Beschrijving

Bij een hybride warmtepompsysteem wordt meestal een lucht-water-warmtepomp naast een (bestaande) gasketel geïnstalleerd. De warmtepomp levert de basislast voor ruimteverwarming, en soms warm tapwater, en de gasketel springt bij als de warmtevraag groot is of de warmtepomp onder ongunstige condities moet opereren. Installatie van zo’n warmtepomp is eenvoudig en vereist een minimum aan aanpassingen. Er komt een binnen-unit bij de cv-ketel (de warmtepomp) en buiten (meestal op het dak) een buitenunit die de warmte uit de lucht haalt.

Het is een relatief eenvoudige maatregel om het gasverbruik van de bestaande bouw vergaand te verlagen. De CO₂-uitstoot (directe en indirecte uitstoot) voor verwarming daalt 15 tot 20%. Als groene stroom wordt gebruikt, is de CO₂-reductie veel groter. De gecombineerde installatie heeft lagere energiekosten dan een gasketel. De aanschafkosten zijn hoger, maar verdienen zich ruim binnen de levensduur terug.

Waarom hybride i.p.v. 100% warmtepomp?

Zo wordt geprofiteerd van de voordelen van de warmtepomp en worden de nadelen van de warmtepomp ondervangen door de cv-ketel. Een lucht-water-warmtepomp is efficiënt als de temperatuur van het cv-water niet al te hoog is (tot 55°C) en de buitenlucht relatief warm is (boven circa 5°C). De warmtepomp die hier in een matig tot goed geïsoleerd gebouw voor nodig is heeft een relatief laag vermogen: 25 tot 30% van de cv-ketel. Een warmtepomp is duurder in aanschaf dan een gasketel van hetzelfde thermische vermogen. Bij een hybride warmtepompsysteem kan dus een kleine en, relatief, goedkope warmtepomp efficiënt verwarmen bij warmere dagen, terwijl de (goedkope) cv-ketel (met een hoog vermogen) op koude dagen de verwarmingsvraag aanvult of overneemt.

Meestal niet te gebruiken om ook te koelen

Hoewel moderne warmtepompen kunnen koelen, is in bestaande bouw de (bijgeplaatste) warmtepomp zelden te gebruiken voor koeling. Meestal is het aanwezige warmte-afgiftesysteem niet geschikt om koude af te geven. De aanvoertemperatuur kan niet te laag worden in verband met condensvorming: de te behalen koelcapaciteit is daardoor zeer gering. Er bestaan wel radiatoren/convectoren die ook kunnen koelen, zo ook vloerverwarming die daarvoor geschikt is, maar condensatie op de leidingen blijft dan een (onoplosbaar) probleem.

Terminologie: hybride warmtepomp of bivalent systeem?

De term hybride warmtepomp wordt vaak specifiek gebruikt voor een lucht-water warmtepomp die aan een bestaand gasgestookt verwarmingssysteem wordt toegevoegd. De term bivalent past ook bij gebruik van andere bronnen (bodemlus, grondbron, zonnecollector, PVT-paneel, oppervlaktewater) en hogere vermogens.

In opkomst is een cv-ketel gecombineerd met een water-water-warmtepomp met zonnecollector of PVT-panelen. Voordelen zijn dat geen buitenunit nodig is (waardoor de installatie stiller is) en een iets hoger rendement. Nadeel zijn de flink hogere investeringskosten.

Deze maatregel gaat alleen over de lucht-water-warmtepomp bij de cv-ketel.

De warmtepomp kan de warmte uit verschillende bronnen onttrekken.

Toepasbaarheid

Hybride warmtepompsystemen zijn mogelijk in diverse gebouwen: van kleine bedrijven (vergelijkbaar aan woningen) tot kantoren en zorginstellingen. De installatie heeft een aantal technische randvoorwaarden. Zo moet het pand voldoende geïsoleerd zijn, moet er een voldoende zware elektriciteitsaansluiting zijn (of aangebracht worden) en moet er rekening gehouden worden met het geluid dat de warmtepomp produceert.

Natuurlijk of zelfstandig moment?

Overweeg bij een nieuwe cv-ketel altijd een warmtepomp bij te plaatsen.

Een warmtepomp kan ook geplaatst worden bij bestaande gasketels. Onderzoek dit als de cv-ketel over vijf of meer jaar vervangen wordt. Plaats een warmtepomp bij als de resterende levensduur van de cv-ketel langer is dan de terugverdientijd van de warmtepomp.

Thermische schil en afgiftesysteem

Een hybride warmtepompsysteem is interessant voor bestaande gebouwen waar gasloos verwarmen nu niet haalbaar is. Nieuwbouw kan beter meteen aardgasloos ontwikkeld worden. Bij een hybride systeem zijn de eisen aan isolatie en afgiftesysteem minder streng dan bij inzet van alleen een warmtepomp. Wel wordt het aandeel van de warmtepomp in de totale warmteproductie kleiner bij slechtere isolatie en slechter afgiftesysteem. Met na-isolatie en lage temperatuurverwarming kunnen de afgiftetemperaturen worden verlaagd, waardoor de warmtepomp effectiever kan worden ingezet.

Vraag een energie-adviseur, installateur of installatieadviseur een haalbaarheidsonderzoek uit te voeren. Dan wordt naar de bouwkundige staat gekeken, maar ook naar de stooklijn en vermogensvraag van de ketels.

