Hoe ons huis energieneutraal werd met behulp van warmtepompen

We kwamen op het idee van een warmtepomp voor de werkkamer. Daar is het 's winters fris en 's zomers heet, en dus zou een warmtepomp gebruikt kunnen worden voor zowel verwarming in de winter als koeling in de zomer. De installatie van een lucht-luchtwarmtepomp is veel minder ingrijpend dan de aanleg van vloerverwarming. Je neemt een buitenunit, een binnenunit, legt er wat slangen tussen, een extra stroomkabel naar de meterkast en klaar is Kees. Een blind stuk zijmuur boven de garage biedt een prima plaats om een buitenunit op te hangen, die warmte of koude uit de buitenlucht kan onttrekken. Aan een zijwang van de dakkapel heeft gemakkelijk een binnenunit plaats, die warme of koude lucht de kamer in kan blazen. Kosten: tussen €2000 en €2500, afhankelijk van het vermogen en de lengte van de leidingen, inclusief installatie.

Als je toch nadenkt over warmtepompen wil je meteen volledig zijn. De zomer van 2018 was behoorlijk heet — de eerste week is het in de woonkamer nog wel koel te houden door ramen, deuren en rolluiken zo veel mogelijk dicht te houden, maar daarna wordt het langzaam minder dragelijk. Het zal de komende decennia vaker heter worden, en wij zullen (hopelijk) ouder worden, waardoor die hitte nog minder dragelijk en mogelijk zelfs gevaarlijk voor de gezondheid wordt. Dus kan een warmtepomp in de woonkamer een goed idee zijn, als ons spaarvarken dat toelaat.

Kennissen hadden een warmtepomp geïnstalleerd in hun slaapkamer, toevallig vlak voor de hete zomer van 2018. Zij toonden ons de werking van hun warmtepomp en vertelden hoe zij haar die zomer 's avonds om 21 uur aanzetten, de vensters sloten en heerlijk gingen slapen. Op hetzelfde moment lagen wij met de ramen wijd open om maar iets van een briesje te vangen, klaarwakker door de hitte en sliepen niet voor 1 of 2 uur, om vervolgens om half vijf te worden gewekt door de schemering doordat alles open stond. Waar wij 's ochtends brak opstonden, sprongen zij blijkbaar fris en fruitig uit bed, klaar voor een nieuwe dag. Een warmtepomp in de slaapkamer kwam dus ook op de verlanglijst.

We hebben een installateur uit de buurt, die ook de warmtepomp van de kennissen had geïnstalleerd, gevraagd om advies en een offerte.

De installatie kostte twee dagen.

Een luchtwarmtepomp is meer en minder comfortabel dan vloerverwarming. Die laatste is traag, doordat eerst de vloer moet worden opgewarmd voordat die warmte af gaat geven aan de kamer. Maar als die warmte er eenmaal is, is vloerverwarming comfortabeler: de warmte komt via vrijwel de gehele vloer de kamer binnen, waar deze opstijgt en de kamer uniform verwarmt; er zijn geen hete of koude hoeken. Met blote voeten is de vloer in de winter lekker warm.⁵ Onze vloerverwarming ligt echter niet overal en kan niet koelen.

Een warmtepomp blaast warme of koude lucht de kamer in en kan dus ook koelen. In de werkkamer was geen vloerverwarming en is het nu vele malen gerieflijker dan voorheen, zowel 's winters als 's zomers. Door de warme lucht warmt een luchtwarmtepomp de kamer snel op; in 5-15 minuten wordt het gerieflijk als je in de warme luchtstroom gaat zitten. Voor vloerverwarming duurt dat uren (als die er ligt). Een nadeel van warme of koude lucht is dat deze naar het plafond stijgt, dan wel naar de vloer zakt en minder goed lijkt te mengen dan andere oplossingen.⁶ Dit wordt gedeeltelijk opgevangen doordat het blazen van de binnenunits zorgt voor turbulentie, waardoor de lucht gemengd wordt. In de woonkamer hebben we een plafondventilator geïnstalleerd die ook zachtjes en 'omhoog' kan blazen om dit effect te versterken.⁷ In de werkkamer zet ik vaak een tafelventilator aan met hetzelfde doel.

