Wat betekent de COP waarde bij een warmtepomp?

Een warmtepomp gaat zuinig om met energie. Hoe zuinig de warmtepomp is, wordt uitgedrukt in een COP waarde. Hoe hoger deze waarde, hoe zuiniger de warmtepomp is. Maar de COP waarde alleen zegt nog niet alles.

COP waarde

In dit artikel kan je lezen hoe efficiënt een warmtepomp is (wij gebruiken overigens liever de term cv-warmtepomp). Die efficiëntie van een cv-warmtepomp wordt uitgedrukt in een COP waarde. COP is een afkorting voor Coefficient Of Performance. Op basis van de COP waarde kan je cv-warmtepompen met elkaar vergelijken.

De COP waarde wordt berekend door het thermisch vermogen (warmte) dat de cv-warmtepomp afgeeft, te delen door het opgenomen elektrische vermogen. Een voorbeeld maakt dit duidelijk. Stel dat een cv-warmtepomp 4000 Watt warmte kan produceren en daarvoor 1000 Watt elektriciteit nodig heeft, dan is de COP waarde: 4000/1000=4, een COP waarde dus van 4.

Hoe hoger de COP waarde, hoe beter de cv-warmtepomp presteert, hoe minder je voor de verwarming moet betalen aan elektriciteitskosten. Gebruikelijke COP waarden bij cv-warmtepompen zijn circa 4.

COP- of EER-waarde bij airco's

In bovenstaande paragraaf beschreven we dat een warmtepomp die met één deel elektriciteit vier delen warmte maakt een COP heeft van 4. Van die vier delen warmte komen drie delen uit "de bron" (die gratis is) en één deel van die warmte is afkomstig van de elektriciteit die de warmtepomp nodig om de compressor van de warmtepomp te laten draaien en die geheel omgezet wordt in warmte (behalve een heel klein, verwaarloosbaar deel dat in geluid wordt omgezet).

Die, uit de elektriciteit (dus niet gratis) ontstane, warmte wordt bij een cv-warmtepomp nuttig gebruikt, want die warmte komt samen met de bronwarmte beschikbaar aan het afgiftesysteem.

Maar bij een airco, waarbij we de warmtepomp "andersom" gebruiken, komt bij de compressor ook "één deel" warmte vrij. Alleen wil je bij het koelen van een woning die warmte juist niet hebben, en wordt die samen met de warmte uit de woning afgevoerd naar buiten.

Dus zodra je de airco omdraait en laat koelen zakt die COP met één punt. Want drie delen warmte uit de bron (je af te koelen kamer) worden samen met één deel warmte uit elektriciteit naar buiten afgevoerd. Dus één deel elektriciteit levert in dat geval drie delen verkoeling. Een COP van 3.

Bij airco wordt in koelbedrijf niet de term COP gebruikt maar EER, de energy efficiency ratio. Maar feitelijk zijn het twee termen voor hetzelfde fenomeen, alleen bij verwarmen is de ratio één hoger dan bij koelen.

Je hebt aan deze kennis niets, maar het is wel leuk te weten.

Staar je niet blind op de COP waarde

Maar de COP waarde alleen zegt niet veel. De COP waarde van een cv-warmtepomp is namelijk niet constant. Deze is afhankelijk van het verschil tussen de temperatuur aan de "koude" zijde van de cv-warmtepomp, waar de cv-cv-warmtepomp de energie vandaan haalt (de bron), en de "warme" zijde, dat is waar de cv-warmtepomp zijn warmte aan afstaat. Dit temperatuurverschil wordt vaak T_lift genoemd (de T staat voor temperatuur, lift staat voor de temperatuurstijging die de cv-warmtepomp realiseert).

Een lucht/water warmtepomp haalt de warmte uit de buitenlucht en draagt dat over, na verhoging van de temperatuur door de compressor, op het cv-water in het centrale verwarmingscircuit dat door de radiatoren en/of vloerverwarming stroomt.

Stel dat de buitenlucht 7°C is en de cv-warmtepomp maakt daar 35°C van. Die 35°C is niet de temperatuur in je huis maar de temperatuur van het cv-water in het verwarmingssysteem, dus wat door de radiatoren en/of vloerverwarming stroomt. In dit voorbeeld is dan de T_lift 28°C (35-7=28). Bij de hedendaagse lucht/water cv-warmtepomp ligt bij die T_lift de COP dan rond de 4,5. Dus met 1000 Watt (1 kW) elektriciteit maakt de cv-warmtepomp dan 4500 Watt (4,5 kW) warmte.

