Wat is het verschil tussen een cv-ketel en een warmtepomp en waarom is dat zo belangrijk te weten?
Op het eerste oog lijkt een cv-warmtepomp eenzelfde apparaat als een cv-ketel. Ze zorgen beiden voor het verwarmen van het huis. Dus hoe kunnen ze dan van elkaar verschillen?
Maar een cv-ketel vergelijken met een cv-warmtepomp is als appels met peren vergelijken. Het blijken twee totáál verschillende warmtebronnen met zeer uiteenlopende eigenschappen te zijn. Als (toekomstige) eigenaar van een cv-warmtepomp is het verstandig om de eigenschappen / verschillen van een cv-warmtepomp te kennen, het kan je veel geld besparen en meer comfort opleveren.
In het kort
technisch Een cv-ketel heeft een zeer hoog vermogen, werkt met een zeer hoge cv-watertemperatuur en gebruikt een laag debiet (aantal liters cv-water dat per seconde door de leidingen stroomt).
Een cv-warmtepomp is precies het tegenovergestelde, deze heeft een zeer laag vermogen, werkt met een zeer lage cv-watertemperatuur en heeft een hoog debiet nodig.
praktisch Een cv-ketel laat je alleen maar branden als je wil dat de woning warm moet zijn (en dat gaat heel snel). Als je niet thuis bent of in de nacht is het slim om de temperatuur lager te houden, dat scheelt energie. Daarom zet je ook de verwarming in kamers die niet verwarmd hoeven te worden uit. Gaat iemand in een slaapkamer werken dan draai je de verwarming open en in een redelijke tijd is het daar warm. Het vermogen van een cv-ketel is veel hoger dan benodigd om de woning te verwarmen, in de praktijk ligt dit vermogen 300 tot 400% hoger dan je nodig hebt voor het verwarmen van de woning.
Bij een cv-warmtepomp is alles precies andersom. Het vermogen van een warmtepomp moet met zorg uitgekozen worden en ligt doorgaans 10-20% hoger dan je nodig hebt om het huis warm te houden.
Het kost wel een of twee dagen om een totaal afgekoelde woning op temperatuur te krijgen. Even een slaapkamer warm maken omdat je daar wil werken is er niet bij. Die is pas op temperatuur als je al weer gaat slapen. Je laat daarom bij gebruik van een cv-warmtepomp, de woning op een constante temperatuur verwarmen. Dus laat je de cv-warmtepomp 24 uur per dag, zeven dagen in de week "branden", pompen zou meer van toepassing zijn.
Ga je overdag weg, dan zet je de temperatuur juist niét lager. Ook in de nacht zet je de temperatuur niet lager omdat de cv-warmtepomp nadat het huis afgekoeld is harder moet werken om het weer warm te krijgen. Daarnaast kost het veel tijd tot de gewenste temperatuur weer bereikt is. Juist "hard stoken" kost bij een warmtepomp veel meer energie, dus geld. Het is net een diesel, rustig, gestaag, constant maar draaien, maar wel zuinig. Kamers die je niet gebruikt laat je tóch verwarmen, daarmee dalen de maandelijkse energiekosten, hoe dit ook tegen je gevoel ingaat.
Door de lage cv-watertemperatuur geven de radiatoren minder warmte af. Vervang deze, op zijn minst in de woonkamer, naar type 33 modellen voor meer warmteafgifte. Heb je een vloerverwarming, vervang dan de vloerverwarmingverdeler naar een gesloten verdeler "zonder pomp". En als laatste, en dit zal weerstand bij je oproepen maar probeer dat te overwinnen, laat in principe alle kamers verwarmen, ook al maak je er geen gebruik van maakt. Hoe vreemd dat ook mag klinken, maar dan werkt de cv-warmtepomp het zuinigst en wordt je energierekening het laagst.
Vermogen
verschil Een cv-ketel heeft een zeer groot vermogen. De meeste ketels hebben een vermogen tussen de 21 en 35 kW (kiloWatt). Dat vermogen is belachelijk hoog want voor het op temperatuur houden van je woning is meestal 4 tot uiterlijk 9 kW ruim voldoende.
