Warmtepomp

De Nibe warmtepomp verwarmt de woning, eventueel het bijhuis door een koppeling van de twee warmtevaten van het hoofdhuis en het bijhuis. Het is de bedoeling dat bij een eventueel overschot aan warmte van bijhuis het warmtevat van het hoofdhuis door parallel schakeling met het warmtevat bij de Nibe, dit vat ook wordt verwarmd door de overtollige energie afkomstig van de heatpipes, die op het dak van het bijhuis liggen. Dit zal zich komende winter hopelijk moeten gaan bewijzen, omdat het systeem nu in zomer 2014 gebouwd is. Wat wel al bewezen is, dat het werkt: als er een warmte tekort in het bijhuis is, wordt het aangevuld door de warmtepomp van het hoofdhuis.
De warmtepomp is te vergelijken met de omgekeerde werking van een koelkast. Bij een koelkast wordt warmte onttrokken uit de koelkast en afgestaan aan de omgeving, de warmtepomp onttrekt warmte uit de bodem en staat deze af aan het huis.
In de bodem is een put van  40m diep geboord (zie foto’s), waar op een diepte van 20 meter een pomp is ingelaten (doorsnede van pijp is 110cm/ pomp heeft een doorsnede van 93), die water naar boven brengt (open brain) van het hele jaar door 10 graden.
Hieruit wordt via een warmtewisselaar warmte  onttrokken en aan de verdamper van de warmtepomp aangeboden.

In de warmtepomp wordt een koelmiddel gebruikt voor het transport van deze warmte. Het koelmiddel verdampt in de verdamper, de warmte die hiervoor nodig is komt dus uit de bodem. De damp wordt door de compressor aangezogen en in druk verhoogd. Met het verhogen van de druk stijgt ook de temperatuur, de damp is inmiddels vloeibaar geworden en staat warmte af aan de condensor en de condensor staat de warmte weer aan het huis af. De temperatuur van het koelmiddel is gedaald en vanuit de condensor vloeit het koelmiddel via een expansieventiel terug naar de verdamper. Na het expansieventiel is de druk enorm verlaagd, waardoor het koelmiddel weer gaat verdampen en daarmee de verdamper afkoelt en dus weer energie uit de bodem opneemt.
Op deze wijze wordt “warmte” met een lage temperatuur “opgepompt” naar warmte met een hoge temperatuur, vandaar de term warmtepomp (een soort transformator bij elektriciteit). De hiervoor benodigde energie is elektriciteit om de compressor en de circulatiepomp van de vloerverwarming  te laten werken.

Wat is nu het milieuvoordeel van zo’n warmtepomp?
De warmtepomp heeft elektriciteit nodig om te werken. Maar omdat er alleen warmte verplaatst wordt kan met weinig energie veel warmte verkregen worden. De Nibe  verbruikt ongeveer 2kW maar levert (verplaatst) dan 11-14kW aan warmte op, Het gemiddelde rendement van deze warmtepomp is meer dan 500%.
Elektriciteit is, anders dan aardgas, geen primaire (fossiele) energie. Een elektriciteitscentrale verstookt kolen of aardgas, waarmee uiteindelijk elektriciteit opgewekt wordt. Maar door het lage rendement van zo’n centrale en de transportverliezen gaat er meer dan 2x zoveel energie in de centrale dan er uit ons stopcontact komt, het totale rendement is ongeveer 45%. Maar in de zomer hebben de zonnepanelen hun werk gedaan door energie aan het open net af te staan en de Ferarismeter terug te laten draaien. In de winter werkt dit systeem andersom en per saldo is op de Ferraris- of verbruiksmeter zichtbaar geen stroom opgenomen van het net, zodat ik niets  hoef te betalen aan de energiemaatschappij op jaarbasis.
Als een HR CV-ketel  1 kuub aardgas verstookt dan levert dat ongeveer 9kWh aan energie op, om dezelfde hoeveelheid energie uit ons stopcontact te krijgen moet de elektriciteitscentrale bijna 2 kuub aardgas (primaire energie) verstoken. Gelukkig is het gemiddelde rendement van de warmtepomp 500%, dus het totale rendement van warmte ‘opwekken’ met de warmtepomp is 500% x 0,45 = 225% , dus met elke kuub aardgas krijgen we 2,25x zoveel warmte als van een HR CV-ketel. Zie hier het milieuvoordeel: 2,25x minder CO2 uitstoot, 2,25x minder verbruik van primaire energie. En daardoor minder CO2 uitstoot.
Het voordeel is in ons geval nog groter, doordat wij stroom opwekken met SDE-subsidie en ook 15 jaar lang nog een betaling van 130 Euro maandelijks wordt bijgeschreven op onze rekening. Alle door ons gebruikte energie wordt CO2-vrij opgewekt (met wind, water en zon).

Zoals al eerder vermeld is het gemiddelde rendement van de warmtepomp ongeveer 500%, we noemen dit de COP (= Coëfficient Of Performance). Een gemiddelde COP van 5 is haalbaar voor het verwarmen van het huis met lage temperatuursverwarming. Mogelijk gemaakt door zeer goede isolatievan het huis. (vloerverwarming). Om warm tapwater te verwarmen, iets wat ik met de Nibe niet doe, is het rendement veel lager, omdat de COP in een veel ongunstiger gebiedsrendement komt te liggen, omdat de tapwatertemperatuur veel  hoger ligt dan het  vloerverwarmingswater. Het vloerverwarmingswater is ongeveer 27 graden, waarmee ik het huis op 20 graden warm stook.

Tevens is de stooklijn van de warmtepomp zodanig ingesteld, dat ik met “goedkope” stroom van de nacht de warmte ’s nachts buffer in de vloer. De vloer heeft een groot accumilerend vermogen, zodat de temperatuur van de vloer overdag (tijdens de “dure” stroomperiode wegens een dubbele  tariefsmeter) het signaal afgeeft, dat de Nibe niet aan hoeft te slaan, omdat deze vloer nog haar warmte overdag afstaat, welke ’s nachts is verkregen met de ”goedkopere” stroom.