Technische achtergrond bij de tool ‘Warmtepompklaar'
Benieuwd op welke informatie de tool ‘Warmtepompklaar’ zich baseert om een advies te geven? Lees er meer over op deze webpagina.
Studie door Energyville
De belangrijkste inhoudelijke achtergrond van de tool “Warmtepompklaar”, is de studie “Onderzoek naar beleidsmaatregelen omtrent warmtepompen in bestaande woongebouwen” die door Energyville in maart 2023 werd opgeleverd aan het VEKA.
In dit onderzoek werd de werking van een hybride warmtepomp, die bestaat uit een lucht-waterwarmtepomp en een condenserende gasketel, gesimuleerd in een diverse set van gebouwen. Er is gekozen voor een hybride warmtepomp om het aandeel van het warmtepompgedeelte tegenover het gasketelgedeelte te onderzoeken, en niet om de hybride warmtepomp naar voor te schuiven.
Figuur 1 vat de belangrijkste resultaten uit de studie samen. De figuur geeft weer wat het aandeel van de warmtevraag is dat gedekt wordt door het warmtepompgedeelte.
- Als dit getal 0 is, levert de warmtepomp niets op. Als dit getal 1 is, dekt de warmtepomp de volledige warmtevraag.
- Dit aandeel wordt berekend voor meerdere gevallen. De rijen a tot en met f geven weer wat het isolatiepeil was van de woning vóór renovatie, terwijl de kolommen a tot en met f het isolatiepeil aangeven van de woning na renovatie. Dit onderscheid (lees: voor en na de renovatie) wordt gemaakt omdat het afgiftesysteem van een woning na renovatie op een lagere temperatuur kan werken, omdat de warmtevraag gedaald is.
Naast de impact van het isolatiepeil van de woning, vat figuur 1 ook de resultaten samen voor verschillende verhoudingen van de elektriciteitsprijs tot de gasprijs. De elektriciteitsprijs is in de linkse grafiek 4,5 keer hoger dan de gasprijs en in de rechtse grafiek 1,8 keer hoger.
Daaruit is af te leiden dat de prijsverhouding in sterke mate bepaalt hoe groot het aandeel van het warmtepompgedeelte van de hybride warmtepomp is bij het verwarmen van de woning:
- In het geval van 4,5 is verwarmen met de warmtepomp zo duur dat deze maar 6% tot 19% van de warmtevraag dekt, naargelang het isolatiepeil.
- Bij een prijsverhouding van 1,8 is de warmtepomp zodanig goedkoop dat deze bijna in alle gevallen alle warmte levert en het ketelgedeelte overbodig wordt.
Van de studie naar drie categorieën
Sinds de inval van Rusland in Oekraïne in 2022, schommelt de prijsverhouding van elektriciteit tot aardgas rond 3,5. Het VEKA bouwt in haar advies voor de tool “Warmtepompklaar” verder op deze prijsverhouding.
Figuur 2 geeft weer hoe de resultaten van de studie van Energyville werden omgezet in drie categorieën, als basis voor het advies:
Categorie 1: klaar voor een warmtepomp
In de woningen met een isolatiepeil a en b, levert de warmtepomp van een hybride warmtepomp 71% tot 98% van de warmtevraag. In deze woningen zal de ketel dus amper bijdragen aan de warmtevraag. Als men in deze woning een nieuw verwarmingssysteem zou plaatsen, is de investering in de ketel naast de warmtepomp dus eigenlijk overbodig. Voor woningen met een isolatiepeil a en b wordt dan ook een volledige warmtepomp aangeraden.
Categorie 2: klaar voor een hybride warmtepomp
In de woningen met een isolatiepeil c, levert de warmtepomp ongeveer de helft, meer bepaald 42% tot 60% van de warmtevraag. In dat geval komt de hybride warmtepomp tot zijn recht: zowel de ketel als de warmtepomp nemen een groot deel van de warmtevraag voor hun rekening. Voor woningen met een isolatiepeil c wordt dus een hybride warmtepomp aangeraden.
Categorie 3: eerst isoleren
In de woningen met isolatiepeil d, e en f levert de warmtepomp 23% tot 40% van de warmtevraag. De warmtepomp wordt dus niet vaak gebruikt. Een hybride warmtepomp kost enkele duizenden euro meer dan een gewone gasketel. Deze meerkost is in dit geval niet te verantwoorden: de woningeigenaar zou dit geld beter eerst investeren in isolatiemaatregelen zoals dakisolatie of hoogrendementsglas. Investeren in isolatie zal de warmtevraag doen dalen en zal er voor zorgen dat de woning mogelijk in een lager, dus beter isolatiepeil terechtkomt, waar een (hybride) warmtepomp een interessante optie wordt. Vandaar dat voor woningen met isolatiepeil d, e en f aangeraden wordt om eerst te isoleren.
