Warmte uit de Vecht
We wonen in een prachtig groot monumentaal huis. Maar het is slecht geïsoleerd. 'Als het buiten waait, waait het binnen ook'.
Enkel glas, geen spouwmuren, etc. We stookten bijna 5,500 m3 gas per jaar en dan was het echt niet overal warm in huis.
In maart 2024 hebben we een warmtepomp geïnstalleerd met een warmtewisselaar in de Vecht.
In maart 2024 hebben we een warmtepomp geïnstalleerd met een warmtewisselaar in de Vecht.
Het was een zoektocht, maar we zijn geslaagd. Het is lekker warm in huis en we gebruiken veel minder gas.
Het maandelijkse overzicht van Greenchoice (energieleverancier) zegt genoeg.
In plaats van twee keer het gemiddelde gebruik van een vrijstaand huis, gebruiken we nu ongeveer evenveel gas als een appartement.
Veel mensen zijn nieuwsgierig naar hoe dit werkt. Hieronder lees je er alles over.
Veel mensen zijn nieuwsgierig naar hoe dit werkt. Hieronder lees je er alles over.
Oude situatie
Het oorspronkelijke huis is gebouwd omstreeks 1640 en is sindsdien enkele keren verbouwd.
We hebben het pand in 2019 gerestaureerd.
De begane grond en de badkamer op de 1e verdieping hebben vloerverwarming. Daarnaast hebben we een zogenaamde zoneregeling, waarbij iedere ruimte een eigen thermostaat en radiator(en) heeft. Alle ruimtes hebben ook eigen aan- en afvoerleidingen naar de gasketel.
De vloerverwarming zorgt voor de basisverwarming. Iedere ruimte kan bijverwarmd worden door de radiatoren.
Het in 2019 vernieuwde dak is goed geïsoleerd. Voor de rest is er geen isolatie. Alle ramen zijn enkel glas. Er zijn geen spouwmuren. Het is een tochtig huis, ventilatie is niet nodig. Als het buiten waait dan voel je dit binnen. Omdat het huis een rijksmonument is, mogen we verder ook niets veranderen.
De totale vloeroppervlakte is ongeveer 350 m2. Inhoud is ruim 1.200 m3.
Tijdens koude perioden was het gasgebruik ruim 30 m3 per dag.
In 2022 gingen we, net als de rest van Nederland, het gasgebruik proberen te verminderen. Het voelde niet goed om zoveel gas te verstoken. De thermostaat ging naar beneden. Sommige ruimtes werden niet meer verwarmd. Dekens op de bank. 's Avonds ging de verwarming eerder uit. Hout stoken in de open haard en houtkachel. We maakten er een sport van. Uiteindelijk wisten we het gasgebruik bijna te halveren (van 5.500 m3 naar 2.900 m3).
Maar het was onaangenaam koud in huis. In 2023 gingen we weer warmer stoken. Het gasgebruik ging terug omhoog naar 4.000 m3.
Moeten we een warmtepomp nemen?
De begane grond en de badkamer op de 1e verdieping hebben vloerverwarming. Daarnaast hebben we een zogenaamde zoneregeling, waarbij iedere ruimte een eigen thermostaat en radiator(en) heeft. Alle ruimtes hebben ook eigen aan- en afvoerleidingen naar de gasketel.
De vloerverwarming zorgt voor de basisverwarming. Iedere ruimte kan bijverwarmd worden door de radiatoren.
Het in 2019 vernieuwde dak is goed geïsoleerd. Voor de rest is er geen isolatie. Alle ramen zijn enkel glas. Er zijn geen spouwmuren. Het is een tochtig huis, ventilatie is niet nodig. Als het buiten waait dan voel je dit binnen. Omdat het huis een rijksmonument is, mogen we verder ook niets veranderen.
De totale vloeroppervlakte is ongeveer 350 m2. Inhoud is ruim 1.200 m3.
Tijdens koude perioden was het gasgebruik ruim 30 m3 per dag.
In 2022 gingen we, net als de rest van Nederland, het gasgebruik proberen te verminderen. Het voelde niet goed om zoveel gas te verstoken. De thermostaat ging naar beneden. Sommige ruimtes werden niet meer verwarmd. Dekens op de bank. 's Avonds ging de verwarming eerder uit. Hout stoken in de open haard en houtkachel. We maakten er een sport van. Uiteindelijk wisten we het gasgebruik bijna te halveren (van 5.500 m3 naar 2.900 m3).
Maar het was onaangenaam koud in huis. In 2023 gingen we weer warmer stoken. Het gasgebruik ging terug omhoog naar 4.000 m3.
Moeten we een warmtepomp nemen?
Een warmtepomp
Weet je niet hoe een warmtepomp werkt? lees dan eerst deze uitleg.
We hoorden vaak dat voor een warmtepomp het huis heel goed geïsoleerd moet zijn. Dat beloofde niet veel goeds.
We wilden geen grote verbouwing. De restauratie in 2019 heeft lang geduurd. Alles is prachtig gemaakt. We wilden geen muren of vloeren open breken, nieuwe leidingen door het huis aanleggen, etc. Bovendien zijn we beperkt door het feit dat het huis een monument is.
We wilden ook niet inleveren op comfort. Met drie kinderen, twee douches en een bad moet de warmwatervoorziening goed zijn. De radiatoren, waarmee iedere ruimte afzonderlijk verwarmd kan worden, werken heel goed. Als het 's avonds te koud is in de woonkamer dan kunnen we de thermostaat in de woonkamer hoger zetten en binnen de kortste tijd is het in de woonkamer warmer. De slaapkamers en badkamers kunnen ook bijverwarmd worden als het nodig is.
Het idee ontstond om de gasketel en een warmtepomp te combineren, een hybride systeem. Helemaal van het gas af was simpelweg niet haalbaar, maar 70-80% minder gas gebruiken is al heel mooi.
Een luchtwarmtepomp met een buitenunit was geen optie. We mogen niets op het dak of aan de buitenmuur monteren. Bovendien willen we de stilte niet verstoren en een buitenunit maakt geluid.
Een bodemwarmtepomp (of aardwarmtepomp) die de energie uit de bodem haalt is ook niet mogelijk. Onze achtertuin is onbereikbaar voor een grote boormachine.
Maar we wonen aan het water. De achtertuin grenst aan de Vecht. Kunnen we de warmte niet uit de Vecht halen?
We hoorden vaak dat voor een warmtepomp het huis heel goed geïsoleerd moet zijn. Dat beloofde niet veel goeds.
We wilden geen grote verbouwing. De restauratie in 2019 heeft lang geduurd. Alles is prachtig gemaakt. We wilden geen muren of vloeren open breken, nieuwe leidingen door het huis aanleggen, etc. Bovendien zijn we beperkt door het feit dat het huis een monument is.
We wilden ook niet inleveren op comfort. Met drie kinderen, twee douches en een bad moet de warmwatervoorziening goed zijn. De radiatoren, waarmee iedere ruimte afzonderlijk verwarmd kan worden, werken heel goed. Als het 's avonds te koud is in de woonkamer dan kunnen we de thermostaat in de woonkamer hoger zetten en binnen de kortste tijd is het in de woonkamer warmer. De slaapkamers en badkamers kunnen ook bijverwarmd worden als het nodig is.
Het idee ontstond om de gasketel en een warmtepomp te combineren, een hybride systeem. Helemaal van het gas af was simpelweg niet haalbaar, maar 70-80% minder gas gebruiken is al heel mooi.
Een luchtwarmtepomp met een buitenunit was geen optie. We mogen niets op het dak of aan de buitenmuur monteren. Bovendien willen we de stilte niet verstoren en een buitenunit maakt geluid.