Daalt de buitentemperatuur naar bijvoorbeeld -10°C en de cv-warmtepomp maakt daar 35°C van (een T_lift van 45°C) dan daalt de COP waarde naar bijvoorbeeld 2,2. Bij die T_lift maakt de cv-warmtepomp van 1000 Watt maar 2200 Watt warmte.

In dit voorbeeld werkt de cv-warmtepomp bij een buitentemperatuur van -10 dus twee keer minder zuinig (COP 2,2) dan bij een buitentemperatuur van 7°C (COP 4,5).

Kies je voor een water/water warmtepomp, die de warmte uit de bodem onttrekt, is bovenstaande ook van toepassing. In het begin van het stookseizoen zal de bron een temperatuur hebben van bijvoorbeeld 12°C maar zakt langzaam naar bijvoorbeeld 5°C aan het eind van de winter. De COP waarde in het begin van het stookseizoen is dan hoger dan aan het eind van de winter.

De COP waarden bij verschillende T_lift waarden verschillen per model cv-warmtepomp. Het loont dus om COP waarde van cv-warmtepompen met elkaar te vergelijken. Hieronder zie je de relatie tussen de COP-waarde en de buitenluchttemperatuur bij verschillende temperaturen van het cv-water, dus feitelijk de T_lift. Deze grafiek is maar een fictief voorbeeld hoe het verloop van de COP is bij verschillende temperaturen van de bron en de temperatuur van het cv-water. Iedere cv-warmtepomp kent een ander verloop.

A7/W35

Fabrikanten vermelden meestal de COP waarde bij een brontemperatuur van 7°C en een afgiftetemperatuur van 35°C. Je ziet dan bijvoorbeeld in een brochure staan: COP A7/W35: 5,2. De A en de W staan voor Air en Water, de bron is immers lucht en de warmte wordt afgegeven aan water. Je moet COP A7/W35: 5,2 dus lezen als: bij een buitenlucht-temperatuur van 7°C en een cv-watertemperatuur van 35°C is de COP 5,2.

Bij een water/water cv-warmtepomp die met een aardwarmte werkt zal je bijvoorbeeld zien staan COP B7/W35: 5,2. De B staat in dit geval voor "brine-water". Het water in de leidingen (die een gesloten systeem vormen) die warmte uit de bron onttrekken, wordt vaak vermengd met een antivriesmiddel en wordt dan "brine-water" genoemd.

Hoe kleiner de T_lift hoe beter

Voor alle cv-warmtepompen, welk type/model/fabrikant het ook is, geldt: hoe kleiner de T_lift, hoe zuiniger hij werkt. Hoe groter de T_lift, hoe meer elektriciteit het kost om je huis te verwarmen.

Je zal nu begrijpen waarom een vloerverwarming de voorkeur heeft bij gebruik van een cv-warmtepomp. De watertemperatuur van de vloerverwarming kan behoorlijk laag zijn, bijvoorbeeld 28°C. Dan is de COP waarde per definitie zeer hoog, dus zijn de kosten voor verwarmen zeer laag.

Heb je geen vloerverwarming maar radiatoren dan is de temperatuur van het water in de regel een stuk hoger dan de vloerverwarming, dus is de COP waarde van de cv-warmtepomp dan wat lager, dus betaal je meer voor het verwarmen van je huis. Het verschil tussen radiatoren en een vloerverwarming kan 10 tot 30% in energiekosten schelen (afhankelijk van de temperatuur van het cv-water dat nodig is bij radiatoren). Hoewel het aanleggen van een vloerverwarming veel geld kost, zal je dit op de middel lange termijn wel uithalen. Immers, een hogere COP waarde betekent meteen minder elektriciteitsverbruik, dus een lagere energierekening.

Warm water

Als de cv-warmtepomp ook warm water moet maken, dan zal de cv-warmtepomp een boiler gaan verwarmen. Meestal wordt de boiler tot circa 55°C verwarmd. Maar bij 55°C en een brontemperatuur van bijvoorbeeld 0°C is de T_lift 55°C, en bij zo'n grote T_lift presteert de cv-warmtepomp veel slechter dan bij kleinere T_lift's. Daarom heeft een cv-warmtepomp moeite om een boiler op te warmen en wordt meestal besloten om bij 50 of 55 graden te stoppen, terwijl een boiler normaal tot 60°C wordt verwarmd, maar dat lukt een cv-warmtepomp (meestal) niet^[1].

