Gasgestookte en elektrische compressiewarmtepomp

 Berichten uit
1995
Warmtepompen onttrekken warmte aan een medium met een laag temperatuurniveau en pompen deze naar een medium met een hoger temperatuurniveau. Als het nut van de pomp toegekend wordt aan de hoge temperatuurzijde spreekt men van een warmtepomp, als het nut vooral aan de koude kant ligt wordt de pomp een koelmachine genoemd. Een warmtepomp bespaart energie doordat omgevingswarmte uit de atmosfeer of uit de bodem (direct via het koudemedium van de warmtepompcyclus of indirect via het grondwater) wordt benut. Het rendement van een warmtepomp, de Coefficient of Performance (COP), is daarom groter dan 100%. De gasgestookte compressiewarmtepomp en de elektrische compressiewarmtepomp, hierna genoemd warmtepomp, zijn in tegenstelling tot de absorptiewarmtepomp mechanisch.

Eén van de componenten van een warmtepomp is de compressor. Deze kan worden aangedreven door een gasgestookte verbrandingsmotor of een elektromotor. De energiebesparing van een gasgestookte warmtepomp en die van een elektrische warmtepomp is onderling vergelijkbaar. Ze valt in het voordeel uit van de elektrische warmtepomp indien elektriciteit wordt betrokken van een warmte/kracht-eenheid. Verder neemt de aantrekkelijkheid van de gasgestookte warmtepomp bij een verlaging van de warmtevraag af. Het vermogen van de gasgestookte verbrandingsmotor kan immers minder afnemen dan in het geval van de elektromotor. Dit schaaleffect is daarom in mindere mate van toepassing voor elektrische warmtepompen. Bij elektrische warmtepompen treedt een verschuiving op van zuigercompressoren naar roterende compressoren. De roterende compressor heeft een kleiner aantal onderdelen, wat de levensduur en de COP verbetert. De COP wordt ook bepaald door het optredende temperatuurverschil (temperatuurlift) tussen het koude en warme medium. De maximale temperatuurlift van elektrische warmtepompen bedraagt ongeveer 40oC. Rendementsverbeteringen zijn te verwachten door ontwikkeling van de regeling van het expansieventiel en de regeling van de elektromotor van de compressor van de elektrische warmtepomp.

Op dit moment zijn de investeringskosten van een warmtepomp nog een factor twee tot drie hoger dan die van de gasgestookte HR-ketel (kosten verwarmingssysteem niet meegenomen). De warmtepomp moet zich terugverdienen door een lager gas- of elektriciteitsverbruik. Bij een hoge COP vallen de energiekosten lager uit. Een hogere COP kan worden bereikt door de temperatuurlift te beperken. De aantrekkelijkheid van de warmtepomp is daarom afhankelijk van de temperatuur van de geleverde warmte. Deze wordt mede bepaald door de configuratie van het totale verwarmingssyteem. Dit kan bijvoorbeeld een combinatie zijn van een warmtepomp, vloerverwarming, lage-temperatuurradiatoren en een gemeenschappelijke grondwaterbron. De elektrische warmtepomp kan ook worden gecombineerd met een warmtebuffer. Dit biedt de gebruiker de mogelijkheid gebruik te maken van het nachttarief voor elektriciteit en aldus te besparen op zijn elektriciteitsrekening.

Elektrische warmtepompen worden wereldwijd vooral toegepast als reversible air-conditioners. Deze kunnen in de wintermaanden voor ruimteverwarming worden ingezet. In ons land gaat de aandacht vooral uit naar de plaatsing van elektrische 'heating-only' warmtepompen in nieuwe woningen, die zowel voor ruimteverwarming als warm tapwater geschikt zijn. Men verwacht ook mogelijkheden voor elektrische warmtepompboilers voor uitsluitend warm tapwater. Op dit moment zijn er nog weinig elektrische warmtepompen voor individuele woningen geïnstalleerd. REMU heeft in Utrecht 1500 elektrische warmtepompboilers geplaatst. Men onderzoekt ook de mogelijkheden voor de ombouw van elektrische boilers tot warmtepompboilers. Verder heeft Remu in oktober 1995 6 woningen in Amersfoort voorzien van elektrische warmtepompen. De ervaringen van de bewoners met en de prestaties van de warmtepompen zullen zorgvuldig worden gemeten en geëvalueerd.

Terug naar thema Techniek en onderzoek 1995