Een bodemwarmtepomp (of aardwarmtepomp) die de energie uit de bodem haalt is ook niet mogelijk. Onze achtertuin is onbereikbaar voor een grote boormachine.
Maar we wonen aan het water. De achtertuin grenst aan de Vecht. Kunnen we de warmte niet uit de Vecht halen?
Voorbeelden
In Nederland worden al honderden woningen verwarmd met energie uit water.
Er zijn verschillende benamingen voor: aquathermie, water/water warmtepomp, TEO (thermische energie uit oppervlaktewater).
Als je met deze termen op internet zoekt, kom je diverse voorbeelden tegen.
Het bedrijf Ecensy heeft meer dan 100 woonboten in Amsterdam en omstreken voorzien van een warmtepomp. In Friesland zijn er verschillende initiatieven en wordt 'aquathermie' gezien als toekomstige warmtebron voor duizenden woningen en gebouwen.
Je hebt dezelfde soort warmtepomp nodig als voor bodemwarmte ('brine-water warmtepomp'). Een brine-water warmtepomp is (nog) wel duurder dan de in veel grotere aantallen geproduceerde luchtwarmtepomp.
Naast de warmtepomp heb je een warmtewisselaar nodig, het 'apparaat' dat in het water komt. Hier zijn maar weinig aanbieders van. Indurio verkoopt o.a. de Bluethermbox. ElringKlinger is producent van de ThermoGenius. Het Duitse Mefa / Multiq levert een eigen ontwerp in verschillende maten. Het eerder genoemde Ecensy maakt zelf de warmtewisselaar. Deze op Internet gevonden opgerolde warmtewisselaar lijkt ook zelf gemaakt.
Het bedrijf Ecensy heeft meer dan 100 woonboten in Amsterdam en omstreken voorzien van een warmtepomp. In Friesland zijn er verschillende initiatieven en wordt 'aquathermie' gezien als toekomstige warmtebron voor duizenden woningen en gebouwen.
Je hebt dezelfde soort warmtepomp nodig als voor bodemwarmte ('brine-water warmtepomp'). Een brine-water warmtepomp is (nog) wel duurder dan de in veel grotere aantallen geproduceerde luchtwarmtepomp.
Naast de warmtepomp heb je een warmtewisselaar nodig, het 'apparaat' dat in het water komt. Hier zijn maar weinig aanbieders van. Indurio verkoopt o.a. de Bluethermbox. ElringKlinger is producent van de ThermoGenius. Het Duitse Mefa / Multiq levert een eigen ontwerp in verschillende maten. Het eerder genoemde Ecensy maakt zelf de warmtewisselaar. Deze op Internet gevonden opgerolde warmtewisselaar lijkt ook zelf gemaakt.
Oplossing
In eerste instantie hebben we een offerte aangevraagd bij Ecensy, vanwege hun ervaring en enthousiasme.
De kosten vielen tegen. De warmtepomp (eigen merk van Ecensy) was relatief goedkoop. Maar de hele installatie wordt duur door alles wat erbij komt kijken. De opzet van het hybride systeem was redelijk complex. Het is veel 'knutsel'werk om alles te installeren en aan te sluiten op de bestaande verwarming. De installateurs zijn dagen bezig om het voor elkaar te krijgen. Alles bij elkaar zou het ongeveer 30.000 euro gaan kosten (inclusief graafwerk).
Terug naar de tekentafel.
Zo simpel mogelijk. In overleg met onze eigen installateur hebben we een veel minder complexe, en daarmee goedkopere, installatie bedacht. Iets minder efficiënt maar daardoor wel uitvoerbaar.
De warmtewisselaar hebben we zelf gemaakt. Een verzinkt landhek, 200m slang (32mm tyleen), hardhouten balken, koppelingen en mantelbuizen zijn thuis afgeleverd. Na een paar dagen knutselen was het klaar. Bijkomend voordeel is dat we het apparaat op maat van de steiger hebben kunnen maken.
Graafwerk in de tuin hebben we zelf gedaan. Kwestie van een goede schep, handschoenen, laarzen en een kruiwagen kopen.
We hebben gekozen voor Nefit Bosch warmtepomp met een extern buffervat. De warmtepomp is relatief duur maar (voor onze installateur) eenvoudiger te installeren.
Nu zijn we uitgekomen op ongeveer 20.000 euro. Daar gaat de subsidie van 4.575 euro nog van af.
De kosten vielen tegen. De warmtepomp (eigen merk van Ecensy) was relatief goedkoop. Maar de hele installatie wordt duur door alles wat erbij komt kijken. De opzet van het hybride systeem was redelijk complex. Het is veel 'knutsel'werk om alles te installeren en aan te sluiten op de bestaande verwarming. De installateurs zijn dagen bezig om het voor elkaar te krijgen. Alles bij elkaar zou het ongeveer 30.000 euro gaan kosten (inclusief graafwerk).
Terug naar de tekentafel.
Nu zijn we uitgekomen op ongeveer 20.000 euro. Daar gaat de subsidie van 4.575 euro nog van af.
Cijfers
Capaciteit warmtepomp
Voor nieuwbouw of in het geval van renovatie/verduurzaming heb je een uitgebreide berekening voor het warmteverlies en daarmee de benodigde capaciteit. Aangezien er bij ons niets veranderde aan het huis, hoefden we alleen naar het gasgebruik te kijken. Tijdens de koudste dagen verstookten we 30 m3 gas per dag. Dit is omgerekend bijna 300 kWh aan warmte. (een kub gas levert ongeveer 9,8 kWh aan warmte op.) De warmtepomp moet dus bijna 300 kWh aan warmte per dag moeten genereren. Dit is 12,5 kWh per uur. Het gewenste vermogen is dus 12,5 kW. We hebben gekozen voor een warmtepomp met een capaciteit van 12 kW.
Het is nog even de vraag of de vloerverwarming deze hoeveelheid warmte tijdens koude dagen goed kan afgeven aan het huis. Het is wachten op de eerste koude periode om dit te testen. In het ergste geval moeten we tijdens koude dagen een of enkele ruimtes bijstoken m.b.v. de gasketel en radiatoren.
Capaciteit warmtewisselaar
Een lastige vraag was hoe groot de warmtewisselaar moest zijn. Hoe lang moet de tyleenslang zijn? Welke diameter slang moeten we gebruiken?
De wand van tyleenslang zelf is het 'doorgeefluik' van energie uit het 'warme' oppervlaktewater naar de 'koude' mengsel van water en glycol dat door de slang stroomt. Tyleen is een soort plastic en werkt isolerend, hoe dikker de wand van de tyleenslang is hoe minder warmte er doorheen gaat. Een slang met een dunne wand werkt dus beter, maar is minder sterk.
Hoe kleiner de diameter van een slang, hoe hoger de druk moet zijn om het glycolmengsel door de slang te pompen. En het hangt ook af van hoeveel liter glycolmengsel er per uur door de slang moet lopen.
De precieze berekening is onder andere afhankelijk van de verhouding water en glycol, maar het komt er ongeveer op neer dat je ongeveer 1 kWh energie nodig hebt om 1000 liter (1 m3) glycolmengsel 1 graad op te warmen. Andersom geldt ook, als je 1 m3 glycolmengsel met 1 graad afkoelt dan komt er 1 kWh energie vrij.
