
• Nadelen: hogere investeringskost, minder courant toegepast in residentiële context, blijft afhankelijk van fossiele brandstof (behalve bij biogas).

Lage- en hogetemperatuurwarmtepompen
Naast de manier hoe warmtepompen warmte onttrekken aan de omgeving, worden warmtepompen ook ingedeeld op basis van de temperatuur die ze aan het verwarmingswater kunnen leveren:
- Lagetemperatuurwarmtepompen (LT): leveren water van 35 - 55 °C, ideaal voor vloerverwarming, wandverwarming of lage-temperatuurradiatoren. Dit zijn de meest courante en efficiënte systemen.
- Hogetemperatuurwarmtepompen (HT): leveren tot 65 - 75 °C en kunnen klassieke radiatoren aansturen. Ze zijn vooral nuttig bij renovaties waar het afgiftesysteem niet vervangen wordt. Het rendement ligt wel iets lager dan bij LT-systemen.
Enkel lucht-water, bodem-water en water-watersystemen hebben zowel LT- als HT-uitvoeringen (waarbij LT veruit het meest courant is). Lucht-lucht en ventilatiewarmtepompen bestaan alleen in LT, en gasabsorptiewarmtepompen kunnen doorgaans HT aan.