De voor- en nadelen van een warmtepompboiler op basis van ventilatielucht

De ventilatielucht-warmtepompboiler gebruikt op een slimme manier warmte uit ventilatielucht die anders onbenut de woning uitgeblazen wordt.

De teruggewonnen warmte wordt gebruikt voor het verwarmen van tapwater in een boiler die gebruikt kan worden voor douche en bad. Sommige modellen kunnen tevens een ondersteuning leveren voor de verwarming.

Als je wil doorgronden hoe een warmtepomp met (bijvoorbeeld) ventilatielucht van 20°C het water in de boiler kan opwarmen hebben we dit artikel geschreven.

Hoe het werkt

De ventilatiewarmtepomp wordt "achter" of "in plaats van" de huidige mechanische ventilatorbox geplaatst.

Uit de langsstromende ventilatielucht uit de woning kan warmte onttrokken worden die nuttig gebruikt wordt voor het verwarmen van het tapwater in een boiler.

Het idee is dat de warmte die anders naar buiten geblazen wordt nu nuttig gebruikt wordt en energie bespaart omdat "met gratis afvalwarmte" het boilerwater opgewarmd wordt.

Natuurlijk is het geheel niet helemaal gratis, de warmtepomp verbruikt elektriciteit, maar het idee is dat je flink meer energie terugwint dan het je aan elektriciteit kost.

Deel 1 van 2

We hebben de informatie over deze warmtepompboiler gesplitst in twee delen. Dit deel behandeld specifieke informatie over de ventilatieluchtwarmtepompboiler en in deel twee behandelen we de algemene informatie die van toepassing is op alle warmtepompboilers, maar daardoor niet minder belangrijk. In dat tweede deel gaan we in op zaken als subsidie, hoe lang het opwarmen van de boiler duurt, het elektriciteitsgebruik, welke installatievoorwaarden van toepassing zijn, wat de mogelijkheden zijn in combinatie met een zonnecollector en/of zonnepanelen en nog veel meer. Al die informatie tref je aan in het artikel warmtepompboiler wetenswaardigheden.

Combinatie met een cv-warmtepomp

Wanneer de ventilatieluchtwarmtepomp gebruikt word samen met een cv-warmtepomp én het debiet hoger moet zijn dan voorheen, zal de cv-warmtepomp eerst de warmte moeten maken die de tweede warmtepomp, de ventilatieluchtwarmtepomp aan de ventilatielucht onttrekt. In dat geval is sprake van "twee warmtepompen in serie". En dat heeft negatief effect op de effectieve COP van de ventilatiepomp. Dat leggen we uit in het artikel COP daling door in serie geplaatste warmtepompen.

Combinatie met open haard of andere verwarmingstoestellen zonder eigen luchtaanvoer

De ventilatieluchtwarmtepomp maakt gebruik van ventilatielucht. Daarbij is het denkbaar dat de warmtepomp (soms) sterker dan normaal lucht aan zuigt. Hierdoor zou in de woning een onderdruk kunnen ontstaan en bij gebruik van verwarmingstoestellen zoals open haard of een andere verwarmingsbron die niet voorzien is van een eigen luchtaanvoer van buiten, dus lucht aanzuigt vanuit de woning, zou het kunnen gebeuren dat de rookgassen door natuurlijke convectie, onvoldoende worden afgevoerd, of mogelijk zelfs in de woning komen.

Bij gebruik van mechanische ventilatie (type C)

De ventilatieluchtwarmtepompboiler, bevindt zich, logischerwijs, vlak bij de huidige ventilator van de mechanisch ventilatie. Bij veel huizen is dat op zolder.

In deze situatie wordt de uitgang van de mechanische ventilatorbox aangesloten op de aanzuigopening van de ventilatieluchtwarmtepomp. Nadat die de warmte uit de ventilatielucht heeft onttrokken wordt de sterk afgekoelde lucht via een (bestaande) dakdoorvoer naar buiten geblazen.