De warmtepomp genereert 12 kWh aan warmte per uur. Hiervan is ongeveer 2 kWh elektriciteit en 10 kWh warmte uit het oppervlaktewater. Het glycolmengsel moet dus per uur 10 kWh aan energie opnemen uit het oppervlaktewater terwijl het door de slang loopt en geeft dit vervolgens weer af in de warmtepomp. De warmtepomp koelt het glycolmengsel ongeveer 4 tot 5 graden af. Per graad levert 1000 liter ongeveer 1 kWh op. 10 kWh / 4 graden is 2.500 liter, 10 kWh / 5 graden is 2.000 liter. Er moet dus ongeveer 2.000 - 2.500 liter (2,0 - 2,5 m3) glycolmengsel per uur door de slang lopen.
Voor deze hoeveelheid heb je een diameter van de slang nodig van minimaal 25 mm. Bij een kleinere diameter wordt de weerstand te groot. We hebben gekozen voor een slang met een diameter van 32 mm.
De warmtegeleidingscoëfficiënt van tyleen is ongeveer 0.45 W/(m.K). Dit houdt in dat als je een vierkante meter tyleen hebt van een meter dik en het temperatuurverschil tussen de ene en de andere kant is 1 graad, dan gaat er 0.45 Watt door het tyleen van de ene kant naar de andere kant. De wanddikte van de tyleenslang is 2 mm. Bij 1 graad temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en het glycolmengsel gaat er 0.45/0.002 = 225 Watt door een m2 wand.
De diameter van de slang is aan de binnenkant 28 mm. De omtrek is 2*pi*r = 2 * 3.14 * (0.028/2) = 0,088 meter (8,8 cm). Een meter slang heeft dan een binnenwandoppervlakte van 0,088 m2 en bij 1 graad temperatuurverschil is de overdracht ongeveer 20 Watt per meter slang.
De warmtepomp mag het glycolmengsel 5 graden afkoelen. Het glycolmengsel dat van de slang naar de warmtepomp stroomt heeft dezelfde temperatuur als het oppervlaktewater. Wanneer het vanuit de warmtepomp terugstroomt is het 5 graden kouder. Bij het begin van de slang is het verschil tussen het oppervlaktewater aan de buitenkant van de slang en het glycolmengsel aan de binnenkant van de slang dus 5 graden. Terwijl het glycolmengsel door de slang loopt wordt het opgewarmd. Aan het einde van de slang moet de temperatuur van het glycolmengsel weer hetzelfde zijn als het oppervlaktewater.
Gemiddeld is het temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en het glycolmengsel in de slang dus 2,5 graad.
Bij een temperatuurverschil van 2,5 graad is de energieoverdracht door een meter slang 2,5 * 20 = 50 Watt. We willen 10.000 Watt (10 kW) aan energie uit het oppervlaktewater halen. 10.000 / 50 = 200 meter slang.
De berekening is vereenvoudigd en daarom natuurkundig niet helemaal correct. Er zijn nogal wat aannames, afrondingen, gebruik van gemiddelden, etc, maar in de praktijk klopt het redelijk.
Nog een leuk rekensommetje dat verder niet van belang is: de inhoud van de slang is lengte 20,000 cm * 3,14 * 1,4 cm * 1,4 cm = 123 liter. Er gaat 2,500 liter glycolmengsel per uur doorheen. Dit betekent dat de slang ongeveer 20 keer per uur wordt gevuld. Het glycolmengsel heeft dus ongeveer 3 minuten om op te warmen in de slang voordat het weer terug gaat naar de warmtepomp.
Bij het vullen van het systeem is er ongeveer 140 liter glycolmengsel ingegaan. Maar dit is inclusief de aan- en afvoerslang door de tuin en enkele liters in de warmtepomp zelf.
Stooktemperatuur warmtepomp
Hoe hoger de temperatuur van de vloerverwarming, hoe lager het rendement van een warmtepomp. Dit is ook de reden dat je beter vloerverwarming kunt hebben dan radiatoren. Vloerverwarming werkt met 30 - 40 graden, terwijl een ouderwetse radiator een hogere temperatuur nodig heeft.
Maar wat is de meest gunstige temperatuur van het warme water dat door de vloerverwarming loopt? Dit rekent de warmtepomp zelf uit met behulp van de buitentemperatuur, de huidige binnentemperatuur en de gewenste binnentemperatuur. Met koud weer stookt de warmtepomp het water op naar 40 graden, bij minder koud weer is het vaker rond de 30 graden. Misschien kunnen we het nog wat beter afstellen, maar tot nu toe hebben we niets veranderd aan de fabrieksinstellingen en lijkt het heel goed te werken.
Rendement
De warmtepomp draait vanaf 7 maart 2024. We hebben nog geen compleet jaar en we weten nog niet wat het gemiddelde rendement is. Maar tot nu toe is het rendement boven verwachting.
Over de eerste drie maanden heeft de warmtepomp dus met bijna 750 kWh aan stroom bijna 5.000 kWh aan warmte geproduceerd. Voor dezelfde hoeveelheid warmte verstookt een gasketel 500 m3 gas. Bij de huidige energieprijzen (elektriciteit 0,29 euro/kWh, gas 1,35 euro/m3) hebben we, naast het feit dat we veel minder gas verstoken, 457 euro bespaard.
Update begin juli 2024: Halverwege juni hebben we de warmtepomp uitgezet. We gebruiken de warmtepomp alleen voor verwarming, en dat is in de zomermaanden niet nodig. Ergens in september zetten we de warmtepomp weer aan.
De verwachting voor het hele jaar is (volgens de producent van de warmtepomp) een COP van 5,5. Voor iedere 5,5 kWh aan warmte gebruikt de warmtepomp 1 kWh aan stroom en wordt 4,5 kWh aan warmte uit het oppervlaktewater gehaald. Voorlopig is het rendement van de warmtepomp dus hoger dan wat de producent aangeeft, maar dit zal te maken hebben met de relatief warme periode maart - mei waarin we gemeten hebben.
We verwachten op jaarbasis ongeveer 3.500 m3 gas te besparen. Daarvoor in de plaats moet de warmtepomp dus 35,000 kWh aan warmte produceren. Bij een COP (rendement) van 5,5, betekent dit ongeveer 6.400 kWh aan stroom en 28.600 kWh aan warmte uit de Vecht. Bij de huidige energieprijzen betekent dit een besparing van ongeveer 1.800 euro per jaar en een terugverdientijd van bijna 9 jaar (maar, minstens zo belangrijk, ieder jaar 3.500 m3 minder gas!)
Watertemperatuur en buitentemperatuur
De watertemperatuur heeft invloed op het rendement van de warmtepomp. We zijn daarom vanaf april 2024 de temperatuur van de Vecht en de buitentemperatuur gaan meten (automatisch, iedere 5 minuten).
Overdag is de buitentemperatuur vaak hoger dan de watertemperatuur, maar 's nachts is het andersom. Gemiddeld ligt de temperatuur van de buitenlucht lager dan de temperatuur van het oppervlaktewater.
* de thermometer in het water zit in de buurt van de warmtewisselaar, op ongeveer een meter diepte.
Voor nieuwbouw of in het geval van renovatie/verduurzaming heb je een uitgebreide berekening voor het warmteverlies en daarmee de benodigde capaciteit. Aangezien er bij ons niets veranderde aan het huis, hoefden we alleen naar het gasgebruik te kijken. Tijdens de koudste dagen verstookten we 30 m3 gas per dag. Dit is omgerekend bijna 300 kWh aan warmte. (een kub gas levert ongeveer 9,8 kWh aan warmte op.) De warmtepomp moet dus bijna 300 kWh aan warmte per dag moeten genereren. Dit is 12,5 kWh per uur. Het gewenste vermogen is dus 12,5 kW. We hebben gekozen voor een warmtepomp met een capaciteit van 12 kW.
