Super hot: HT-warmtepomp maakt cv-ketel overbodig

Vóór 2050 maar liefst 7 miljoen woningen én 1 miljoen andere gebouwen gasloos maken? Dat redden we niet met alleen de huidige generatie warmtepompen. Vooral oudere woningen hebben iets veel sterkers nodig. Slimme techneuten brengen de oplossing: de HT-warmtepomp.

Aan snoeren en leidingen geen gebrek op de verder keurig opgeruimde zolder in Heemskerk. Waar nu nog een klassieke cv-ketel aan de muur zit bevestigd, moet binnen twee dagen een compleet nieuw apparaat hangen. Daarmee moet de meer dan dertig jaar oude woning in één klap van het gas af zijn. Het apparaat is een warmtepomp, maar dan wel een van het bijzondere soort. Waar gewone warmtepompen water niet warmer kunnen stoken dan zo’n 50 graden Celsius, haalt de hogetemperatuur-warmtepomp (HT-warmtepomp) van installatiebedrijf Feenstra en moederbedrijf Vattenfall minimaal 65 graden tot maar liefst 85 graden. Net als de vertrouwde gasgestookte cv-ketel waar we sinds de jaren vijftig/zestig zo aan gewend zijn geraakt.

Want die cv-ketel, daar moeten we vanaf. De Nederlandse overheid wil daarom dat er in 2050 zeven miljoen woningen en één miljoen andere gebouwen aardgasloos zijn. De warmtepomp is daarvoor volgens velen de oplossing. Die haalt warmte uit lucht, bodem of (grond)water met een relatief lage temperatuur. Deze warmte stroomt langs een koudemiddel, dat bij heel lage temperaturen al gaat koken en verdampt tot gas. Door water langs het koudemiddel te laten stromen, condenseert het koudemiddel waarbij het water de vrijkomende warmte opneemt – en kan worden gebruikt voor verwarming.

We passen niet de huizen aan aan de techniek, maar de techniek aan de huizen.

Dat werkt best goed. Althans, in woningen die goed geïsoleerd zijn en zijn voorzien van vloerverwarming. Voor oudere woningen, zeker die met oude radiatoren en enkel glas, zijn de huidige warmtepompen niet altijd sterk genoeg. “Voor alle noodzakelijke aanpassingen heb je al gauw € 15.000 tot 30.000 nodig”, aldus Ramon de Graaff, innovatiemanager bij Feenstra. “Wij vroegen ons af of er geen duurzaam alternatief voor de cv-ketel is, waarmee je de woning wél kan verwarmen en de cv-ketel zonder veel aanpassingen kan vervangen. Niet de huizen aanpassen aan de techniek dus, maar de techniek aanpassen aan de huizen.”

Warmtebatterij

Drie jaar werkten De Graaff en zijn collega Wouter Wolfswinkel van Vattenfall samen met partnerbedrijven aan de HT-warmtepomp. De uitdaging: een manier vinden om huizen te verwarmen zonder dat bewoners hoeven in te leveren op comfort. Het resultaat is een warmtepomp die werkt als een cv-ketel. Net als andere varianten haalt de pomp de warmte die hij nodig heeft uit de lucht, de grond of water. Met die hitte wordt een koudemiddel aan de kook gebracht. Anders dan bij andere soorten warmtepompen, gebruikt de HT-variant koolstofdioxide (CO₂) als koudemiddel. Dat levert fors meer warmte op dan andere koudemiddelen.

Nieuw is zo’n zogenoemde CO₂-warmtepomp niet. Ze worden al ingezet om sommige bedrijfsgebouwen of sportcomplexen behaaglijk te stoken. En in Japan worden er door Toyota-dochter DENSO miljoenen huizen mee voorzien van heet water. Maar met alleen een systeem waarmee je snel veel hitte opwekt, ben je er nog niet. Op koudere dagen is het opwekken van hitte met een warmtepomp lastiger, omdat bijvoorbeeld de buitenlucht op zulke dagen kouder is. Het grote voordeel van de HT-warmtepomp is dat hij opgewekte hitte ook kan opslaan voor later gebruik.

In de slimme ‘warmtebatterij’ kun je opgewekte energie opslaan voor later gebruik.

