Is een warmtepomp winstgevend? Als je onderzoek doet naar warmtepompen, vooral met het oog op rendement, zul je al snel de term COP tegenkomen. Maar wat betekent COP precies en wat onthult het over de prestaties van de warmtepomp? En, misschien nog belangrijker, is COP wel een volledige maatstaf? Hieronder vind je alles wat je moet weten over COP en SCOP. Hoewel het veel lijkt, is het eigenlijk eenvoudiger dan je denkt.
Wat is cop?
COP staat voor Coëfficiënt Of Performance, wat eenvoudig vertaald kan worden als ‘prestatiegetal’ of ‘rendement’. Een hogere COP duidt op een beter rendement en dus een efficiëntere werking van de warmtepomp. In feite reflecteert de COP het technische rendement, aangezien het de verhouding betreft tussen de geleverde energie (de afgegeven warmte) en de gebruikte energie (elektriciteit). We zullen later in dit artikel ingaan op het financiële rendement.
Berekenen van de cop
De formule om de COP te berekenen is heel eenvoudig:
COP = Geleverde energie (warmte) : verbruikte energie (elektriciteit)
In een rekenvoorbeeld ziet het berekenen van de COP er als volgt uit: Stel dat een warmtepomp 6 kWh warmte levert en daarvoor slechts 1 kWh elektriciteit verbruikt. De COP van deze warmtepomp is dan 6, wat feitelijk overeenkomt met 600%. Het is echter belangrijk om op te merken dat deze waarde altijd geldig is onder specifieke omstandigheden, namelijk de temperaturen van de warmtebron van de warmtepomp en het afgiftesysteem.
Verschilt de COP per warmtepomp?
Ja, dat klopt, want de COP wordt beïnvloed door verschillende factoren. De twee belangrijkste invloeden op de COP zijn de toegepaste technieken en componenten in de warmtepomp. Een andere invloed heeft te maken met twee temperaturen: de temperatuur aan de bronzijde en de temperatuur aan de afgiftekant van de warmtepomp. Bij warmtepompen worden vaak meerdere COP-waarden vermeld om bijvoorbeeld het rendement aan te geven bij een cv-temperatuur van 35 °C of van 45 °C.
Om betrouwbare COP-waarden te verkrijgen, worden warmtepompen getest volgens gestandaardiseerde normen. In laboratoriumomstandigheden wordt onder vastgestelde brontemperaturen en afgiftetemperaturen nauwkeurig gemeten hoeveel elektriciteit een warmtepomp verbruikt en hoeveel warmte hij levert. Daarom is het belangrijk om altijd naar de bijbehorende temperaturen te kijken bij een opgegeven COP.
Als de COP van een warmtepomp onder dezelfde omstandigheden (inclusief dezelfde temperaturen) hoger is dan die van een andere warmtepomp, betekent dit dat het ontwerp van de warmtepomp en de gebruikte onderdelen beter zijn. Meestal is een kwalitatief betere warmtepomp ook iets duurder, maar je krijgt dan wel een hoger rendement gedurende de gehele levensduur van de warmtepomp.
Welke COP moet ik overwegen bij het kopen van een warmtepomp?
Bij verschillende soorten warmtepompen worden vaak diverse COP-waarden vermeld. Over het algemeen geldt: hoe kleiner het temperatuurverschil tussen de warmtebron van de warmtepomp en het afgiftesysteem, hoe hoger de COP, oftewel het rendement. Dit is logisch: als de warmtepomp de temperatuur van de warmtebron slechts met 25°C hoeft te verhogen, vergt dit minder inspanning dan wanneer dit 50°C is. Daarom zal je merken dat de COP bij een warmtebron van 0°C en een cv-temperatuur van 35°C hoger is dan bij dezelfde warmtebron, maar met een cv-temperatuur van 45°C.
Het hoogste rendement, oftewel de hoogste COP, wordt behaald bij een zo laag mogelijke cv-temperatuur. Daarom is het gunstig om een warmtepomp te gebruiken in combinatie met vloerverwarming of laagtemperatuur (LTV) convectoren. Zelfs bij een woning met radiatoren is een warmtepomp vaak een optie. Er bestaan namelijk warmtepompen voor hoge temperaturen die een maximale cv-aanvoertemperatuur van 70°C tot 75°C kunnen leveren. De COP bij deze hoge aanvoertemperatuur is logischerwijs hoger dan bij een warmtepomp die slechts een cv-aanvoertemperatuur van 55°C of zelfs 35°C nodig heeft. Eventueel kunnen enkele radiatoren worden vervangen door grotere exemplaren om de benodigde temperatuur te verlagen en daarmee het rendement te verhogen. Ook zijn er radiatorventilatoren op de markt die onder de radiatoren kunnen worden geplaatst, waardoor met een lagere cv-temperatuur een hoger vermogen kan worden geleverd.
Bij vloerverwarming is het daarom raadzaam om te kijken naar de COP bij een cv-temperatuur van 35°C, terwijl bij een systeem met radiatoren bijvoorbeeld wordt gekeken naar 45°C of 55°C. Omdat elk huis uniek is, zal het rendement in de praktijk voor elke situatie verschillen.
Op welke manier kun je de COP van een warmtepomp vergelijken met die van een gasgestookte cv-ketel?
Het rendement van een cv-ketel kan worden bepaald met dezelfde formule. Hierbij wordt gekeken naar de energie die erin gaat, waarbij gas wordt gebruikt in plaats van elektriciteit. Bij een cv-ketel wordt echter alleen gesproken over rendement, niet over COP.