Het kan ook zijn dat de ventilatorbox in zijn geheel komt te vervallen en die taak wordt overgenomen door de ventilatieluchtwarmtepomp. Bedenk dat de bestaande schakelaar voor een laag-midden-hoog ventilatiestand mogelijk komen te vervallen.

Bij gebruik van natuurlijke ventilatie

Ook als je geen mechanische ventilatie hebt is deze ventilatieluchtwarmtepompboiler toepasbaar. Je woning heeft dan waarschijnlijk natuurlijke ventilatie.

Door het plaatsen van een ventilatieluchtwarmtepompboiler zal de ventilatie in je woning feitelijk veranderen van natuurlijke ventilatie naar mechanische ventilatie.

Alleen bij een mechanische ventilatie type C zal de lucht in keuken, toilet en badkamer afgezogen worden met aparte aanzuigpunten. Die heb je in deze situatie niet. Dus wordt de lucht via gang/overloop naar (bijvoorbeeld) de zolder gezogen, daar waar de warmtepomp komt te staan. Een dakdoorvoer aanbrengen is dan uiteraard noodzakelijk.

In deze situatie hoef je niet specifiek een ventilatieluchtwarmtepompboiler te kopen, maar kan je ook een binnenhuisluchtwarmtepomp (een zogenaamde binnen/buiten luchtwarmtepompboiler) gebruiken waarbij je de uit te blazen afgekoelde lucht via een aan te brengen dakdoorvoer naar buiten blaast.

Bij gebruik van balansventilatiesysteem type D met WTW

De combinatie van balansventilatie met WTW en een ventilatieluchtwarmtepomp is niet slim. Door de WTW (warmte terug win eenheid) is al een flink deel van de warmte uit de ventilatielucht onttrokken en overgedragen aan de instromende lucht. Daar is die WTW erg goed in.

Wanneer de ventilatieluchtwarmtepomp die afgekoelde ventilatielucht uit de WTW gebruikt, zal de warmtepomp veel minder efficient werken en minder thermisch vermogen beschikbaar stellen voor het opwarmen van de boiler. Wij zouden daarom deze combinatie nooit gebruiken, zonde van het geld.

Je kan wel, als je de juiste ventilatieluchtwarmtepompboiler bestelt, deze in plaats van de huidige balansventilatie met WTW gebruiken, maar dat vinden wij wel zonde. De ventilatielucht WTW is een prachtig apparaat en een zeer waardevol systeem die veel warmte uit de ventilatielucht haalt en een lange levensduur heeft.

Het zonde van het geld en milieu als je deze inruilt voor een ventilatieluchtwarmtepomp. Daarnaast, de WTW onttrok al veel warmte uit de ventilatielucht, de warmtepompboiler kan mogelijk er nog iets meer uit halen, maar dat beetje extra weegt naar onze mening niet op tegen de investering. Wij zouden dan altijd de keuze maken de boiler te laten verwarmen door de cv-warmtepomp die ook het huis verwarmd.

Terugverdientijd

De terugverdientijd is sterk afhankelijk van de hoeveelheid warm water dat je gebruikt, hoe hoger je warmwater gebruik, hoe korter de terugverdientijd. Douche je maar kort en gebruik je geen of weinig een bad, dan zal de terugverdientijd langer zijn.

Hieronder werken we de terugverdientijd uit op basis van een voorbeeld. De enige onzekere factor in de berekening is het rendement van de warmtepomp, de zogenaamde COP waarde. Die hebben we op een redelijk waarde van 3 gesteld.

In dit voorbeeld gaan we er van uit dat je nu een cv-ketel gebruikt. De prijzen van gas en elektriciteit spelen in deze berekening een belangrijke rol. De laatste keer dat we deze prijzen hebben gecontroleerd / aangepast was op 20240630.

