De propaan lucht/water warmtepomp wordt volop gepromoot. Het zou een directe vervanger zijn van de cv-ketel op radiatoren, want deze warmtepomp kan met gemak cv-water van 75 °C maken. Propaan is een natuurlijk koudemiddel met een lage GWP en lijkt een wonderapparaat. Maar pas op! Hij kan inderdaad als directe vervanger voor een cv-ketel gebruikt worden, maar ook bij deze warmtepomp geldt: hoe hoger de te maken temperatuur, hoe hoger het energiegebruik. Want wat is de COP en het vermogen van deze warmtepomp bij zo'n hoge temperatuur? Fabrikanten zwijgen er over en dat heeft uiteraard een reden. Die COP is namelijk niet erg hoog bij hoge cv aanvoertemperaturen.
Op vakbeurzen, persberichten en brochures buitelen fabrikanten van lucht/water warmtepompen met propaan (R290) over elkaar heen met de hoogste watertemperatuur. Het cv-water opwarmen tot 70 of zelfs 75 °C is geen enkel probleem. Ze worden dan ook hoogtemperatuurwarmtepompen genoemd die prima radiatoren in bestaande woningen kunnen verwarmen. En dat is ook zo. Alleen verteld niemand je met welk rendement de warmtepomp dat doet bij zo'n hoge watertemperatuur.
Maximale watertemperatuur
De COP die een propaan warmtepomp bij de standaard meetconditie A7/W35 (7 °C buitentemperatuur bij 35 °C afgifte) haalt, is prima en meestal net een fractie hoger dan die van een lucht/water warmtepomp met een F-gas als koudemiddel. Met R290 gaat de COP bij deze conditie vlot naar de 4,5 of 5,0. Een cv-watertemperatuur van 35 °C is echter ver verwijderd van de maximale watertemperatuur van 75 °C die fabrikanten graag communiceren. De vraag is wat de COP daarbij is en dan ook bij een buitentemperatuur van -7 °C, want dat is de buitentemperatuur waarbij je wellicht 75 °C nodig hebt.
Aanvoertemperatuur van 35 °C
Uit bestudering van installatiehandleidingen en specificatieoverzichten van in Nederland verkrijgbare R290 warmtepompen blijkt dat een afgiftetemperatuur van 55 °C zo af en toe nog wel genoemd wordt, maar meestal vinden leveranciers een aanvoertemperatuur van 35 °C voldoende. Je mag blij zijn als er een brontemperatuur van onder het vriespunt wordt vermeld. Als voorbeeld hebben we een propaanwarmtepomp die bij A-7/W55 een COP van 2,67 heeft. Bij die temperatuur is dat een prima waarde. Bij A7/W35 is de COP volgens de fabrikant 5,52. Van zo'n machine zou je dus ook bij 75 °C een redelijke COP mogen verwachten, maar welke? Dat wordt helaas niet vermeld.
Vermogen, vermogen en vermogen
Een bel en mailrondje langs producenten en importeurs maakt je niet veel wijzer. Het lijkt wel alsof ze het zelf niet eens weten. Fabrikanten geven ook niet standaard aan wat het afgegeven vermogen bij A-7/W70 of A-7/W75 is. Bijzonder, want die informatie is belangrijk om een vermogen te kiezen dat een woning of bedrijfspand nodig heeft bij die lage buitentemperatuur. Uit eigen metingen blijkt echter dat het afgegeven vermogen meer dan halveert en het opgenomen elektrische vermogen sterk stijgt en dat zorgt voor een hoog stroomverbruik. Met het overvolle stroomnet en te verwachten energiekosten zijn dit toch wel belangrijke aandachtspunten.
Wat is dan de COP bij 75 °C?
Uiteraard zijn de gegevens wel bekend. Als je specifiek doorvraagt, dan krijg je wel degelijk de benodigde gegevens. Om een ontwerp te kunnen maken en een energetische + elektrotechnische beoordeling zijn deze ook noodzakelijk. Zo werd ons gevraagd een voorstel te maken voor een kantoorpand met een benodigd maximaal verwarmingsvermogen van 70 kW bij een buitentemperatuur van -7 °C. De maximaal benodigde aanvoertemperatuur bedroeg 70 °C. Bij de selectie van een merk en type warmtepomp is het handig om te weten hoe deze functioneert bij deze condities. De COP van de geselecteerde warmtepomp met propaan als koudemiddel bleek bij deze condities 1,75 te zijn en dat is een stuk lager dan de 4,98 die het is bij 7/35. Ook het geleverde thermische vermogen is een factor 0,7 lager bij -7 °C dan bij + 7 °C.
Is zo'n lage COP erg?
Ja en nee. De afgelopen jaren hebben we gelukkig niet vaak een buitentemperatuur van -7 °C gehad. Maar voor een aantal weken achter elkaar is dat in Nederland best mogelijk. Als je warmtepomp dan constant met een hoge temperatuur moet werken, dan zal je elektriciteitsverbruik in die periode zeker ook hoog te noemen zijn. Of dat erg is, is afhankelijk van de prijs die je ervoor betaald, welke alternatieven er zijn en of de primaire energie die je nodig hebt duurzaam geproduceert is. En natuurlijk of ons elektriciteitsnet in de straat de benodigde energie kan transporteren. Wij willen altijd een installatie realiseren die zo min mogelijk energie nodig heeft en dan blijft het bij een warmtepomp belangrijk om de benodigde aanvoertemperatuur cv zo laag mogelijk te houden. Lage temperatuur verwarming blijft bij warmtepompen dan ook altijd een pré.
Test opstelling lucht/water warmtepompen
Bij de afdeling Installatie- en Koudetechniek van Techniek College Rotterdam hebben we een test-/onderzoekopstelling voor warmtepompen gerealiseerd. Deze gebruiken we zelf, onder andere voor onderwijs en cursussen. De buitendelen van de lucht/water warmtepompen staan opgesteld in een klimaatcel waarin buitentemperaturen gesimuleerd kunen worden tussen -10 °C en 35 °C. Door de energiestromen te meten zijn de rendementen bij de verschillende condities goed te bepalen.