Het is nog even de vraag of de vloerverwarming deze hoeveelheid warmte tijdens koude dagen goed kan afgeven aan het huis. Het is wachten op de eerste koude periode om dit te testen. In het ergste geval moeten we tijdens koude dagen een of enkele ruimtes bijstoken m.b.v. de gasketel en radiatoren.
Capaciteit warmtewisselaar
Een lastige vraag was hoe groot de warmtewisselaar moest zijn. Hoe lang moet de tyleenslang zijn? Welke diameter slang moeten we gebruiken?
De wand van tyleenslang zelf is het 'doorgeefluik' van energie uit het 'warme' oppervlaktewater naar de 'koude' mengsel van water en glycol dat door de slang stroomt. Tyleen is een soort plastic en werkt isolerend, hoe dikker de wand van de tyleenslang is hoe minder warmte er doorheen gaat. Een slang met een dunne wand werkt dus beter, maar is minder sterk.
Hoe kleiner de diameter van een slang, hoe hoger de druk moet zijn om het glycolmengsel door de slang te pompen. En het hangt ook af van hoeveel liter glycolmengsel er per uur door de slang moet lopen.
De precieze berekening is onder andere afhankelijk van de verhouding water en glycol, maar het komt er ongeveer op neer dat je ongeveer 1 kWh energie nodig hebt om 1000 liter (1 m3) glycolmengsel 1 graad op te warmen. Andersom geldt ook, als je 1 m3 glycolmengsel met 1 graad afkoelt dan komt er 1 kWh energie vrij.
De warmtepomp genereert 12 kWh aan warmte per uur. Hiervan is ongeveer 2 kWh elektriciteit en 10 kWh warmte uit het oppervlaktewater. Het glycolmengsel moet dus per uur 10 kWh aan energie opnemen uit het oppervlaktewater terwijl het door de slang loopt en geeft dit vervolgens weer af in de warmtepomp. De warmtepomp koelt het glycolmengsel ongeveer 4 tot 5 graden af. Per graad levert 1000 liter ongeveer 1 kWh op. 10 kWh / 4 graden is 2.500 liter, 10 kWh / 5 graden is 2.000 liter. Er moet dus ongeveer 2.000 - 2.500 liter (2,0 - 2,5 m3) glycolmengsel per uur door de slang lopen.
Voor deze hoeveelheid heb je een diameter van de slang nodig van minimaal 25 mm. Bij een kleinere diameter wordt de weerstand te groot. We hebben gekozen voor een slang met een diameter van 32 mm.
De warmtegeleidingscoëfficiënt van tyleen is ongeveer 0.45 W/(m.K). Dit houdt in dat als je een vierkante meter tyleen hebt van een meter dik en het temperatuurverschil tussen de ene en de andere kant is 1 graad, dan gaat er 0.45 Watt door het tyleen van de ene kant naar de andere kant. De wanddikte van de tyleenslang is 2 mm. Bij 1 graad temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en het glycolmengsel gaat er 0.45/0.002 = 225 Watt door een m2 wand.
De diameter van de slang is aan de binnenkant 28 mm. De omtrek is 2*pi*r = 2 * 3.14 * (0.028/2) = 0,088 meter (8,8 cm). Een meter slang heeft dan een binnenwandoppervlakte van 0,088 m2 en bij 1 graad temperatuurverschil is de overdracht ongeveer 20 Watt per meter slang.
De warmtepomp mag het glycolmengsel 5 graden afkoelen. Het glycolmengsel dat van de slang naar de warmtepomp stroomt heeft dezelfde temperatuur als het oppervlaktewater. Wanneer het vanuit de warmtepomp terugstroomt is het 5 graden kouder. Bij het begin van de slang is het verschil tussen het oppervlaktewater aan de buitenkant van de slang en het glycolmengsel aan de binnenkant van de slang dus 5 graden. Terwijl het glycolmengsel door de slang loopt wordt het opgewarmd. Aan het einde van de slang moet de temperatuur van het glycolmengsel weer hetzelfde zijn als het oppervlaktewater.
Gemiddeld is het temperatuurverschil tussen het oppervlaktewater en het glycolmengsel in de slang dus 2,5 graad.
Bij een temperatuurverschil van 2,5 graad is de energieoverdracht door een meter slang 2,5 * 20 = 50 Watt. We willen 10.000 Watt (10 kW) aan energie uit het oppervlaktewater halen. 10.000 / 50 = 200 meter slang.
De berekening is vereenvoudigd en daarom natuurkundig niet helemaal correct. Er zijn nogal wat aannames, afrondingen, gebruik van gemiddelden, etc, maar in de praktijk klopt het redelijk.
Nog een leuk rekensommetje dat verder niet van belang is: de inhoud van de slang is lengte 20,000 cm * 3,14 * 1,4 cm * 1,4 cm = 123 liter. Er gaat 2,500 liter glycolmengsel per uur doorheen. Dit betekent dat de slang ongeveer 20 keer per uur wordt gevuld. Het glycolmengsel heeft dus ongeveer 3 minuten om op te warmen in de slang voordat het weer terug gaat naar de warmtepomp.
Bij het vullen van het systeem is er ongeveer 140 liter glycolmengsel ingegaan. Maar dit is inclusief de aan- en afvoerslang door de tuin en enkele liters in de warmtepomp zelf.
Stooktemperatuur warmtepomp
Hoe hoger de temperatuur van de vloerverwarming, hoe lager het rendement van een warmtepomp. Dit is ook de reden dat je beter vloerverwarming kunt hebben dan radiatoren. Vloerverwarming werkt met 30 - 40 graden, terwijl een ouderwetse radiator een hogere temperatuur nodig heeft.
Maar wat is de meest gunstige temperatuur van het warme water dat door de vloerverwarming loopt? Dit rekent de warmtepomp zelf uit met behulp van de buitentemperatuur, de huidige binnentemperatuur en de gewenste binnentemperatuur. Met koud weer stookt de warmtepomp het water op naar 40 graden, bij minder koud weer is het vaker rond de 30 graden. Misschien kunnen we het nog wat beter afstellen, maar tot nu toe hebben we niets veranderd aan de fabrieksinstellingen en lijkt het heel goed te werken.
Rendement
De warmtepomp draait vanaf 7 maart 2024. We hebben nog geen compleet jaar en we weten nog niet wat het gemiddelde rendement is. Maar tot nu toe is het rendement boven verwachting.
| maand | stroom (kWh) | warmte (kWh) | rendement (COP) |
|---|---|---|---|
| mrt | 364 | 2225 | 6,1 |
| apr | 305 | 2050 | 6,7 |
| mei | 80 | 680 | 8,1 |
| jun | 90 | 733 | 8,1 |
| totaal | 839 | 5688 | 6,8 |
Over de eerste drie maanden heeft de warmtepomp dus met bijna 750 kWh aan stroom bijna 5.000 kWh aan warmte geproduceerd. Voor dezelfde hoeveelheid warmte verstookt een gasketel 500 m3 gas. Bij de huidige energieprijzen (elektriciteit 0,29 euro/kWh, gas 1,35 euro/m3) hebben we, naast het feit dat we veel minder gas verstoken, 457 euro bespaard.
Update begin juli 2024: Halverwege juni hebben we de warmtepomp uitgezet. We gebruiken de warmtepomp alleen voor verwarming, en dat is in de zomermaanden niet nodig. Ergens in september zetten we de warmtepomp weer aan.