Het grote vermogen gebruikt de cv-ketel alleen maar om je woning snel te kunnen opwarmen (en dat gaat dan gepaard met een hoge cv-watertemperatuur) en om veel water te kunnen verwarmen voor douche of bad. Het leidingwater kan verwarmd worden terwijl het door de cv-ketel stroomt, vandaar dat zoiets een doorstroomtoestel wordt genoemd.
Een cv-warmtepomp heeft een zeer laag vermogen. Dat vermogen is maar net voldoende om het huis op temperatuur te houden en daarom duurt het op temperatuur brengen van de woning zo lang[1]. Het vermogen van een cv-warmtepomp is doorgaans tussen de 4 en 9 kW.
Bij een cv-warmtepomp luistert het kiezen van het juiste vermogen erg nauw. Is het vermogen van de cv-warmtepomp te klein dan krijg je het in hartje winter niet voldoende warm of moet een elektrisch hulpelement ingeschakeld worden (zie: bètafactor). Als het vermogen te groot gekozen wordt dan zal de cv-warmtepomp gaan pendelen en dat gaat ten koste van de levensduur en kost ook nog eens onnodig veel energie[2].
waarom Het vermogen is bij een cv-warmtepomp juist zo klein gehouden waardoor de temperatuur van het cv-water niet hoog kán worden. Want hoe lager de temperatuur van het cv-water, hoe zuiniger de cv-warmtepomp werkt. En juist omdat de cv-warmtepomp zo zuinig is wordt deze steeds meer ingezet als vervanger van de cv-ketel.
consequentie Het voor het eerst, of na lange afwezigheid, opwarmen van je woning kost veel tijd. Denk aan een dag of langer. Maar op temperatuur houden daar is de cv-warmtepomp een kampioen in. Dat doet hij héél zuinig.
Je kan de de cv-watertemperatuur wel hoog instellen "omdat het anders niet snel genoeg warm wordt", maar dan ga je geheel voorbij aan het idee van een cv-warmtepomp die je juist gekocht hebt om energie te besparen en dat doet hij alleen bij een lage cv-watertemperatuur.
Het leidingwater verwarmen voor een douche of bad kan hij niet voldoende snel, daar mist hij het vermogen voor[3]. Dus moet hij op een rustig tempo een voorraad warm water maken en dat water zit in een boiler (bij hybride warmtepomp is dit niet van toepassing[4]). Als je een bad vult is daarna mogelijk de boiler "op" (geen heet water meer) en moet je wachten tot de boiler weer opgewarmd is. Dat kost, afhankelijk van de boilerinhoud en vermogen van de cv-warmtepomp en de grootte van de boiler, circa een tot drie uur. Een grotere boiler zorgt dat je na een bad ook nog kan douchen, maar een grotere boiler is niet alleen duurder in aanschaf, kost meer ruimte, en heeft grotere stilstandverliezen.
CV-watertemperatuur
verschil De watertemperatuur van het cv-water, dat door de radiatoren en vloerverwarming stroomt is bij een cv-ketel zeer hoog, vaak 70 graden Celsius of meer. Bij een cv-warmtepomp is deze juist zeer laag, bijvoorbeeld 35 graden Celsius of lager.
waarom De cv-watertemperatuur van een cv-warmtepomp is bij voorkeur zo laag als mogelijk. Hoe lager de watertemperatuur, hoe minder energie de warmtepomp gebruikt. Dus hoe lager de kosten voor het verwarmen. Een temperatuur van 45° is al behoorlijk hoog, liever 40° of 35° (bij radiatoren) maar als het kan dan 30° of mogelijk minder (bij vloerverwarming). Voor iedere graad Celsius daling van de cv-watertemperatuur bespaar circa 2% op je energierekening. Dus dat zijn zeer serieuze besparingen die je vrij gemakkelijk kan realiseren.