SCOP

Omdat de COP waarde afhankelijk is van de T_lift waarde, dus gedurende het stookseizoen door de wisselende brontemperatuur de COP veranderd, heeft men een SCOP waarde bedacht. Die staat voor Seasonal Coefficient of Performance. Dat is een "gemiddelde" COP waarde gemeten over een gemiddeld stookseizoen. In dat gemiddelde seizoen houdt men rekening met warmere, koudere en een aantal zeer koude dagen en bepaalt dan de gemiddelde COP waarde die dan SCOP-waarde wordt genoemd. Met een SCOP waarde kan je dus nog beter/eerlijker cv-warmtepompen met elkaar vergelijken.

De SCOP waarde is per definitie lager dan de COP waarde. Vandaar dat fabrikanten graag pronken en adverteren met hun hoge COP waarde (meestal bij een lage T_lift) en is de SCOP waarde vaak niet terug te vinden.

SEER

Net als bij een warmtepomp die gebruik wordt voor verwarming en de SCOP een "gemiddeld rendement" weergeeft, bestaat bij airco's dat ook en dat wordt de SEER genoemd, de "Seasonal" EER waarde.

In de kou komen zitten?

Hiervoor hebben we beschreven dat bij een dalende brontemperatuur (dus een groter wordende T_lift) de COP waarde daalt. Maar daarmee daalt ook de warmteopbrengst van de cv-warmtepomp. Als een cv-warmtepomp een elektrisch vermogen heeft van 1000 Watt, dan zal hij bij een brontemperatuur van +7°C (in dit voorbeeld) 5000 Watt warmte afgeven. Maar bij -10°C is de warmteafgifte gedaald tot bijvoorbeeld 2500 Watt.

Het kan dus zijn dat een kleine cv-warmtepomp (met een gering vermogen) bij extreme kou onvoldoende warmte produceert om je huis te verwarmen. Dan zijn er drie (vier) oplossingen. 1. Je laat je cv-ketel hangen en die springt dan bij (dat wordt de hybride-warmtepomp genoemd), 2. de cv-warmtepomp schakelt een elektrisch verwarmingselement in, ook wel hulpelement genoemd, die extra warmte produceert. Lees hier meer over in het artikel bètafactor. En 3. je kiest voor een grotere cv-warmtepomp die ook bij extreme kou toch voldoende warmte geeft. Oplossing vier behandelen we zo.

Maar let op, een "grotere cv-warmtepomp" kiezen, die een groter vermogen heeft, is niet zonder gevolgen. In tegenstelling tot vele apparaten geldt bij cv-warmtepomp dat "groter is zeker niet beter is, vaak slechter". Want als je cv-warmtepomp een groot maximaal vermogen heeft dan heeft hij ook een hoger minimaal vermogen, het maximum en minimum vermogen zijn zaken die aan elkaar gekoppeld zijn, en ligt het pendelen van de cv-warmtepomp (waarbij het afgiftesysteem de warmte van de cv-warmtepomp niet kwijt kan) op de loer. En dat is wat je kost wat kost wil voorkomen vanwege de invloed die pendelen heeft op de levensduur.

In het artikel hoe je het vermogen kan berekenen gaan we nader in op dit onderwerp.

Mocht je al een cv-warmtepomp bezitten en het niet meer warm krijgen, dan zal het helpen om, hou je vast, op de eerste verdieping juist overal de verwarming aan te zetten^[2], hoe contraintuïtief dit ook aanvoelt. Zet de verwarming boven minimaal "een beetje" aan belangrijk is dat het daar iets warmer moet worden dan als de verwarming op de eerste uit staat.

Als je boven de verwarming aanzet zal in eerste instantie het benden kouder worden, maar zodra het boven iets warmer wordt, zal na enige tijd het beneden ook warmer worden (dit heeft met de traagheid van de thermische massa van je woning te maken). Dus wees niet na twee uur teleurgesteld dat er niets gebeurd, maar wacht (afhankelijk van je woning en het soort afgiftesysteem) een groot deel van de dag mogelijk één dag, en dan merk je pas dat het beneden warmer wordt. Eigenlijk is het altijd goed om "boven" (een beetje) te verwarmen. Meer daar over, inclusief technische onderbouwing in dit artikel.

Alles wat je wil weten over de thuisbatterij

Een artikel over de thuisbatterij die de belangrijkste aspecten behandelt met verwijzingen naar verdiepingsartikelen. Wist je dat er twee totaal verschillende thuisbatterijen bestaan?