De verwachting voor het hele jaar is (volgens de producent van de warmtepomp) een COP van 5,5. Voor iedere 5,5 kWh aan warmte gebruikt de warmtepomp 1 kWh aan stroom en wordt 4,5 kWh aan warmte uit het oppervlaktewater gehaald. Voorlopig is het rendement van de warmtepomp dus hoger dan wat de producent aangeeft, maar dit zal te maken hebben met de relatief warme periode maart - mei waarin we gemeten hebben.
We verwachten op jaarbasis ongeveer 3.500 m3 gas te besparen. Daarvoor in de plaats moet de warmtepomp dus 35,000 kWh aan warmte produceren. Bij een COP (rendement) van 5,5, betekent dit ongeveer 6.400 kWh aan stroom en 28.600 kWh aan warmte uit de Vecht. Bij de huidige energieprijzen betekent dit een besparing van ongeveer 1.800 euro per jaar en een terugverdientijd van bijna 9 jaar (maar, minstens zo belangrijk, ieder jaar 3.500 m3 minder gas!)
Watertemperatuur en buitentemperatuur
De watertemperatuur heeft invloed op het rendement van de warmtepomp. We zijn daarom vanaf april 2024 de temperatuur van de Vecht en de buitentemperatuur gaan meten (automatisch, iedere 5 minuten).
| maand | gem. watertemperatuur |
gem. buitentemperatuur |
|---|---|---|
| apr | 12,8 | 9,8 |
| mei | 18,2 | 16,6 |
| jun | 18,7 | 16,8 |
Overdag is de buitentemperatuur vaak hoger dan de watertemperatuur, maar 's nachts is het andersom. Gemiddeld ligt de temperatuur van de buitenlucht lager dan de temperatuur van het oppervlaktewater.
FAQ (veelgestelde vragen)
Wat gebeurt er als de Vecht bevriest?
De warmtewisselaar ligt op de bodem van de Vecht, ruim een meter onder water. Hier zal het nooit bevriezen, maar het water koelt natuurlijk wel af tot net boven het vriespunt.
De vloeistof in de slang is een mengsel van water en glycol. Dit is vergelijkbaar met 'antivries' en bevriest pas bij -20 graden.
Als het oppervlaktewater 1 graad boven nul is, dan koelt de warmtepomp het glycolmengsel af tot -4 graden maar bevriest niet.
Het rendement van de warmtepomp is sterk afhankelijk van de temperatuur van het glycolmengsel en de gewenste temperatuur van het water naar de vloerverwarming. Hoe groter het verschil, hoe harder de warmtepomp moet werken en hoe lager het rendement. Als er geschaatst kan worden op de Vecht (voor het laatst in 1997), is het rendement lager maar werkt alles nog steeds prima.
Koelt de Vecht af door de warmtewisselaar?
Ja, de Vecht koelt af, maar dit is heel minimaal (minder dan 1/1000ste graad).
De temperatuur van het oppervlaktewater wordt vooral bepaald door de temperatuur van de buitenlucht en straling van de zon. We meten continu de temperatuur van het water en de temperatuur van de buitenlucht. Het is opvallend hoe snel de temperatuur van het water de temperatuur van de buitenlucht volgt. Daar kan een warmtepomp niet tegenop.
Als de buitenlucht warmer is dan warmt het water op. Hoe groter het verschil in temperatuur, hoe sneller het gaat. Bij een warme dag schiet de temperatuur van het water omhoog. En als het dan 's nachts buiten afkoelt en het water warmer is dan de buitenlucht, dan daalt de temperatuur van het water weer. Als iedereen met een tuin aan de Vecht een warmtewisselaar in het water zou leggen, dan zou de Vecht misschien soms meetbaar iets afkoelen (een halve graad zou al heel veel zijn), maar omdat het temperatuurverschil met de buitenlucht dan groter wordt, warmt het water ook sneller weer op.
Krijgen we weer een Elfstedentocht als heel Friesland een warmtepomp krijgt met een warmtewisselaar in het water? Misschien, het zal vast een beetje helpen, maar dan moet er eigenlijk ook nog een soort isolatielaag op het water komen om ervoor te zorgen dat de buitenlucht het water niet direct weer opwarmt.
En warmt de Vecht dan op als je in de zomer de warmtepomp gebruikt om te koelen? We koelen niet in de zomer, zonde van de elektriciteit. Maar als iedereen met een tuin aan de Vecht dit wel zou doen, dan verwacht ik dat bij koelen in de zomer de verschillen nog kleiner zijn dan bij verwarmen in de winter. Naast de buitentemperatuur heeft de zon in de zomer (zeker op dagen dat je wilt koelen) heel veel invloed op de temperatuur van het oppervlaktewater. Je kunt het oppervlaktewater beschouwen als een groot zonnepaneel.
Is het rendement hoger dan een warmtepomp met een luchtunit?
Ja. Het is moeilijk te zeggen hoeveel. Fabrikanten geven een te verwachten 'COP' op en de COP van een brine/water waterpomp is hoger dan een luchtwarmtepomp. In de praktijk hangt het af van wel of geen koude winter, watertemperatuur, etc. Een brine/water warmtepomp is duurder in aanschaf maar het rendement is ook hoger. Voor ons was het ook belangrijk dat er geen lawaai wordt gemaakt. En het past niet bij een monumentaal huis.
Is het rendement hoger dan een warmtepomp met een grondboring?
Het zal niet veel verschillen, het uiteindelijke rendement heeft te maken met het verloop van de winter, etc. Een grondboring levert, als de capaciteit voldoende is, het hele jaar dezelfde temperatuur (ongeveer 12 graden). Het oppervlaktewater is soms kouder, soms warmer en dat is bepalend voor het rendement. Voordelen van een grondboring zijn de levensduur (> 100 jaar) en de mogelijkheid om te koelen in de zomer. Nadeel is de investering en de ruimte die je nodig hebt om te boren.
Hoe lang blijft de warmtewisselaar werken?
Geen idee. Tyleenslang wordt ook gebruikt voor waterleiding en zou minimaal 50 jaar mee moeten gaan. De kans op lekkage of andere schade is minimaal. Als er ooit gebaggerd moet worden, is het mogelijk om de warmtewisselaar even uit het water te halen. Misschien moeten we de warmtewisselaar een keer schoonmaken, maar voor de werking zou dit niet veel uitmaken. Vooralsnog gaan we er vanuit dat we er de komende 20 jaar geen omkijken naar hebben.
Waarom niet helemaal van het gas af?
In een goed geïsoleerd huis kun je de verwarming de hele dag aan laten staan. In een slecht geïsoleerd huis is het zonde om bijvoorbeeld de woonkamer de hele dag op 21 graden te hebben wanneer je er alleen in de avond gebruik van maakt. Ons huis verliest nu op een koude dag 300 kWh aan warmte. Als we het hele huis de hele dag lekker warm stoken dan zou dit misschien wel 600 kWh zijn. De thermostaat van de woonkamer staat de hele dag op 17 graden en de warmtepomp zorgt hiervoor. In de avonduren stoken we met de gasketel even bij met een hoge temperatuur (70 graden) in de radiator zodat het snel 21 graden is. De 'winst' om dit ook door de warmtepomp te laten doen is klein.
Hetzelfde geldt voor warm water (douche/bad). We gebruiken ongeveer 300 m3 gas per jaar voor warm water. Dat is minder dan 10% van wat we nu besparen met de warmtepomp, maar zou de installatie in onze situatie wel veel ingewikkelder en duurder maken.