De uitgangspunten voor dit voorbeeld voor het berekenen van de terugverdientijd zijn:

• totale investering ventilatieluchtwarmtepomp inclusief montage: 3700 euro
• subsidie: 725 euro
• netto investering: 3700-725=2975
• gemiddeld warmwatergebruik: 200 liter van 39°C per dag
• gebruik van cv-ketel
• gasprijs: 127 eurocent
• elektriciteitsprijs: 23 eurocent
• COP van de warmtepompboiler: 3

Eerst rekenen we uit hoeveel thermische warmte nodig is om één jaar lang ieder dag 200 liter water op te warmen. Dat blijkt 2462 kWu thermische warmte te zijn^[1].

Wanneer een cv-ketel water moet opwarmen zal deze in de praktijk een rendement hebben van (maar) 65%^[2]. Dat houdt in dat de cv-ketel met één kubieke meter 6,37 kWu thermische warmte kan maken^[3].

Dus zal de cv-ketel per jaar 2462 / 6,37 = (afgerond) 386 kubieke meter gas verbruiken. Bij een gasprijs van 127 eurocent per kubieke meter, kost dat afgerond 490 euro.

Vervolgens berekenen we de kosten om iedere dag die 200 liter water gedurende een jaar te verwarmen bij gebruik van een ventilatieluchtwarmtepomp. Die kosten vloeien voort uit de elektriciteitskosten van de warmtepomp. Die warmtepomp heeft in dit voorbeeld een COP van 3. Dat betekent dat 2/3 deel van de warmte uit de ventilatielucht komt en 1/3 deel van de warmte is de elektriciteit die de warmtepomp gebruikt maar (gelukkig) geheel omzet wordt in warmte en dus ook ten goede komt aan de boiler.

Dus van 2462 kWu thermisch energie die per jaar nodig is, komt 1/3 deel uit elektriciteit (bij een COP van 3). Dat is afgerond 2462/3=820 kWu elektrisch. En 820 kWu elektriciteit kost bij een elektriciteitprijs van 23 eurocent: 820 x 0.23 = 189 euro (afgerond).

De gaskosten zijn per jaar 490 euro en voor elektriciteit voor de warmtepompboiler 189 euro. Dat is dus een prijsverschil van 301 euro per jaar.

De netto investering voor de ventilatieluchtwarmtepompboiler is 2975 euro, dus verdienen we deze investering terug in 2975 / 301 = 9,9 jaar.

Mocht je door het gebruik van deze warmtepompboiler van het gas af kunnen gaan bespaar je circa nog eens circa 120 vastrecht per jaar. Daarmee wordt de terugverdientijd teruggebracht tot (2975-120) / 301 = 9,5 jaar.

Terugverdientijd bij 150 en 100 liter warm water per dag

Zoals eerder geschreven, zal bij een laag warmwatergebruik de terugverdientijd lang(er) zijn. We hebben twee situaties doorgerekend op basis van bovenstaande berekening maar dan met 150 en 100 liter warm water per dag.

Terugverdientijd bij 150 liter is: 13,2 jaar, of bij vervallen vastrecht: 12,6 jaar.

Terugverdientijd bij 100 liter is: 19,7 jaar, of bij vervallen vastrecht: 18,9 jaar.

De terugverdientijd is bij geringer warm water verbruik relatief lang, maar mogelijk wordt dit in de toekomst de terugverdientijd als de gasprijs (vooral de belasting op gas) nog verder gaat stijgen en dat lijkt realistisch gezien het beleid van de overheid dat we "van het gas af willen".

De terugverdientijd is bij gebruik van zonnepanelen flink lager. Meer informatie kan je in dit artikel lezen.

Terugverdientijd los boilervat in combinatie met cv-warmtepomp

Wanneer je een cv-warmtepomp gebruikt, of wil gaan gebruiken, voor het verwarmen van je woning, dan kan je aan die warmtepomp een los boilervat koppelen. Het tapwater wordt dan, net als bij een ventilatieluchtwarmtepompboiler, ook door een warmtepomp opgewarmd. Je hebt dan dus één warmtepomp die je woning en de boiler verwarmd.