‘Warmwaterverdiepingen’

Dat laatste gebeurt bij de HT-warmtepomp in een buffervat, waarin ruimte is voor 230 liter water. In dat vat wordt het cv-water opgeslagen in laagjes met verschillende temperaturen. Hoe heter het water, hoe hoger het in het vat zit. Het water gaat zich volgens De Graaff niet vermengen tot één grote bak met dezelfde temperatuur. Dat zou een paar dagen duren en daar krijgt het, omdat de HT-pomp steeds in gebruik is, de kans niet voor. De instroombuis waarmee het water vanuit de cv-installatie terugstroomt in het vat, is afgesloten met verschillende siliconenklepjes en zorgt ervoor dat het water altijd op de juiste ‘verdieping’ terecht komt. Ook die techniek is niet nieuw: het retourafgiftesysteem dat Feenstra en Vattenfall gebruiken is bedacht door SOLVIS, maker van hybride verwarmingssystemen.

De nieuwe oplossing van Feenstra/Vattenfall heeft nog meer slimmigheden. Zo doet het vat niet alleen dienst als ‘warmtebatterij’ maar ook als boiler: doordat het warmste water bovenin het vat wordt bewaard kan de HT-pomp snel een flinke plens heet water leveren zonder dat dat veel elektriciteit kost. Dat is vooral van belang voor het verhitten van tap- of douchewater of op momenten dat bewoners hun huis snel warm willen stoken wanneer ze een tijd zijn weggeweest. Buiten die piekmomenten wordt het water in het vat geleidelijk bijverwarmd.

Het 230 liter buffervat maakt de HT-warmtepomp van Feenstra en Vattenfall wel fors groter dan de gemiddelde cv-installatie. Dat zit hem deels ook in de centimeters dikke laag isolatiemateriaal rond het vat die warmteverlies voorkomt. Toch past het systeem met een beetje passen en meten in de meeste gevallen toch op de plek van de cv-ketel, verzekert De Graaff.

Ook warm bij -12° Celsius

Dat het systeem naar behoren werkt, blijkt uit een pilot bij twintig woningen in Heemskerk en een test in een woongebouw in Venray. Bij die laatste verwarmt een HT-pomp 48 huurappartementen. De Graaff is tevreden over die praktijktests. “Zelfs toen het onverwachts -12° Celsius graden was, hebben we de woningen allemaal netjes warm kunnen houden. De bewoners merken geen verschil tussen de warmtepomp en hun cv-ketel. Ze wonen even comfortabel en hoeven geen concessies te doen in hun stookgedrag of gebruik van warm water.”

Toch zijn HT-warmtepompen niet voor iedere woning de beste oplossing, geeft De Graaff toe. Ze gebruiken zo’n 20 tot 30 procent meer energie dan varianten die met een lagere temperatuur werken, mits het huis waarin ze staan goed is geïsoleerd. Wat aanschafprijs betreft verschilt de HT-pomp amper van gewone warmtepompen. Beide systemen kosten zo’n € 15.000 (inclusief installatie). Dat is aanzienlijk meer dan een nieuwe cv (kosten: € 1500 tot € 2500 euro) en een hybride warmtepomp (€ 3600 tot € 4500). Die laatste combineert een warmtepomp met een (gasgestookte) cv-ketel, waarbij de ketel het verwarmen overneemt als de pomp niet genoeg warmte kan leveren.

Ons doel is dat je niet meer gaat betalen dan je aan aardgas betaalde.

De cv-ketel vervangen

Dat de HT-pomp niet het meest energiezuinige systeem is dat er bestaat, is volgens De Graaff geen groot probleem. “Ons doel is dat we energiekostenneutraal zijn, dus dat je niet meer gaat betalen dan je aan aardgas betaalde. De besparing zit hem meer in de aanpassingen aan je woning die je met een gewone warmtepomp wel en met een HT-pomp niet hoeft te doen.”

De pomp van Feenstra/Vattenfall komt in de loop van dit jaar op de markt; eerst voor woningbouwcorporaties, en hopelijk volgend jaar ook voor de particuliere woningen. De Graaff: “Het is voor ons duidelijk dat we hiermee de cv-ketel kunnen vervangen.”