We zouden de gasketel kunnen vervangen door een elektrische ketel en/of boiler. In plaats van 800 m3 gas (verwacht gasgebruik vanaf nu), gebruiken we dan ongeveer extra 7.500 kWh stroom. (1 m3 gas levert evenveel warmte op als 9,7 kWh stroom) Bij de huidige energieprijzen (elektriciteit 0,29 euro/kWh, gas 1,35 euro/m3) kost dit 7.500 x 0,29 - 800 x 1,35 = 1,080 euro per jaar extra. De vaste kosten voor de gasaansluiting vervallen. Netto kost het ongeveer 800 euro per jaar extra.
Werkt een warmtepomp alleen in een goed geïsoleerd huis?
Nee. Ons voorbeeld maakt dat duidelijk. We verwachten 3.500 m3 gas per jaar te besparen. Dat is veel meer dan een goed geïsoleerd nieuwbouwhuis bespaart met een warmtepomp.
Heb je zonnepanelen nodig voor een warmtepomp?
Nee. Ons voorbeeld maakt dat duidelijk. Voor iedere 16 euro aan gas gebruiken we nu 6 euro aan elektriciteit. Uiteraard zou het mooi zijn om de elektriciteit zelf op te wekken met zonnepanelen, maar dat staat er verder los van. De winst zit gewoon in minder gas gebruiken.
Maakt de warmtepomp geluid?
Ja, vergelijkbaar met een koelkast of gasketel. Maar het apparaat staat in de kelder en je hoort het niet in de rest van het huis. De extra circulatiepomp maakt overigens zelfs iets meer geluid dan de warmtepomp. Maar die hoor je in de rest van het huis ook niet. En in de tuin hoor je uiteraard ook niets.
Werkt het ook in een sloot?
Dit hangt af van hoe breed en hoe diep de sloot is. En of het stilstaand of stromend water is. Het hangt natuurlijk ook af van hoeveel energie de warmtepomp uit het water haalt. Er gaan verhalen rond over bevroren sloten, maar details ontbreken. Het zou mogelijk moeten zijn om het uit te rekenen. Als het gaat om een slootje waarbij na de eerste vorst al ijs ligt, dan zou ik oppassen.
Heb je een vergunning nodig voor de warmtewisselaar in het oppervlaktewater?
Het was lastig om een antwoord te krijgen. De duurzaamheidsmedewerker van de gemeente Stichtse Vecht 'dacht dat het niet mocht'. Maar toen we verder zochten bleek dat niet de gemeente maar het waterschap hierover gaat.
Het waterschap 'Amstel, Gooi en Vecht' (waaronder we vallen) gaf ook geen duidelijk antwoord.
Maar uiteindelijk blijkt dat je geen vergunning hoeft aan te vragen, maar, in het geval van het verwarmen van een huis, alleen een melding moet doen bij het waterschap.
We hebben via het Omgevingsloket een melding gedaan en kregen een week later bericht van het waterschap dat we daarmee voldaan hadden aan de regels en de warmtewisselaar in de Vecht mochten plaatsen. Ik weet niet of voor alle waterschappen hetzelfde geldt.
Er zijn geen kosten verbonden aan een melding en het is een paar minuten werk.
Nadat je m.b.v. Digid bent ingelogd bij het Omgevingsloket, kies je voor 'vergunning aanvragen of melding doen'.
Je volgt alle stappen waarbij je het waterschap kiest als instantie waar je de melding indient. Bij 'activiteit' kies je voor 'Steiger, vlonder, boothelling of overhangend bouwwerk aanleggen of verwijderen bij oppervlaktewater - Melding'. Mijn beschrijving was als volgt: 'M.b.v. de warmtewisselaar is de warmtepomp in staat om het huis grotendeels te verwarmen. De warmtewisselaar komt een meter onder water te liggen (zodat er nog een boot aan de steiger kan liggen). Slangen komen ook niet in het zicht. Het vermogen van de warmtewisselaar is 10 kWh.'
Waarom een warmtewisselaar van een plastic slang? Een metalen buis werkt toch veel beter?
Het eerste plan was om een oude verwarmingsradiator op Marktplaats te kopen en die in de Vecht te hangen. Wel zo duurzaam en goedkoop. Maar dat werd me afgeraden. Het roest snel weg onder water. Een warmtewisselaar van RVS zou misschien kunnen, maar maakt het veel duurder.
Dan toch maar plastic. Tyleen (HDPE) is heel sterk, roest niet, en eenvoudig aan elkaar te koppelen. En ondanks dat je veel meer slang nodig hebt vanwege de lage warmtegeleiding/overdracht, is het veel goedkoper.
Voor het vastmaken van de tyleenslang aan het landhek hebben we duurzame hardhouten balken gebruikt. Hier hadden we ook balken van gerecycled plastic kunnen gebruiken, maar de daarin gebruikte chemicaliën zouden we de Vecht meer vervuilen.
Welke soort glycolmengsel is gebruikt?
De vloeistof in de warmtewisselaar is een mengsel van water en glycol. Glycol is een antivriesmiddel, gemaakt uit aardolie/gas. Er zijn twee veelgebruikte varianten van glycol: ethyleenglycol en propyleenglycol. Ethyleenglycol werkt iets beter, maar is erg giftig. Hoewel de kans op lekkage heel erg klein is, wil je dit niet in de kelder, tuin of in de Vecht krijgen. We hebben daarom gekozen voor propyleenglycol. Het mengsel is in de verhouding 40/60 (40% glycol, 60% water). Dit blijft werken tot ongeveer -20 graden. In de praktijk zal het, zelfs bij een hele strenge winter, niet kouder dan -6 graden worden.
Hoe meer glycol er in het mengsel zit hoe minder energie het kan opnemen en weer kan afgeven. Puur water werkt beter, maar kan niet tegen een strenge winter. Met een verhouding van 40/60 zitten we aan de veilige kant.
Er zijn ook aanbieders van 'bioglycol', maar ik heb niet kunnen achterhalen wat dit is en door wie het geleverd wordt. Ik heb ook gehoord dat je 'bietensap' kunt gebruiken.
Ik kreeg achteraf via LinkedIn een bericht over het bedrijf Climalife, dat biologische energiedragers aanbiedt. Het bedrijf Hydromx biedt ook een alternatieve energiedrager.
Certificering? BRL 6000-21? BRL SIKB 11000?
Voor gasketels is het algemeen bekend dat vanaf 2023 alleen gecertificeerde installateurs het werk mogen doen (de zogenaamde CO certificering).
Voor warmtepompen is het ingewikkelder. Voor een luchtewarmtepomp heb je geen certificaat nodig. Iedereen mag dit doen (voor de subsidie heb je wel een factuur van een erkende installateur nodig). Bij bodemwarmtepompen heeft de installateur voor het bovengrondse deel het certificaat BRL 6000-21 nodig en is voor het ondergrondse deel (de boring) het certificaat BRL SIKB 11000 verplicht.
Maar wat geldt er voor warmtepompen die de warmte uit oppervlaktewater halen? Hierover zijn de meningen verdeeld.
Volgens enkele lezers van mijn post op LinkedIn is het BRL 6000-21 certificaat verplicht. Eén lezer gaf aan dat zelfs voor mijn zelfgemaakte warmtewisselaar het BRL SIKB 11000 certificaat verplicht is. Gelukkig heeft de installateur over mijn schouder meegekeken en heeft hij zelf alle aansluitingen gemaakt. Maar in de documentatie van BRL 6000-21 staat 'De wettelijke eisen waaraan stookinstallaties, koelinstallaties, oppervlaktewaterwarmte-installaties en dergelijke, moeten voldoen, vallen buiten de reikwijdte van de BRL.'
Zijn er nog andere manieren?