Rendement (COP) = Geleverde energie (warmte) / Verbruikte energie (gas)
Aangezien er altijd wat warmte verloren gaat door de schoorsteen, ligt het rendement van een cv-ketel altijd lager dan 100%. Bij een moderne HR-ketel is dit rendement ongeveer 95%.
Waarom wordt er dan soms een rendement van 105% genoemd bij een ketel? Dit komt doordat de gecondenseerde rookgassen apart worden meegerekend. Als de warme rookgassen in de wisselaar bij een lage temperatuur condenseren, komt er in theorie 10% extra energie vrij, die men toevoegt aan de 95% van de pure verbranding: 95% + 10% = 105%. Om de volledige 10% extra energie te krijgen, moet de cv-aanvoertemperatuur ongeveer 35°C zijn, wat echter in de praktijk maar zelden voorkomt.
Impact van isolatie op de COP
De isolatie van een woning heeft geen directe invloed op de COP. Het rendement van een warmtepomp hangt namelijk af van de bron- en cv-temperaturen en niet rechtstreeks van de isolatie van de woning. Echter, isolatie speelt wel een indirecte rol bij een warmtepomp. Hoe slechter een huis geïsoleerd is, des te groter het vereiste vermogen van de warmtepomp en des te hoger de kosten van de benodigde warmtepomp zullen zijn. Verbeterde of goede isolatie van een woning kan resulteren in de installatie van een kleinere warmtepomp en meestal het gebruik van lagere verwarmingstemperaturen, zoals bij vloerverwarming.
Het is echter niet gegarandeerd dat een (zeer) goed geïsoleerd huis altijd een geschikte cv-installatie heeft voor een warmtepomp. In een dergelijk huis kunnen bijvoorbeeld kleine radiatoren zijn geplaatst die in de winter net voldoende warmte leveren bij een cv-temperatuur van 80 graden, wat weer ongunstig is voor de toepassing van een warmtepomp. Kortom, bij het overwegen van een warmtepomp is het essentieel om de complete situatie te beoordelen, inclusief de isolatie, de benodigde capaciteit van de warmtepomp (in kW) en het cv-afgiftesysteem.
Wat is SCOP?
De COP wordt vastgesteld bij een vaste bron- en afgiftetemperatuur, waardoor warmtepompen onderling goed kunnen worden vergeleken. In de praktijk werkt een warmtepomp echter zelden met exact dezelfde temperaturen, waardoor de COP een goede indicatie geeft van het rendement, maar niet precies accuraat is. Omdat de bron- en cv-temperaturen gedurende het stookseizoen variëren, is de SCOP bedacht: de Seasonal Coëfficiënt of Performance.
De SCOP is in wezen hetzelfde als de COP, maar het houdt rekening met de temperatuurfluctuaties gedurende een seizoen, waardoor een gemiddelde COP over een jaar en op een specifieke locatie in Europa wordt weergegeven. Vanwege de variabele winters in Europa zijn er drie klimaatzones gedefinieerd: koud, gemiddeld en warm. Op de energielabels van warmtepompen staat aangegeven in welke klimaatzone een bepaald deel van Europa valt. Nederland valt in de categorie ‘gemiddeld klimaat’.
Bij het berekenen van de SCOP wordt het stookseizoen opgesplitst in korte perioden, waarbij enkele periodes midden in de winter erg koud zijn, bijvoorbeeld -7°C, terwijl andere periodes voor en na het seizoen minder koud zijn, bijvoorbeeld +7°C. Bij het opgeven van de SCOP wordt het deel van Europa vermeld waarvoor deze geldt, samen met de cv-aanvoertemperatuur die overeenkomt met het gekozen afgiftesysteem. In Nederland, bijvoorbeeld, wordt voor vloerverwarming meestal gekeken naar de opgegeven SCOP voor het gemiddelde klimaat bij 35°C. Daarnaast wordt ook een SCOP vermeld bij 55°C, de andere standaardtemperatuur waarvoor de SCOP wordt opgegeven.
Factoren die de COP beïnvloeden:
- De warmtepomp zelf: Een beter ontwikkelde warmtepomp resulteert doorgaans in een hogere COP of SCOP.
- Het verschil tussen de bron- en cv-temperaturen: Hoe kleiner dit verschil, hoe hoger de COP. Het is daarom essentieel om de warmtepomp goed af te stemmen op het bron- en cv-afgiftesysteem.
- Het type bron: De keuze van de bron heeft ook invloed op de COP. Bijvoorbeeld, een bron met een hogere temperatuur, zoals grondwarmte in vergelijking met buitenlucht (in de winter), zal de COP positief beïnvloeden.
- Het type cv-systeem: Aansluiting op vloerverwarming of laagtemperatuurconvectoren zorgt voor een lagere cv-temperatuur, wat resulteert in een hogere COP. Bij radiatoren is vaak een hogere cv-aanvoertemperatuur nodig, wat de COP verlaagt.
- Het verwarmen van warm water met een warmtepomp vereist een hogere temperatuur en kan het moeilijker maken om een hoge COP te bereiken. Speciale warmtepompboilers, die bijvoorbeeld werken met buitenlucht of ventilatielucht, halen echter nog steeds een aanzienlijke COP van 3,8.
- Juist onderhoud en correcte bediening spelen ook een rol. Regelmatig onderhoud en inspectie zijn belangrijk. Vervuilde filters kunnen bijvoorbeeld een negatieve invloed hebben op de COP. Als gebruiker kun je sommige aspecten, zoals het controleren en tijdig vervangen van filters bij een ventilatielucht/water warmtepomp, zelf bijhouden.