Van categorie naar warmtevraag per oppervlakte
De werkelijke prestatie van een warmtepomp in een woning zal niet enkel afhangen van het isolatiepeil van de woning, maar ook van de temperatuur van het afgiftesysteem.
Het advies in functie van het isolatiepeil wordt daarom verder vertaald naar een advies in functie van de warmtevraag per bruikbare vloeroppervlakte. Deze maatstaf, warmtevraag per vloeroppervlakte, is een betere maatstaf voor de temperatuur van het afgiftesysteem dan het isolatiepeil.
In samenspraak met experten uit de onderzoekswereld, werden de volgende grenzen bepaald:
- De isolatiepeilen a en b stemmen overeen met een warmtevraag per oppervlakte onder de 70 W/m². Bij deze warmtevraag is een afgiftesysteem op lage temperatuur mogelijk en kan de warmtepomp een goede efficiëntie behalen.
- Het isolatiepeil c stemt overeen met een warmtevraag per oppervlakte tussen 70 en 105 W/m². Het temperatuurregime is in dit geval geschikt voor een hybride warmtepomp.
- Vanaf isolatiepeil d is de warmtevraag per oppervlakte groter dan 105 W/m². Bij deze warmtevraag zal een afgiftesysteem op hoge temperatuur nodig zijn en dient men via isolatie eerst de warmtevraag te verminderen.
De warmtevraag per oppervlakte is in deze tool een maat voor hoe geschikt een woning is voor lagetemperatuurverwarming, om verschillende redenen:
- Het isolatiepeil en de warmtevraag per oppervlakte is niet hetzelfde als een directe bepaling van de ontwerptoevoertemperatuur van het afgiftesysteem. Daarvoor zou ook informatie over het afgiftesysteem moeten ingegeven worden, zoals de grootte en het type van de radiatoren, het al dan niet aanwezig zijn van vloerverwarming, het aantal radiatoren per ruimte, …. Dat zou te ver in detail gaan en te veel input van de gebruikers van de tool vereisen. Het is eerder de taak van de installateur om de temperatuur van het afgiftesysteem te bepalen. Bovendien kunnen radiatoren relatief goedkoop vervangen worden, terwijl investeringen in de bouwschil van een woning doorgaans duurder zijn.
- Mogelijk dienen de radiatoren in een woning wel nog vervangen te worden, om effectief een lagetemperatuurverwarming te bekomen. Vaak werden radiatoren in het verleden sterk overgedimensioneerd of werd er na het installeren van de radiatoren in bijkomende isolatie geïnvesteerd, zodat de ontwerptoevoertemperatuur van de radiatoren sowieso al laag is.
- Ook voor het efficiënt inzetten van middelen is het advies gebaseerd op de warmtevraag per oppervlakte. Een woning met een hoge warmtevraag per oppervlakte zou in principe wel kunnen investeren in zeer grote radiatoren of in ventiloconvectoren. Echter zal er voor die woning vaak een zeer grote warmtepomp moeten geïnstalleerd worden, bijvoorbeeld 150 W/m² * 250 m² = 37,5 kW. Een warmtepomp met een groot vermogen is niet alleen zeer duur, maar zal ook een groot elektrisch vermogen vragen. Dit hoge vermogen kan het lokale distributienet van elektriciteit in de problemen brengen.
Het is dus vanuit maatschappelijk standpunt interessanter dat eerst de warmtevraag teruggedrongen wordt, zodat de last op het lokale distributienet zal verminderen. Tegelijk zal ook de vraag naar energie, of het nu aardgas of elektriciteit is, verlagen.
Bepaling warmtevraag per oppervlakte bij een eengezinswoning
Via de tool ‘Warmtepompklaar’ kan de gebruiker een berekening maken waarmee de warmtevraag per oppervlakte van zijn of haar woning wordt benaderd.
De gebruiker kan kiezen uit enkele opties voor de grootte van de woning, het isolatiepeil, het huidige verwarmingssysteem,…. Deze keuzes en de achterliggende parameters en berekeningen zijn gebaseerd op ‘Test uw EPC’. De uitwerking van deze berekening en de gebruikte parameters, kunt u raadplegen op: Test-uw-EPC - Simuleer of vergelijk het EPC-label van een woning.
Aandachtspunten:
- In het EPC wordt de waarde van de luchtinfiltratie standaard vrij nadelig ingeschat, met een q50 van 12 m³/(m² h). Voor de bepaling van de warmtevraag per oppervlakte wordt in de tool gebruik gemaakt van een q50 van 4m³/(m² h), wat een gemiddelde waarde is die behaald wordt na een gewone renovatie.