Als je een hele grote tuin of een weiland hebt, dan kun je de warmtewisselaar/slang ingraven. Dit wordt ook wel een horizontale bodemcollector genoemd. De slang moet diep genoeg onder de grond zitten (minimaal 60 cm) en niet te dicht bij elkaar. Voor dezelfde capaciteit heb je wel meer slang nodig. De overdracht van energie uit grond gaat langzamer dan uit (stromend) water. In plaats van één lange slang van bijvoorbeeld 500 meter kun je beter 5 x 100 meter slang parallel in de grond stoppen. Hier in de buurt zijn twee voorbeelden waarbij het prima werkt. Je kunt het zien omdat de sneeuw er langer blijft liggen, de grond wordt immers afgekoeld.
Andere interessante alternatieven die ik ben tegengekomen of waar lezers me op hebben gewezen:
Andere vraag of opmerking? Stuur gerust een email (gjbruinsma@gmail.com)
De warmtewisselaar ligt op de bodem van de Vecht, ruim een meter onder water. Hier zal het nooit bevriezen, maar het water koelt natuurlijk wel af tot net boven het vriespunt.
De vloeistof in de slang is een mengsel van water en glycol. Dit is vergelijkbaar met 'antivries' en bevriest pas bij -20 graden.
Als het oppervlaktewater 1 graad boven nul is, dan koelt de warmtepomp het glycolmengsel af tot -4 graden maar bevriest niet.
Het rendement van de warmtepomp is sterk afhankelijk van de temperatuur van het glycolmengsel en de gewenste temperatuur van het water naar de vloerverwarming. Hoe groter het verschil, hoe harder de warmtepomp moet werken en hoe lager het rendement. Als er geschaatst kan worden op de Vecht (voor het laatst in 1997), is het rendement lager maar werkt alles nog steeds prima.
Koelt de Vecht af door de warmtewisselaar?
Ja, de Vecht koelt af, maar dit is heel minimaal (minder dan 1/1000ste graad).
De temperatuur van het oppervlaktewater wordt vooral bepaald door de temperatuur van de buitenlucht en straling van de zon. We meten continu de temperatuur van het water en de temperatuur van de buitenlucht. Het is opvallend hoe snel de temperatuur van het water de temperatuur van de buitenlucht volgt. Daar kan een warmtepomp niet tegenop.
Als de buitenlucht warmer is dan warmt het water op. Hoe groter het verschil in temperatuur, hoe sneller het gaat. Bij een warme dag schiet de temperatuur van het water omhoog. En als het dan 's nachts buiten afkoelt en het water warmer is dan de buitenlucht, dan daalt de temperatuur van het water weer. Als iedereen met een tuin aan de Vecht een warmtewisselaar in het water zou leggen, dan zou de Vecht misschien soms meetbaar iets afkoelen (een halve graad zou al heel veel zijn), maar omdat het temperatuurverschil met de buitenlucht dan groter wordt, warmt het water ook sneller weer op.
Krijgen we weer een Elfstedentocht als heel Friesland een warmtepomp krijgt met een warmtewisselaar in het water? Misschien, het zal vast een beetje helpen, maar dan moet er eigenlijk ook nog een soort isolatielaag op het water komen om ervoor te zorgen dat de buitenlucht het water niet direct weer opwarmt.
En warmt de Vecht dan op als je in de zomer de warmtepomp gebruikt om te koelen? We koelen niet in de zomer, zonde van de elektriciteit. Maar als iedereen met een tuin aan de Vecht dit wel zou doen, dan verwacht ik dat bij koelen in de zomer de verschillen nog kleiner zijn dan bij verwarmen in de winter. Naast de buitentemperatuur heeft de zon in de zomer (zeker op dagen dat je wilt koelen) heel veel invloed op de temperatuur van het oppervlaktewater. Je kunt het oppervlaktewater beschouwen als een groot zonnepaneel.
Is het rendement hoger dan een warmtepomp met een luchtunit?
Ja. Het is moeilijk te zeggen hoeveel. Fabrikanten geven een te verwachten 'COP' op en de COP van een brine/water waterpomp is hoger dan een luchtwarmtepomp. In de praktijk hangt het af van wel of geen koude winter, watertemperatuur, etc. Een brine/water warmtepomp is duurder in aanschaf maar het rendement is ook hoger. Voor ons was het ook belangrijk dat er geen lawaai wordt gemaakt. En het past niet bij een monumentaal huis.
Is het rendement hoger dan een warmtepomp met een grondboring?
Het zal niet veel verschillen, het uiteindelijke rendement heeft te maken met het verloop van de winter, etc. Een grondboring levert, als de capaciteit voldoende is, het hele jaar dezelfde temperatuur (ongeveer 12 graden). Het oppervlaktewater is soms kouder, soms warmer en dat is bepalend voor het rendement. Voordelen van een grondboring zijn de levensduur (> 100 jaar) en de mogelijkheid om te koelen in de zomer. Nadeel is de investering en de ruimte die je nodig hebt om te boren.
Hoe lang blijft de warmtewisselaar werken?
Geen idee. Tyleenslang wordt ook gebruikt voor waterleiding en zou minimaal 50 jaar mee moeten gaan. De kans op lekkage of andere schade is minimaal. Als er ooit gebaggerd moet worden, is het mogelijk om de warmtewisselaar even uit het water te halen. Misschien moeten we de warmtewisselaar een keer schoonmaken, maar voor de werking zou dit niet veel uitmaken. Vooralsnog gaan we er vanuit dat we er de komende 20 jaar geen omkijken naar hebben.
Waarom niet helemaal van het gas af?
In een goed geïsoleerd huis kun je de verwarming de hele dag aan laten staan. In een slecht geïsoleerd huis is het zonde om bijvoorbeeld de woonkamer de hele dag op 21 graden te hebben wanneer je er alleen in de avond gebruik van maakt. Ons huis verliest nu op een koude dag 300 kWh aan warmte. Als we het hele huis de hele dag lekker warm stoken dan zou dit misschien wel 600 kWh zijn. De thermostaat van de woonkamer staat de hele dag op 17 graden en de warmtepomp zorgt hiervoor. In de avonduren stoken we met de gasketel even bij met een hoge temperatuur (70 graden) in de radiator zodat het snel 21 graden is. De 'winst' om dit ook door de warmtepomp te laten doen is klein.
Hetzelfde geldt voor warm water (douche/bad). We gebruiken ongeveer 300 m3 gas per jaar voor warm water. Dat is minder dan 10% van wat we nu besparen met de warmtepomp, maar zou de installatie in onze situatie wel veel ingewikkelder en duurder maken.
We zouden de gasketel kunnen vervangen door een elektrische ketel en/of boiler. In plaats van 800 m3 gas (verwacht gasgebruik vanaf nu), gebruiken we dan ongeveer extra 7.500 kWh stroom. (1 m3 gas levert evenveel warmte op als 9,7 kWh stroom) Bij de huidige energieprijzen (elektriciteit 0,29 euro/kWh, gas 1,35 euro/m3) kost dit 7.500 x 0,29 - 800 x 1,35 = 1,080 euro per jaar extra. De vaste kosten voor de gasaansluiting vervallen. Netto kost het ongeveer 800 euro per jaar extra.
Werkt een warmtepomp alleen in een goed geïsoleerd huis?
Nee. Ons voorbeeld maakt dat duidelijk. We verwachten 3.500 m3 gas per jaar te besparen. Dat is veel meer dan een goed geïsoleerd nieuwbouwhuis bespaart met een warmtepomp.
Heb je zonnepanelen nodig voor een warmtepomp?