De kosten van het boilervat is in vergelijking met een cv-ketel die het tapwater verwarmd, ook mogelijk terug te verdienen en is vergelijkbaar met een ventilatieluchtwarmtepompboiler. Dat komt doordat de COP waarde van beide type warmtepompen in de praktijk redelijk overeenkomen, dat is in ieder geval onze observatie na het bestuderen van een aantal warmtepompboilers.

De cv-warmtepomp zal normaal gesproken je woning verwarmen, maar als de temperatuur van de boiler te ver daalt, dan stopt hij tijdelijk het verwarmen van de woning en gaat de warmte naar de boiler toe.

Wanneer de warmtepomp goed gedimensioneerd is, zal deze voldoende tijd hebben om de woning en de boiler op temperatuur te houden. Bij een (te) krap bemeten warmtepomp die in een strenge winter al moeite heeft om de woning warm te houden, moet je die warmtepomp niet storen met het verwarmen van een boilervat, want dan zal de temperatuur in huis verder dalen. Want juist in de winter zal, bij een lucht/water warmtepomp, het opwarmen van de boiler meer tijd kosten dan bij hogere buitentemperaturen omdat het vermogen van een lucht/water warmtepomp lager wordt naarmate de buitenluchttemperatuur daalt. In dat geval is een ventilatieluchtwarmtepompboiler een mogelijke oplossing.

Wanneer is een ventilatieluchtwarmtepompboiler in het voordeel?

Normaal gesproken zal, bij gebruik van een warmtepomp voor het verwarmen van de woning, meestal gekozen worden om de boiler aan te sluiten op dié warmtepomp.

Maar zoals hiervoor beschreven, mocht die warmtepomp krap bemeten zijn, dan heeft een losse warmtepompboiler de voorkeur.

Kies je voor een monoblock warmtepomp, en komt de boiler op zolder te staan (in ieder geval niet op de begane grond), dan zullen extra cv-leidingen vanuit de monoblock warmtepomp getrokken moeten worden naar daar war de boiler komt te staan. Bij de boiler komt een driewegklep en je warmtepomp zal met de driewegklep het cv-water uit de monoblock door de boiler laten stromen of door je cv-installatie.

Wanneer die extra leidingen niet gewenst zijn, dan zullen de cv-leidingen doorgaans (maar afhankelijk van je cv-installatie) van je monoblock direct op de begane grond aan je cv-systeem gekoppeld kunnen worden.

De boiler op zolder zal dan zijn eigen ventilatieluchtwarmtepomp hebben (alternatief een buiten/buiten warmtepompboiler). Hét nadeel van deze oplossing is dat je het geluid van de compressor van de warmtepomp, die normaal gesproken buiten staat, nu naar binnen haalt.

Bij gebruik van een split-warmtepomp voor het verwarmen van een woning zal dit probleem minder spelen omdat tussen de buiten- en binnenunit geen dikke cv-leidingen maar relatief dunne koudemiddelleidingen gebruikt worden. En die zijn beter weg te werken dan dikke cv-leidingen.

Voordelen en nadelen t.o.v. cv-ketel die tapwater verwarmd

• bij gebruik van een monoblock geen extra dikke cv-leidingen naar zolder
• lagere energiekosten voor opwarmen warm water
• aanschafkosten, maar worden verlaagd door isde subsidie
• mogelijk iets sterkere ventilatie in huis, maar daardoor ook kwalitatief betere lucht
• opwarmen boiler kost meer tijd dan bij gebruik van de warmtepompboiler die je woning verwarmd (indien van toepassing)
• geluid
• extra ruimte voor warmtepomp en boiler
• boiler op, dan is hij ook echt op (cv-ketel geeft altijd warm water)