- In de berekening van de warmtevraag wordt geen rekening gehouden met het opwarmvermogen. De prijs van een warmtepomp hangt sterk af van het vermogen van de warmtepomp, waardoor in de praktijk eerder nipt gedimensioneerd wordt, en geen rekening wordt gehouden met overdimensioneringen om een woning snel op temperatuur te kunnen brengen. Door de regeling van de verwarming goed in te stellen, kan de nood aan een opwarmvermogen ook verminderd worden.
Bepaling warmtevraag per oppervlakte voor een appartement
In de tool ‘Warmtepompklaar’ is een apart traject en een apart advies voor appartementen opgenomen.
- Als een appartement over een individueel verwarmingssysteem beschikt, wordt de warmtevraag per oppervlakte berekend, gelijkaardig als bij woningen. Een eigenaar van zo’n appartement kan namelijk zelf kiezen om, los van het verwarmingssysteem van de andere appartementen, over te stappen op een warmtepomp.
- Als een appartement verwarmd wordt met een collectief verwarmingssysteem voor het volledige appartementsgebouw, dient de beslissing voor een aanpassing van het verwarmingssysteem collectief genomen te worden. De toevoertemperatuur van de collectieve installaties zal bepaald worden door de appartementen in het gebouw met de grootste warmtevraag (typisch de hoekappartementen net onder het dak). In dat geval bepaalt het bouwjaar van het appartement en het al dan niet grondig geïsoleerd zijn van het volledige gebouw, of er volledig naar een warmtepomp of naar een hybride warmtepomp kan overgestapt worden.
Advies per typegeval
Naast de warmtevraag per oppervlakte, zijn er nog factoren die mee bepalen welk type warmtepomp in een situatie het best wordt geplaatst.
Ruimteverwarming eengezinswoningen
- De meeste woningen in Vlaanderen (ongeveer 85%) beschikken over centrale verwarming. In dat geval kiest men eerder voor een lucht-waterwarmtepomp of voor een geothermische warmtepomp, die als vervanging of aanvulling van de ketel kan dienen.
- Ongeveer 9% van de woningen beschikt over elektrische weerstandsverwarming en heeft dus geen centrale verwarming. Deze woningeigenaren kiezen vaak voor een lucht-luchtwarmtepomp, omdat zij dan niet hoeven te investeren in radiatoren. Wordt er gekozen voor het plaatsen van centrale verwarming (radiatoren, vloerverwarming...), dan is een lucht-waterwarmtepomp een optie. Een hybride warmtepomp wordt in deze woningen niet aangeraden, omdat de investering in een gasleiding, stookplaats en schouw te duur uitvalt.
- Woningen zonder centrale verwarming, maar die verwarmd worden met kachels, kunnen ook kiezen voor een lucht-lucht-warmtepomp als de woningeigenaar niet wenst te investeren in een afgiftesysteem.
Advies in appartementen
In appartementen is het niet eenvoudig om als individuele bewoner het verwarmingssysteem aan te passen. Mogelijk wordt de verwarming en/of het sanitair warm water collectief voorzien en is de toestemming van medebewoners nodig bij het plaatsen vaan een buitenunit. Dat ligt mee aan de basis van het advies zoals weergegeven in Figuur 3.
- Als de appartementen individueel verwarmd worden, kan een eigenaar er voor kiezen om een individueel systeem te plaatsen. Zo’n individueel systeem zal steeds lucht als warmtebron hebben. Dat heeft tot gevolg dat er aan de gevel of op het dak van het appartement een buitenunit geplaatst moet worden. Dit kan in bepaalde situaties geluidsoverlast geven. Bespreek dit eerst met de medebewoners.
- Bij een collectief verwarmingssysteem is een geothermisch systeem mogelijk. Bij de keuze voor een gemeenschappelijke lucht-waterwarmtepomp zijn er schaalvoordelen mogelijk en kan er voor één of meerdere grootschalige buitenunits gekozen worden op het dak.
- Als enkel de ruimteverwarming collectief is en het sanitair warm water individueel wordt opgewekt, kan normaal gezien vrij eenvoudig de stap naar een (hybride) warmtepomp worden gezet. In dit geval is de toevoertemperatuur doorheen het jaar lager, wat de efficiëntie van de warmtepomp ten goede komt.
- Als zowel de ruimteverwarming als het sanitair warm water collectief worden opgewekt, is de keuze voor een warmtepomp niet evident. De collectieve vraag naar sanitair warm water vraagt doorheen het hele jaar een hoge temperatuur en kan tot hoge vermogens leiden voor de warmtevraag. In dat geval dient een installateur met de nodige ervaring, eventueel bijgestaan door een studiebureau, de situatie grondig te evalueren.