Nee. Ons voorbeeld maakt dat duidelijk. Voor iedere 16 euro aan gas gebruiken we nu 6 euro aan elektriciteit. Uiteraard zou het mooi zijn om de elektriciteit zelf op te wekken met zonnepanelen, maar dat staat er verder los van. De winst zit gewoon in minder gas gebruiken.
Maakt de warmtepomp geluid?
Ja, vergelijkbaar met een koelkast of gasketel. Maar het apparaat staat in de kelder en je hoort het niet in de rest van het huis. De extra circulatiepomp maakt overigens zelfs iets meer geluid dan de warmtepomp. Maar die hoor je in de rest van het huis ook niet. En in de tuin hoor je uiteraard ook niets.
Werkt het ook in een sloot?
Dit hangt af van hoe breed en hoe diep de sloot is. En of het stilstaand of stromend water is. Het hangt natuurlijk ook af van hoeveel energie de warmtepomp uit het water haalt. Er gaan verhalen rond over bevroren sloten, maar details ontbreken. Het zou mogelijk moeten zijn om het uit te rekenen. Als het gaat om een slootje waarbij na de eerste vorst al ijs ligt, dan zou ik oppassen.
Heb je een vergunning nodig voor de warmtewisselaar in het oppervlaktewater?
Het was lastig om een antwoord te krijgen. De duurzaamheidsmedewerker van de gemeente Stichtse Vecht 'dacht dat het niet mocht'. Maar toen we verder zochten bleek dat niet de gemeente maar het waterschap hierover gaat.
Het waterschap 'Amstel, Gooi en Vecht' (waaronder we vallen) gaf ook geen duidelijk antwoord.
Maar uiteindelijk blijkt dat je geen vergunning hoeft aan te vragen, maar, in het geval van het verwarmen van een huis, alleen een melding moet doen bij het waterschap.
We hebben via het Omgevingsloket een melding gedaan en kregen een week later bericht van het waterschap dat we daarmee voldaan hadden aan de regels en de warmtewisselaar in de Vecht mochten plaatsen. Ik weet niet of voor alle waterschappen hetzelfde geldt.
Er zijn geen kosten verbonden aan een melding en het is een paar minuten werk.
Nadat je m.b.v. Digid bent ingelogd bij het Omgevingsloket, kies je voor 'vergunning aanvragen of melding doen'.
Je volgt alle stappen waarbij je het waterschap kiest als instantie waar je de melding indient. Bij 'activiteit' kies je voor 'Steiger, vlonder, boothelling of overhangend bouwwerk aanleggen of verwijderen bij oppervlaktewater - Melding'. Mijn beschrijving was als volgt: 'M.b.v. de warmtewisselaar is de warmtepomp in staat om het huis grotendeels te verwarmen. De warmtewisselaar komt een meter onder water te liggen (zodat er nog een boot aan de steiger kan liggen). Slangen komen ook niet in het zicht. Het vermogen van de warmtewisselaar is 10 kWh.'
Waarom een warmtewisselaar van een plastic slang? Een metalen buis werkt toch veel beter?
Het eerste plan was om een oude verwarmingsradiator op Marktplaats te kopen en die in de Vecht te hangen. Wel zo duurzaam en goedkoop. Maar dat werd me afgeraden. Het roest snel weg onder water. Een warmtewisselaar van RVS zou misschien kunnen, maar maakt het veel duurder.
Dan toch maar plastic. Tyleen (HDPE) is heel sterk, roest niet, en eenvoudig aan elkaar te koppelen. En ondanks dat je veel meer slang nodig hebt vanwege de lage warmtegeleiding/overdracht, is het veel goedkoper.
Voor het vastmaken van de tyleenslang aan het landhek hebben we duurzame hardhouten balken gebruikt. Hier hadden we ook balken van gerecycled plastic kunnen gebruiken, maar de daarin gebruikte chemicaliën zouden we de Vecht meer vervuilen.
Welke soort glycolmengsel is gebruikt?
De vloeistof in de warmtewisselaar is een mengsel van water en glycol. Glycol is een antivriesmiddel, gemaakt uit aardolie/gas. Er zijn twee veelgebruikte varianten van glycol: ethyleenglycol en propyleenglycol. Ethyleenglycol werkt iets beter, maar is erg giftig. Hoewel de kans op lekkage heel erg klein is, wil je dit niet in de kelder, tuin of in de Vecht krijgen. We hebben daarom gekozen voor propyleenglycol. Het mengsel is in de verhouding 40/60 (40% glycol, 60% water). Dit blijft werken tot ongeveer -20 graden. In de praktijk zal het, zelfs bij een hele strenge winter, niet kouder dan -6 graden worden.
Hoe meer glycol er in het mengsel zit hoe minder energie het kan opnemen en weer kan afgeven. Puur water werkt beter, maar kan niet tegen een strenge winter. Met een verhouding van 40/60 zitten we aan de veilige kant.
Er zijn ook aanbieders van 'bioglycol', maar ik heb niet kunnen achterhalen wat dit is en door wie het geleverd wordt. Ik heb ook gehoord dat je 'bietensap' kunt gebruiken.
Ik kreeg achteraf via LinkedIn een bericht over het bedrijf Climalife, dat biologische energiedragers aanbiedt. Het bedrijf Hydromx biedt ook een alternatieve energiedrager.
Certificering? BRL 6000-21? BRL SIKB 11000?
Voor gasketels is het algemeen bekend dat vanaf 2023 alleen gecertificeerde installateurs het werk mogen doen (de zogenaamde CO certificering).
Voor warmtepompen is het ingewikkelder. Voor een luchtewarmtepomp heb je geen certificaat nodig. Iedereen mag dit doen (voor de subsidie heb je wel een factuur van een erkende installateur nodig). Bij bodemwarmtepompen heeft de installateur voor het bovengrondse deel het certificaat BRL 6000-21 nodig en is voor het ondergrondse deel (de boring) het certificaat BRL SIKB 11000 verplicht.
Maar wat geldt er voor warmtepompen die de warmte uit oppervlaktewater halen? Hierover zijn de meningen verdeeld.
Volgens enkele lezers van mijn post op LinkedIn is het BRL 6000-21 certificaat verplicht. Eén lezer gaf aan dat zelfs voor mijn zelfgemaakte warmtewisselaar het BRL SIKB 11000 certificaat verplicht is. Gelukkig heeft de installateur over mijn schouder meegekeken en heeft hij zelf alle aansluitingen gemaakt. Maar in de documentatie van BRL 6000-21 staat 'De wettelijke eisen waaraan stookinstallaties, koelinstallaties, oppervlaktewaterwarmte-installaties en dergelijke, moeten voldoen, vallen buiten de reikwijdte van de BRL.'
Zijn er nog andere manieren?
Als je een hele grote tuin of een weiland hebt, dan kun je de warmtewisselaar/slang ingraven. Dit wordt ook wel een horizontale bodemcollector genoemd. De slang moet diep genoeg onder de grond zitten (minimaal 60 cm) en niet te dicht bij elkaar. Voor dezelfde capaciteit heb je wel meer slang nodig. De overdracht van energie uit grond gaat langzamer dan uit (stromend) water. In plaats van één lange slang van bijvoorbeeld 500 meter kun je beter 5 x 100 meter slang parallel in de grond stoppen. Hier in de buurt zijn twee voorbeelden waarbij het prima werkt. Je kunt het zien omdat de sneeuw er langer blijft liggen, de grond wordt immers afgekoeld.
Andere interessante alternatieven die ik ben tegengekomen of waar lezers me op hebben gewezen:
Andere vraag of opmerking? Stuur gerust een email (gjbruinsma@gmail.com)