De kamer warmt 's winters snel op wanneer je een warmtepomp inschakelt, hij koelt ook weer snel af wanneer je deze uitzet. Dit is onhandig wanneer het buiten vochtig is en rond het vriespunt. De buitenunit wordt koud⁸ en kan aanvriezen. Als dat te erg wordt, moet er worden ontdooid en schakelt de warmtepomp gedurende een aantal minuten uit, waardoor het in de kamer snel afkoelt.⁹ Ik begrijp van de installateur dat daarvoor een extra verwarmingselement kan worden geïnstalleerd, wat wat extra energie kost, maar op dit soort dagen uitkomst kan bieden.¹⁰

Het blazen van de binnenunits produceert een ruisend geluid, wat ik minder storend vind dan het brommen van de vloerverwarmingspomp in de kamerkast.

We hoeven niet vaak te koelen, o.a. doordat we rolluiken hebben en ons in de zomer anders kleden dan in de winter, maar 's zomers kan het volgens mij nooit meer zo heet worden dat het oncomfortabel wordt. Wij liggen 's nachts nooit meer wakker door de hitte, wat erg prettig is. Ook in de werkkamer hoeft het geen 30 graden meer te worden, ook niet wanneer het buiten 40°C is. De units zijn eerder over- dan ondergedimensioneerd (wat ook de bedoeling was) om ons huis te koelen. Bij koelen is het handig als je de luchtstroom van je af kunt richten, wat de binnenunits kunnen.

In de werkkamer moet de warmtepomp ook de verwarming leveren. Dat doet zij met verve, ook door de relatief zware warmtepomp voor de relatief kleine kamer. Ik leg vaak een tafelventilator op zijn rug onder de binnenunit om de koudere lucht op de vloer naar de unit te blazen en zo de circulatie wat te bevorderen, zodat de warmte niet alleen aan het plafond blijft hangen. Dat voelt prettiger, en ik heb het idee dat ik de warmtepomp daardoor op een lager vermogen kan zetten, wat energie zou sparen.

In de kamer waar de warmtepomp hangt hoor je deze ruisen als een ventilator, en als je haar op vol vermogen aanzet als een flinke ventilator. Als het warm/koud is geworden stop het blazen, om weer verder te gaan wanneer de kamer weer afgekoeld/opgewarmd is. Persoonlijk heb ik meer last van het brommen van de pomp van de vloerverwarming dan van het blazen van de binnenunits van de warmtepompen. Tijdens een hete nacht kan het ruisen andere geluiden wegdrukken (al zijn de slaapkamervensters dan grotendeels dicht), wat eerder rustgevend werkt.

Op onze overloop, waar de buitenunits aan de andere kant van de buitenmuur hangen, is een brommen te horen, met name wanneer de pompen opstarten of op volle toeren draaien. Dat is bij die ruimte geen probleem.

Buiten is een ruisen te horen. De buitenunits hangen boven onze garage,¹¹ en je moet op onze oprit gaan staan om dat te kunnen horen. Zodra er twee straten verderop een auto langs rijdt, is de warmtepomp niet meer te horen.

Voor de installatie van de warmtepompen verbruikte ons huis circa 2100 kWh per jaar aan electriciteit en omgerekend bijna 5100 kWh aan warmte,¹² in totaal dus bijna 7200 kWh. Intussen wekten de zonnepanelen ruim 3800 kWh per jaar op, bijna 53% daarvan.¹³

Sinds de installatie van de warmtepompen is ons gasverbruik voor verwarmen 0,0 en is ons jaarlijkse elektriciteitsverbruik gestegen naar bijna 3000 kWh. Dit getal is echter gebaseerd op (hopelijk) uitzonderlijke jaren met veel thuiswerken gedurende de winter.¹⁴ Zonder lockdown zou 2700 kWh/jaar mogelijk representatiever zijn.