Bij veel cv-warmtepompen staat de cv-watertemperatuur véél te hoog ingesteld. Probeer deze zo laag als mogelijk in te stellen, je kan daar enorm veel geld mee besparen. De woning verwarmen met 35 graden in plaats van 45 zal circa 20% minder energie kosten, dus de energierekening daalt daarmee ook 20%.
consequentie Als de cv-watertemperatuur laag is zal de warmteafgifte in het afgiftesysteem ook laag zijn. Wanneer je alleen maar de cv-ketel vervangt voor cv-warmtepomp, en dus niets aanpast aan het afgiftesysteem, dan zal de woning zeer waarschijnlijk niet meer voldoende warm worden. Daar zijn twee oplossingen voor. Laat de cv-warmtepomp 24 uur per dag "draaien". Pas dus géén nachtverlaging toe. Hoe langer een cv-warmtepomp aanstaat zonder te stoppen, hoe zuiniger de warmtepomp is en de cv-warmtepomp de tijd krijgt om de woning op te warmen. Het klinkt wellicht contra-intuïtief maar wanneer de cv-warmtepomp de hele dag staat te "draaien" kost dit de minste hoeveelheid energie.
Als tweede, vergroot het afgiftevermogen van de bestaande radiatoren. Vervang de bestaande radiatoren, voor type die de meeste warmte afgeven, dat zijn de type 33 (T33) radiatoren. Vervang op zijn minst de radiatoren in de woonkamer, op de eerste verdieping staan de radiatoren vaak toch uit. De kosten voor vervanging van de radiatoren haal je er binnen een paar jaar uit doordat je cv-warmtepomp bij een lagere temperatuur minder elektriciteit gebruikt.
Meestal is het gebruik van type 33 radiatoren voldoende om met 35° Celsius te verwarmen. Eventueel kan je deze nieuwe radiatoren voorzien van radiatorventilatoren waardoor het afgiftevermogen drastisch toeneemt. Mocht je het nog niet warm krijgen, dan moet je een extra radiator plaatsen of bestaande radiatoren vervangen voor langere en/of hogere versies.
Heb je convectoren, dan geldt hetzelfde als bij radiatoren, je moet deze ook vervangen voor versies die meer warmte afgeven, het gebruik van ventilatoren helpt enorm de vermogensafgifte te verhogen.
Je kan overwegen om de convectors te vervangen voor dikke radiatoren, dat is een stuk goedkoper dan convectors die meer warmte afgeven.
Heb je vloerverwarming dan heb je goud in handen. De combinatie vloerverwarming en een cv-warmtepomp is een ideale combinatie. Dat komt omdat het oppervlakte van de vloer zeer groot is (in vergelijking tot radiatoren) en daardoor kan je met een zéér lage watertemperatuur toch de kamer warm krijgen. Een watertemperatuur van 30° Celsius moet de kamer met gemak op 21° Celsius kunnen houden. Afhankelijk van de isolatie van de woning is zelfs 26-28 graden mogelijk. En bij die watertemperatuur werkt een cv-warmtepomp zéér zuinig. Dus kost het verwarmen weinig geld. Het verschil met radiatoren is zodanig groot dat de (hoge) kosten van het achteraf in laten frezen van vloerverwarming in een redelijke tijd terug te verdienen is.
De vloerverwarmingverdeler die gebruikt wordt bij een cv-ketel is een zogenaamde open mengverdeler "met pomp". Die verwacht een hoge aanvoertemperatuur maar dat levert de cv-warmtepomp juist niet. Die verdeler moet vervangen worden door een gesloten verdeler "zonder pomp".
En als je het niet doet Pas je niet het afgiftesysteem aan voor gebruik van een lage cv-watertemperatuur, wil je niet dat de cv-warmtepomp 24/7 blijft draaien of zet je in iedere kamer die je niet gebruikt de verwarming uit, dan betaal je daar letterlijk de rekening voor. Het wordt niet snel genoeg warm of zelfs nooit warm genoeg. De cv-watertemperatuur verhogen lost het probleem wel op, maar dat heeft tot gevolg dat het rendement, bij cv-warmtepompen noemen we dat de COP-waarde, onnodig laag is. Daardoor verbruikt de cv-warmtepomp zeer veel elektriciteit en dat vertaalt zich in een zeer hoge elektriciteitsrekening.