Elektrisch aansluitvermogen

Warmtepompen gebruiken aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit. Het kan zijn dat de aansluiting in het pand verzwaard moet worden. De netbeheerder moet dat voor u doen. Hier kunnen kosten aan zijn verbonden, zowel voor de eenmalige verzwaring als voor een hoger vastrechttarief.

Geluid

Warmtepompen produceren meer geluid dan cv-ketels, waardoor extra aandacht nodig is om geluidsoverlast te voorkomen. Zeker bij warmtepompen die warmte uit lucht halen: niet alleen voor de bewoners maar ook voor de omgeving. Besteed daarom aandacht aan de selectie van een stille warmtepomp en de keuze van een geschikte plaats van de buitenunit.

Zorg voor heldere instructies over het gewenste gedrag (gebruik ventilatie en verwarming)

Een warmtepomp is een traag systeem (omdat het werkt met lage temperatuurverwarming) t.o.v. een cv-ketel. Het duurt daardoor langer voordat een ruimte weer op de juiste temperatuur is, nadat deze is afgekoeld. Om comfortabel te kunnen verwarmen met een warmtepomp is (meestal) een verandering in het gedrag van de gebruikers van het gebouw nodig.

Hieronder twee voorbeelden. Hierbij zijn ook de redenen en voorwaarden aangegeven, zodat de gebouwgebruikers begrijpen waarom ze hun gedrag moeten aanpassen en dat dit voor hen geen nadelige consequenties heeft.

• Zet de verwarming niet lager in de nacht en/of bij afwezigheid (of maar 1 of 2 graden). Door de lage temperatuurverwarming van de warmtepomp kost verder afkoelen en weer opwarmen juist extra energie en dus energiekosten. Daarnaast duurt het langer om de ruimte op de juiste temperatuur te krijgen.
• Zet – in het stookseizoen – geen ramen en deuren open voor ventilatie. Er wordt voldoende geventileerd door het ventilatiesysteem. Het ventilatiesysteem heeft warmteterugwinning, er gaat daar geen warmte onnodig verloren.

Milieuaspecten

Minder gas, meer elektriciteit

Een veelgebruikte vuistregel is dat een lucht-water-warmtepomp van 25% van het vermogen van de cv-ketel het gasverbruik voor verwarming met 70% vermindert. Deze wamtepomp functioneert naar verwachting met een seizoensgemiddelde COP (SCOP) van 3,5. Voor iedere m³ aardgas minder is ongeveer 2,5 kWh elektriciteit extra nodig.

De CO₂-reductie is gemiddeld 15 tot 20% ten opzichte van een opzichzelfstaande aardgasgestookte cv-combiketel. Als er weinig warm tapwaterverbruik is, is de CO₂-reductie groter. Zo ook als groene stroom wordt gebruikt. Een gasaansluiting blijft noodzakelijk.

Als de COP van de warmtepomp groter is dan 2,8, is de hoeveelheid CO₂ die vrijkomt bij de elektriciteitsproductie lager dan de hoeveelheid CO₂ die een gasketel zou uitstoten. Een moderne warmtepomp haalt zo’n COP het grootste deel van het jaar, maar als de bron koud is en de warmtevraag groot, kan de COP lager zijn. Zorg dat de warmtepomp dan uitschakelt! Toelichting berekening COP: aardgas 1,88 kg CO₂ / m³, grijze elektriciteit 0,556 kg CO₂ / kWh (beide 2021, bron www.CO2emissiefactoren.nl) en 1 m³ aardgas levert 34 MJ warmte.

Koudemiddelen

Een warmtepomp bevat, net zoals een koelkast of airconditioning, koudemiddel. Door lekkage kan het koudemiddel in de atmosfeer terechtkomen. Koudemiddelen dragen bij aan het broeikaseffect. Schaf daarom een warmtepomp aan met koudemiddel met een lage global warming potential (GWP). Vraag dit na bij de leverancier.

Financiële aspecten

Verwarmen met een hybride warmtepomp is vrijwel altijd kan goedkoper dan verwarmen met een gasketel. De business case is afhankelijk van de energietarieven van de organisatie, met name van de prijs van de ‘extra kWh’s’.

De aanschaf- en installatiekosten voor een hybride installatie zijn substantieel hoger zijn dan voor een gasketel. Kosten liggen tussen € 1.000 tot € 2.000 per kW elektrisch vermogen. Een warmtepomp bijplaatsen is het meest rendabel als een organisaties grootverbruik elektriciteit én kleinverbruik gas is. Daar zijn terugverdientijden zelfs korter dan vijf jaar! Bij andere organisaties ligt de terugverdientijd tussen vijf en tien jaar.

Warmtepompen die bijgeplaatst worden bij een cv-ketel komen in aanmerking voor Investeringssubsidie Duurzame Energie (ISDE). Je kunt subsidie krijgen voor een deel van de investeringskosten. De hoogte van het subsidiebedrag is afhankelijk van het soort apparaat en de energieprestatie. Voor warmtepompen ligt deze tussen de € 500 en € 2.500. Zie voor meer informatie www.rvo.nl/isde. ISDE geldt alleen voor warmtepompen met een verwarmingsvermogen lager dan 70 kW. Soms is een groter vermogen nodig. Als dit wordt ingevuld met een cascadeopstelling op basis van kleinere warmtepompen is subsidie wel mogelijk.

Bron: TNO voor Expertisecentrum verduurzaming Zorg, 2021