Drie verschillende soorten warmtepompen

Warmtepompen worden tegenwoordig vaak genoemd als alternatief voor een cv-ketel. Er zijn verschillende warmtepompen. Die kunnen in drie grote groepen worden ingedeeld. Men maakt een onderverdeling tussen een volledige elektrische warmtepomp, een hybridewarmtepomp en een ventilatiewarmtepomp.

Volledige elektrische warmtepomp
Een volledige elektrische warmtepomp is de meest duurzame oplossing als je gebruik maakt van duurzame ‘groene’ elektrische stroom. Een volledige elektrische warmtepomp kan een woning compleet verwarmen maar kan in tegenstelling tot een cv-ketel vaak maar een lage verwarmingstemperatuur realiseren. Daarom moet een woning uitstekend geïsoleerd zijn als men een volledige elektrische warmtepomp wil gaan gebruiken. Wel is een volledige elektrische warmtepomp de oplossing als men volledig aardgasvrij wil gaan wonen. Dan zal men overigens ook aardgasvrij moeten gaan koken op een elektrische kookplaat of inductiekookplaat bijvoorbeeld. Een dergelijke oplossing wordt ook wel all-electric genoemd.

Hybride warmtepomp
Een hybride warmtepomp is een zogenaamde hybride-oplossing. Dat betekent dat deze warmtepomp wordt gecombineerd met een ander verwarmingssysteem. In dit geval werkt een hybridewarmtepomp samen met een cv-ketel (hr-ketel). In eerste instantie zal de warmtepomp de warmte produceren voor de woning. Pas als de warmtevraag heel hoog is zal ook de cv ketel worden ingeschakeld. Ook als er warm water in bijvoorbeeld de keuken of badkamer wordt afgetapt zal de cv-ketel worden ingeschakeld. Een hybride warmtepomp is een hybrideoplossing die voor veel organisaties als een tijdelijke oplossing wordt beschouwd in de overstap naar aardgasvrij wonen.

Ventilatiewarmtepomp
Een ventilatiewarmtepomp is een warmtepomp die de warmte uit de ventilatielucht haalt. Door hier warmte uit te halen kan de warmte als het ware opnieuw worden gebruikt.

Werking van een warmtepomp ten opzichte van een cv-ketel

Een warmtepomp heeft een andere werking dan een aardgasgestookte cv-ketel. In een cv-ketel wordt aardgas verbrand waarbij veel hitte vrij komt. Deze hitte wordt gebruikt om het leidingwater van de centrale verwarming op een hogere temperatuur te brengen. Het verwarmde water wordt door cv-leidingen getransporteerd naar de radiatoren waar de warmte wordt afgeven aan de omgeving. Wanneer men de cv-ketel zou vervangen door een waterstofketel is de werking van de installatie grotendeels hetzelfde ondanks het feit dat er een ander brandbaar gas wordt gebruikt. Als men echter een warmtepomp installeert is de werking wel geheel anders.

Drukveranderingen in plaats van hittebron

Een warmtepomp maakt namelijk niet gebruik van een hittebron maar van drukveranderingen. Een warmtepomp bevat dus geen verbrandingsketel waarin aardgas of waterstof wordt verbrand. In plaats daarvan wordt een leidingensysteem geïnstalleerd binnen de woning maar ook daar buiten. Aan de buitenkant van de woning is de druk laag, waardoor vloeistof verdampt en de buizen afkoelen. Aan de binnenkant is de druk hoog waardoor vloeistof condenseert en warmte vrijkomt. Deze warmte kan vervolgens worden afgegeven door radiatoren maar ook via vloerverwarming. Omdat er niet veel warmte vrijkomt spreekt men wel van lagetemperatuurverwarming (LTV).

Lagetemperatuurverwarming
Lagetemperatuurverwarming is milieuvriendelijker dan verwarming doormiddel van een cv-installatie die op aardgas of waterstof is gestookt. Er komt namelijk niet direct CO2 vrij in de atmosfeer. Op een indirecte manier kan er wel CO2 worden uitgestoten. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van een elektrische pomp om het water rond te pompen. Voor het maken van de drukveranderingen is namelijk elektrische stroom nodig. Deze elektrische stroom kan ook doormiddel van zonnepanelen worden opgewekt waardoor het systeem nog duurzamer wordt. De warmtepompen werken doormiddel van drukverschillen. Het realiseren van de drukverschillen gebeurd in de compressor. De compressor zorgt voor overdruk. Naast een compressor en een pomp heeft de warmtepomp ook een condensor en warmwatertank.

Wat is stadsverwarming en hoe wordt dit verwarmingssysteem toegepast?

Stadsverwarming  of blokverwarming zijn verwarmingssystemen die worden gebruikt om woningen te verwarmen en/ of van warm water te voorzien. Hierbij wordt geen gebruik gemaakt van aardgas. Woningen die aangesloten zijn op stadsverwarming hebben daardoor geen eigen cv-ketel. De woningeigenaren krijgen warm water door een ondergronds netwerk van warmwaterleidingen. Dit wordt ook wel warmtedistributie genoemd. Het warme water wordt namelijk getransporteerd of gedistribueerd naar de aangesloten woningen en bedrijven. Deze woningen en bedrijven maken dus gebruik van zogenoemde stadswarmte.

Hoe ontstaat stadswarmte of stadsverwarming?
Water wordt uit zichzelf niet warm of koud. Er dient hiervoor een bewerking plaats te vinden. Deze bewerking kan bijvoorbeeld plaatsvinden bij elektriciteitscentrales. In de meeste elektriciteitscentrales worden kolen verbrand met eventueel biomassa zoals houtpallets. De warmte wordt gebruikt om water te verwarmen tot er stoom ontstaat. Deze stoom brengt turbines in beweging zodat elektriciteit kan worden opgewekt. Niet alle warmte wordt tijdens dit proces optimaal benut. Er ontstaat namelijk restwarmte.

Deze restwarmte kan op verschillende manieren worden hergebruikt. Een manier om restwarmte te hergebruiken is het verwarmen van water voor stadsverwarming. Omdat deze verwarming plaatsvindt bij een warmtebron in bijvoorbeeld de eerdere genoemde energiecentrales hoeft er geen gebruik te worden gemaakt van cv-ketels. Dit zorgt er voor dat warmtedistributie energiebesparend en kostenbesparend werkt. Voor het aanleggen van een warmtedistributienetwerk moeten echter wel grote investeringen worden gedaan. Daarnaast kost het aanleggen van een warmtedistributienetwerk ook energie en materiaal.

Huizen die aangesloten zijn op stadswarmte hebben een dubbele waterleiding. Een waterleiding voor koud water en een waterleiding voor verwarmd water. Deze huizen zijn over het algemeen niet aangesloten op het aardgasnet. Doormiddel van een warmtewisselaar wordt het leidingwater door de warmtedistributie verwarmd. Bij woningen met een aparte waterleiding voor warm water wordt het warme tapwater bij het verdeelstation geproduceerd.

Bronnen van stadswarmte
Naast de eerder genoemde elektriciteitscentrales worden ook andere bronnen aangewend voor stadswarmte. Bij afvalverbrandingsinstallaties (AVI’s) ontstaat ook restwarmte die kan worden gebruikt voor warmtedistributie. Naast restwarmte die wordt gewonnen vanuit elektriciteitscentrales en afvalverbrandingsinstallaties is het ook mogelijk om rechtstreeks warmte te winnen door bijvoorbeeld biomassa te verbranden. Hierbij komt echter (ook)  CO2 vrij. Warmtepompen en geothermie zijn over het algemeen beter voor het milieu. Daarnaast kan gebruik worden gemaakt van zonnecollectoren.