Nota bene: het gebruik van een HT-warmtepomp (hoge temperatuur warmtepomp) helpt je totaal niet. Ja, van de regen in de drup. Een HT-warmtepomp levert wel een hoge watertemperatuur waardoor je met de bestaande radiatoren het ook warm krijgt. Maar helaas, je wordt daarmee verleid door verkooppraatjes van de marketingafdeling. En marketingafdelingen verkopen je vaak sprookjes, wij niet (we verkopen zelfs helemaal niets). Bij alle warmtepompen, en we bedoelen dan echt álle warmtepompen, is het een natuurwet die dit bepaalt, geldt: hoe hoger de temperatuur van het cv-water, hoe lager het rendement (lagere COP waarde) dus hoe hoger het elektriciteitsverbruik. Dus ja, je kan met een HT-warmtepomp je bestaande radiatoren blijven gebruiken, maar de maandelijkse energieprijs die je daarvoor moet betalen heeft veel weg van de hoge gasrekening van de cv-ketel. En je koopt toch een cv-warmtepomp om geld te besparen? Geen goed idee dus naar onze mening.
Debiet
verschil Een cv-ketel pompt een kleine hoeveelheid water per minuut (een laag debiet) door de cv-leidingen en het afgiftesysteem.
Een cv-warmtepomp gebruikt juist een hoog debiet.
waarom De cv-ketel en cv-warmtepomp verplaatsen met cv-water de warmte vanuit de warmtebron naar het afgiftesysteem. De hoeveelheid verplaatste warmte, technici noemen dit vermogen en drukken dat uit in kW (kiloWatt), is simpel te berekenen met de formule: Q = delta-T x debiet x 4200 waarbij Q het vermogen is in Watt, delta-T is het verschil tussen de aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur en 4200 is (afgerond) de soortelijk warmte van water.
In die formule heeft de delta-T en het debiet een evengrote invloed[5]. Een cv-ketel werkt met een hoge delta-T van vaak 20 graden (bijvoorbeeld aanvoer 70°, retour 50°).
Een cv-warmtepomp werkt juist met een kleine delta-T van circa 5 graden (bijvoorbeeld aanvoer 35°, retour 30°). Omdat de delta-T vier keer zo klein is bij een cv-warmtepomp dan bij een cv-ketel zou het debiet daarom vier keer zo hoog moeten zijn om dit te compenseren.
Gelukkig staat de cv-ketel niet de hele tijd te branden, en een cv-warmtepomp staat juist wel de hele tijd te verwarmen. Dus een vier keer hoger debiet is voor een cv-warmtepomp niet nodig. Maar het moet wel flink hoger zijn dan bij gebruik van een cv-ketel.
Daarom heeft een cv-warmtepomp een veel krachtigere circulatiepomp om dit hogere debiet mogelijk te maken. Maar de pomp kan wel krachtiger zijn, maar als de leidingen waar het water doorheen stroomt zo dun zijn als rietjes dan blijft door de hoge weerstand het debiet toch laag.
Nou zijn de leidingen bij een bestaande cv-ketel installatie gelukkig niet zo dun als een rietje, maar voor een cv-warmtepomp zijn ze feitelijk te dun.
consequentie Doordat het debiet hoog moet zijn, en omdat veel cv-installaties op sommige punten de leidingen te dun zijn, zal op die plaatsen de leiding vervangen moeten worden door een versies met een grotere diameter.
De hoofdleidingen vanuit de cv-warmtepomp, waar de aftakkingen aan zitten die naar de radiatoren of vloerverwarmingverdelers gaan, hebben bij gebruik van een cv-warmtepomp, bij voorkeur een diameter van 32 mm. Meestal zijn de leidingen naar de radiatoren wel voldoende dik, maar ook daar zien we wel eens té dunne leidingen en die moeten dan vervangen worden voor dikkere.