Een reductie van energieverbruik door ons huis van 7200 kWh naar 3000 kWh is ruim 58% (bijna 63% als je 2700 kWh/jaar rekent), meer dan een halvering dus! Daarnaast houden we met een opbrengst van 3800 kWh door zonnepanelen nog zo'n 800–1100 kWh per jaar over. Ons huis is dus ongeveer energieneutraal.¹⁵ En dit ondanks het feit dat we nu 's zomers soms koelen, wat voorheen niet gebeurde.

Merk op dat een kostenbesparing niet in ons oorspronkelijke lijstje van argumenten voorkwam. Het is daarnaast lastig om de energiebesparing om te rekenen naar een kostenbesparing na installatie van de warmtepompen, doordat de energieprijzen nogal fluctueren. Ik ga hier uit van de prijzen van 1 januari 2019, het jaar waarin de warmtepompen werden geïnstalleerd. Op dat moment betaalden wij €0,21 voor een kWh electriciteit, kregen €0,07 voor een kWh teruggeleverde electriciteit en kostte een kubieke meter gas €0,87 = €0,094/kWh. Voor 2023 zou een prijsplafond moeten gelden van €0,40/kWh voor stroom en €1,45/m³ voor gas = 0,157/kWh. De terugleverprijs van stroom is inmiddels gestegen tot €0,168.

Merk op dat door de combinatie van saldering¹⁶ en het feit dat onze zonnepanelen meer electriciteit produceren dan we verbruiken, we niet betalen voor stroom, maar netto een paar tientjes per jaar terugkrijgen. Dat betekent dat als we een kWh electriciteit meer verbruiken, we niet €0,21 (€0,40) meer betalen, maar €0,07 (€0,168) minder terugkrijgen. Het (netto) extra elektriciteitsverbruik door het gebruik van de warmtepompen is 800-1100 kWh per jaar, wat met €0,07/kWh (€0,168/kWh) neerkomt op extra 'kosten' van €56–€77 (€134–€184) per jaar. Als we geen zonnepanelen zouden hebben, zou dat €0,21/kWh (€0,40/kWh) zijn en dus €168–€231 (€320–€440) per jaar.

Daar staat tegenover dat we 5100 kWh (549 m³ gas) minder verstoken aan traditionele verwarming, en dus €480 (€800) per jaar besparen. Na aftrek van de extra kosten van electriciteit, blijven €403–€424 (€614–€665) per jaar over aan besparingen. Mocht je dan toch een terugverdientijd willen schatten, dan ligt die op 15,6–16,4 (9,9–10,7) jaar. Zonder zonnepanelen zijn de jaarlijkse besparingen €249–€312 en de terugverdientijd 21,1–26,5 (13,8–18,4) jaar.

De aansluiting van onze traditionele verwarming hebben we nog niet opgezegd, maar als je dat zou doen, zou je in 2019 circa €400 per jaar extra besparen, bovenop de getallen hierboven. Met zonnepanelen wordt de terugverdientijd dan 8,0–8,2 (6,2-6,5)) jaar; zonder panelen is dat 9,3–10,2 (7,5–8,7) jaar.¹⁷

Het rendement (de "efficiëntie") van een warmtepomp wordt COP genoemd. De waarde van de COP ligt zo rond de 3 à 4, wat neerkomt op een rendement van 300–400%. Dat laatste klopt semantisch niet, maar dat is wel waar het op neerkomt: de warmtepomp levert 3 tot 4 keer zoveel warmte als zij electriciteit verbruikt.¹⁸ Ter vergelijking, het rendement van een elektrische kachel is 100% wat zou neerkomen op een COP van 1, doordat elke Watt aan electriciteit wordt omgezet in een Watt aan warmte.¹⁹ Bij een CV-ketel ligt dit rendement rond de 90% (Wikipedia 2022b); een CV-ketel stoot warmte uit door de afvoer, er zijn wat verliezen in het transport van de ketel naar de ruimte die verwarmd moet worden, en het water moet rondgepompt worden.