Aandachtspunten

• Kan het boilervat wel naar zolder? Is de opening voldoende groot? Is de draagkracht van de vloer voldoende voor een behoorlijk zware boiler?
• Een ventilatieluchtwarmtepomp met geïntegreerd boiler is esthetisch zeer fraai, maar een boilervat heeft niet het eeuwige leven. De kans bestaat dat het boilervat lek raakt en vervangen moet worden binnen de levensduur van de warmtepomp. De vraag of dit boilervat vervangen kan worden. Vaak zal een compleet nieuwe ventilatieluchtwarmtepompboiler aangeschaft worden. Bij gebruik van een los boilervat heb je dit probleem niet.
• Bij het afkoelen van de ventilatielucht zal condensvocht ontstaan, daarom heeft de warmtepomp een condenswateraansluiting. Dat water moet afgevoerd worden naar het riool. Een kleine rioolaansluiting met sifon is dus noodzakelijk in de buurt van de ventilatieluchtwarmtepompboiler.
• Een boiler vereist altijd een zogenaamde inlaatcombinatie óf een expansievat geschikt voor sanitair water.
• Meestal is een diëlektrische koppeling noodzakelijk tussen de wateraansluiting van de boiler en de waterleiding.
• De buis die de afgekoelde ventilatielucht via de dakdoorvoer naar buiten blaast wordt flink koud, daardoor kan (aan de buitenkant) condenswater ontstaan. Daarom zal die buis voorzien moeten worden van dampdichte isolatie.
• Het gebruik van geluiddemper tussen ventilatorbox en warmtepomp is sterk aan te raden om geluidoverlast via de luchtkanalen te reduceren.
• De warmtepomp mag tijdens transport meestal niet horizontaal vervoerd worden en als dit al mag is dit vaak beperkt tot "alleen dan als een bepaalde zijde naar boven wijst", soms is een beperkte hoek toegestaan (zoals nodig bij het vervoer door trappenhuis). Volg het schriftelijke advies van de fabrikant zonder enige terughoudendheid strikt op (heeft met de olie te maken in de warmtepomp).
• Bedenk dat de veel boilers (dus niet allemaal) een opofferingsanode hebben en die moet eens in de (circa) twee jaar vervangen worden. Voor het verwijderen van die anode is ruimte nodig, raadpleeg daarom de benodigde vrije ruimte in de installatiehandleiding. De boiler moet in dat geval (gedeeltelijk) afgetapt worden.
• Wanneer een afzuigkap boven de kookplaat is aangesloten op de mechanische ventilatie zal deze lucht vet bevatten. Overweeg dan een (extra) filter vóór de inlaat van de ventilatieluchtwarmtepomp om vervuiling van de verdamper te voorkomen (anders zal het rendement van de warmtepomp dalen en is regelmatig schoonmaken noodzakelijk). Of gebruik een recirculatie afzuigkap (soms is deze om te bouwen).
• Hoewel een beetje vreemd om het hier te vermelden, maar bij een binnenhuisluchtwarmtepomp is het meestal niet toegestaan deze aan te sluiten op de ventilatieluchtuitgang van de ventilatorbox.

Tip: douche-wtw

Wanneer je meestal van de douche gebruik maakt (en niet het bad, want dat gaat dit advies niet op), dan kan je haast 50% van de benodigde hoeveelheid warm water (dus energie) terugwinnen/besparen met een douche-wtw. Daardoor heb je minder liters warm water in je boiler nodig (kan dus bij aanschaf kleiner gekozen worden) of bij dezelfde inhoud kan de temperatuur van het boilerwater lager gezet worden waardoor de COP van de warmtepomp hoger zal zijn^[4] en is daarnaast de het stilstandverlies van de boiler kleiner.

Het is wel zo dat door het verminderde warmtwatergebruik de terugverdientijd van de ventilatiewarmtepompboiler zal toenemen en hoewel het milieu wint zal mogelijk je portemonnee verliezen.

Hoeveel warmte zit in ventilatielucht?

Tijdens het schrijven van dit artikel vroegen wij ons af, hoeveel warmte kan je aan ventilatielucht onttrekken? Dat hebben we berekend en is in dit artikel te vinden.