De leidingen die, naar de vloerverwarmingverdeler lopen, moeten ook vervangen worden door leidingen met een grotere diameter. Vooral die naar de verdeler gaat van de woonkamer, want daar zal het grootste deel van je vermogen door getransporteerd moeten worden.
Niet alleen een te geringe diameter van de leidingen maar ook het gebruik van haakse knelfittingen leveren een flinke weerstand op. De hoek is niet vloeiend en veel te kort. Dat leverde vroeger bij de cv-ketel met een laag debiet geen problemen op, maar wel bij het hoge debiet van een cv-warmtepomp. Door deze, zeker in de hoofdleidingen te vervangen voor "grote bochten", zal de weerstand kleiner worden, dus het debiet hoger worden.
Voor de zekerheid melden we hier dat als je vloerverwarming hebt dat de bestaande vloerverwarmingverdeler ook vervangen moet worden zoals hiervoor al is beschreven. De bestaande mengverdeler ombouwen (in plaats van deze te vervangen) is vaak niet de beste oplossing omdat er een aantal onderdelen in die mengverdeler zitten die het debiet beperken zoals een voetventiel en thermostaatkraan (ondanks dat je ze helemaal open zet blijft de weerstand toch nog hoog).
Probeer het debiet van je cv-warmtepomp zo hoog mogelijk te maken. Het debiet van de circulatiepomp kan je waarschijnlijk wijzigen bij de instellingen van de cv-warmtepomp (verhoog het net zo lang tot je last hebt van geruis uit de leidingen en neem dan de stand daarvoor waardoor je geen last hebt van stromingsgeluiden).
Door het hogere debiet zal de delta-T per definitie afnemen, en daardoor zal een lagere aanvoertemperatuur mogelijk zijn. En zoals je inmiddels begrijpt levert dat een beter rendement, een hogere COP op, dus dat zal zorgen dat je elektriciteitsverbruik daalt.
En als je het niet doet Wanneer dunne leidingen door hun hoge weerstand het debiet beperken zal minder vermogen overgedragen kunnen worden van de warmtepomp naar het afgiftesysteem. Daardoor zal je bij een lage watertemperatuur de woning niet (altijd) warm krijgen. Als je die leidingen niet aanpast, is de enige mogelijkheid om de temperatuur van het cv-water, en daarmee de delta-T te verhogen om het tóch warm te krijgen. Maar een hogere temperatuur van het cv-water zorgt dat de cv-warmtepomp met een lager rendement (een lagere COP) je woning verwarmd. Dus dat kost maandelijks meer geld dan noodzakelijk.
Ongebruikte kamers wel/niet verwarmen?
verschil Bij een cv-ketel is het heel verstandig om de radiatoren of vloerverwarming uit te zetten van kamers die je niet gebruikt. Daarmee bespaar energie, dus geld.
Bij gebruik van een cv-warmtepomp is het juist verstandig om alle kamers in het huis te verwarmen, ook als ze niet worden gebruikt (ja, je leest dit goed!).
waarom in dit uitgebreide artikel hebben we beschreven waarom het beter is voor je energierekening om ongebruikte kamers toch te verwarmen.
consequentie Wil je zo zuinig mogelijk je huis verwarmen, en dan doelen we op te zorgen dat de energierekening zo laag mogelijk is? Dan moet je, in principe, alle kamers van het huis verwarmen, ook degene die niet gebruikt worden.
En als je het niet doet Sommige eigenaars van een cv-warmtepomp willen kamers gewoon niet verwarmen omdat het dan te warm wordt, bijvoorbeeld in een slaapkamer. Daardoor zal de energierekening stijgen. Maar comfort (in dit geval van een niet verwarmde kamer) is sommigen extra geld waard.
- Een woning (voor het eerst, of na lange afwezigheid, maar ook na het toepassen van een nachtverlaging) op temperatuur brengen kost absoluut maar oof relatief veel meer energie en is meer vermogen voor nodig, dan het op temperatuur houden van de woning. Het "op temperatuur houden" is dus energiezuiniger dan "af en toe opwarmen als je thuis bent".