Een verandering van rendement van verwarming van 90% naar 300% betekent een energiebesparing op verwarming van een factor 3,3! Als verwarming via een CV tweederde van het energieverbruik van een huishouden beslaat, is de totale energiebesparing van het huis bijna 47%.

We zagen al dat de warmtepomp de lucht in de kamer snel opwarmt en dat die lucht na uitschakelen snel afkoelt. De reden is dat lucht licht is (weinig massa heeft) en dus snel kan opwarmen. Bij vloerverwarming moet eerst de massa van de vloer opgewarmd moet worden, voordat de lucht in de kamer warm wordt. Bij warme lucht sla je die stap over. Lucht is echter een slechte warmtegeleider. Als je de lucht in de kamer direct opwarmt, warmt de lucht op haar beurt de vloer, muren, vensters en plafond nauwelijks op. Dat betekent dat die kouder zijn, en koudere muren, vensters en vloeren lekken minder warmte naar buiten toe.²⁰

De warmtepomp in de woonkamer blaast in de richting van de bank waar we 's avonds vaak zitten. Je zit dan in de warme luchtstroom, waardoor je alleen die hoek van de kamer hoeft te verwarmen en de warmtepomp op een lager pitje kan. Het voelt daar dan bijvoorbeeld als 20°C, terwijl het aan de andere kant van de kamer misschien 15°C is, maar daar zitten we niet, dus dat geeft niet.²¹ Hiermee is het in de kamer gemiddeld zo'n 17,5°C, circa 2,5°C lager dan wanneer je de vloerverwarming zou gebruiken om 20°C te bereiken bij de bank. Hiermee bespaar je dus energie.

Daarnaast zijn bij de vloerverwarming niet alle groepen helemaal dicht te zetten. Als je één kamer wilt verwarmen, verwarm je automatisch ook ruimtes waar je niet bent. Dat maakt het door het gehele huis iets minder koud, maar het is in feite verlies en met kou in ruimtes waar je alleen doorheen loopt valt goed te leven.

Je kunt met een warmtepomp dus gericht verwarmen qua plaats, maar ook qua tijd. Na inschakelen is het in de luchtstroom van de warmtepomp binnen enkele minuten warm, en zodra je de kamer verlaat daalt de temperatuur snel. Je kunt dus verwarmen alleen als je in de ruimte bent. Als ik op een winterochtend thuiswerk, tref ik een werkkamer met een temperatuur van circa 12°C ('s nachts wordt ons huis niet verwarmd, want dan slapen we). Na inschakelen heeft de warmtepomp typisch 2–3 (maximaal 5) minuten nodig om op gang te komen, dus als ik beneden een kop koffie heb gehaald kan ik in de warme luchtstroom gaan zitten. Daar is het inmiddels behaaglijk, terwijl het om mij heen nog steeds 12°C is. De verwarming werkt hier dus bijna instantaan en doordat je niet uren hoeft voor te verwarmen of de verwarming 's nachts op een laag pitje aan hoeft te laten, bespaar je ook energie. Als ik tussen de middag beneden ga eten, zet ik de verwarming boven uit.

De vloerverwarming gebruikt een elektrische pomp om het water rond te pompen (tegen circa 65W), maar die kan nu uit. In de werkkamer gebruikten we een elektrische kachel (met een rendement van 100% in plaats van 300%) om bij te stoken, maar ook dat is niet meer nodig.

Ik kleed mij 's winters anders dan 's zomers en trek in de winter een T-shirt, truitje en fleece jack aan. Ook heb ik dikke, lange sokken en lekker warme pantoffels. Dat zorgt ervoor dat de thermostaatinstelling omlaag kan, wat weer energie bespaart. Dit is echter weinig specifiek voor warmtepompen, behalve misschien tijdens de momenten dat de unit 's winters moet ontdooien.