- De eerste vijftien minuten dat een cv-warmtepomp aanstaat werkt deze nog niet optimaal en is het rendement laag (is de COP-waarde laag). Pas na dat kwartier komt de cv-warmtepomp in een stabiele en zuinige fase waarbij het rendement wel hoog is. Daarom is het onverstandig, en kost het onnodig veel energie als ieder uur (of een nog kortere periode) de cv-warmtepomp aanslaat. Het is daarom beter dat de cv-warmtepomp uren liefst zelfs 24 uur per daag draait.
- Het vermogen dat je nodig hebt om tien liter water per minuut (dat is het debiet van een lekkere douche) op te warmen van 10° naar 40° Celsius, is te berekenen met de formule: Q=debiet x delta-T x 4200. Q is het vermogen in Watt, het debiet is in liters per seconde, de delta-T de temperatuurverhoging (hier 30°) en 4200 is (afgerond) de soortelijke warmte van water. Dus een douche van 10 liter/minuut (dat is 0,167 liter/seconde) vergt: 0,167 x 30 x 4200 = 21042 Watt, dus afgerond 21 kW. Een warmtepomp van 9 kW is dus per definitie niet in staat om het douchewater (snel genoeg) op te warmen.
- Bij een hybride cv-warmtepomp maakt niet de cv-warmtepomp maar de cv-ketel het warme douchewater. Dan is een boiler dus niet nodig.
- Het vermogen (de hoeveelheid warmte zo je wilt) die verplaatst wordt met cv-water is heel eenvoudig uit te rekenen. Daarbij hebben de temperatuur én het debiet evenveel invloed en is hun invloed recht evenredig met de toe- of afname. Als je de temperatuur verdubbelt óf het debiet verdubbelt zal het vermogen van het verplaatste water ook verdubbelen. Als je de temperatuur verlaagt moet je in dezelfde orde het debiet verhogen wil je evenveel vermogen verplaatsen. Stel dat het cv-water een radiator instroomt met een temperatuur van 35° en de radiator verlaat met 30° Celsius. Dat is dus een delta-T (het verschil) van 5°. Als je deze delta-T vermenigvuldigt met de volumestroom (het debiet) in liter per seconde en vermenigvuldigd met de soortelijke warmte van water (dat is afgerond 4200) dan is de uitkomst het vermogen in Watt (de warmte) die afgestaan is. Als het debiet bijvoorbeeld 0,02 liter/seconde is (gelijk aan 1,2 liter/minuut), dan is het afgegeven vermogen bij deze radiator 5 (de delta-T) x 0,02 x 4200 = 420 Watt. Wanneer je het debiet, bij een gelijkblijvende delta-T, zou verhogen van 0,02 naar 0,04 liter/seconde, dan verdubbelt ook het afgegeven vermogen: 5 x 0,04 x 4200 = 840 Watt. Helaas werkt dit in de praktijk zo niet. Wanneer je het debiet verhoogt zal de delta-T kleiner worden, het water heeft immers minder tijd om warmte af te staan bij een hoger debiet. Door de kleinere delta-T zal de vermogenstoename veel minder hoog uitvallen als je denkt. Wel zal door de kleinere delta-T de gemiddelde temperatuur (gemeten over het hele oppervlak) van de radiator (of welk afgiftesysteem dan ook) hoger worden waardoor de vermogensafgifte toch toeneemt.
Wel of geen buffervat bij een cv-warmtepomp?
Een buffervat wordt vaak aangeboden door installateurs. Waar dient dat buffervat voor? En is het altijd wel noodzakelijk?
Hoe werkt een warmtepomp?
Hoe werkt eigenlijk een cv-warmtepomp? Hoe kan deze goedkoper in gebruik zijn dan een cv-ketel?
Boekje over warmtepompen
In het boekje "Lex, Leo en de warmtepomp" lees je vrijwel alle aspecten van een warmtepomp waardoor je beter voorbereid keuzes kan maken bij de aanschaf van een warmtepomp.
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, ieder met hun voor- en nadelen?
publicatie: 20230930
aanpassing/controle: 20230930
Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie