OliNo

Duurzame Energie

Op naar een zo hoog mogelijk COP-getal

Geplaatst door Tammo Wuite in Energiebesparing
Tags:
Geef een reactie

Bij vergelijking van een bodem-warmtepomp met een lucht-warmtepomp kom ik hier tot de conclusie dat – indien de keuzevrijheid er voor is – de keuze voor een bodem-warmtepomp de beste keuze is. In dit artikel uitleggen waarom dat zo is.

Helaas is er in een aantal gevallen deze keuzevrijheid niet doordat op de betreffende locatie b.v.:
– een verbod geldt om in de grond te boren met het doel de drinkwaterkwaliteit te beschermen
– het betreffende huis niet beschikt over nabij liggend vrij beschikbaar grondoppervlak.
(Het woord warmtepomp wordt in de tekst hierna verder verkort aangeduid met wp; meervoud wpn.)

Wanneer, uitgaande van vergelijkbare randvoorwaarden, een bodem-wp met een lucht-wp vergeleken wordt, dan heeft de bodem-wp de volgende voordelen boven de lucht-wp:

  • een bodem-wp gebruikt ca. 40% minder elektrische energie
  • de bodem-wp heeft, gezien over langere termijn, een klein maar onderscheidend financieel voordeel; dit voordeel loopt op naarmate de prijs voor elektra in de toekomst oploopt, zoals te verwachten is;
  • het piekvermogen dat een bodem-wp in de winter opneemt is ca. 2,7 x zo klein;
  • een bodem-wp is structureel eenvoudiger van bouw en heeft daardoor, bij gelijke schaal van productie en verkoop, een lagere intrinsieke kostprijs;
  • met een bodem-wp is koeling van een huis technisch redelijk eenvoudig en goedkoop mogelijk door passieve koeling toe te passen; het meer energie consumerende actief koelen is hier niet nodig
  • een bodem-wp heeft géén risico van geluidsoverlast.

Inhoudsopgave

1. Inleiding
2. Over deze verslaglegging
2.1 Probleemstelling
2.2 Afbakening, stijl en details van deze verslaglegging
3. Over warmtepompen
3.1  Warmtepompen algemeen
3.2  COP
3.3  Lucht-wp
3.4  Bodem-wp
a. De (verticale) toestroom van warmte vanuit de aarde is te verwaarlozen.
b. Warmtestroming in de bodem door geleiding is heel traag.
c. Kunstmatige opwarming van bodemtemperatuur is mogelijk.
d. De (horizontale) stroming van grondwater speelt een rol.

4. Vergelijking bodem-wp versus lucht-wp
4.1  Uitganspunten van vergelijking
4.2  Technische- en kostprijsvergelijking van de 2 typen wpn
4.3  Vergelijking van afnamepatroon voor energie voor de 2 typen wpn op piekmomenten
4.4  Vergelijking van elektraverbruik over een heel jaar
4.5  Kosten vergelijking 2-typen wpn
4.6  Overige vergelijking tussen de 2-typen wpn

Lees hier het hele artikel: Op naar een zo hoog mogelijk COP-getal (PDF)

15 Reacties to “Op naar een zo hoog mogelijk COP-getal”

  1. Mattias Says:

    Sorry, ik heb het enkel nog maar heel diagonaal kunnen lezen, maar is het niet vreemd dat ik nergens “isolatie” en “luchtdichtheid” terugvind? Als je bv. een passiefhuis hebt, dan kan de lucht-wp mss de betere keuze zijn.

    Het lijkt een beetje alsof je kijkt of een elektrische of een fossiele auto de betere, financiële keuze is. Maar als blijkt dat je op 5 km van je werk woont, dan zou ik toch de fiets aanraden ;-). Goed voor milieu, gezondheid én de portemonnee.

  2. Stefan Says:

    Hallo Tammo,

    Met veel interesse je stuk gelezen en op de meeste punten volledig mee eens.
    Ik zie volgens mij ergens een rekenfout: Hoofdstuk 4.5 berekening van boormeters “6,7 KW x 27” moet volgens mij 6.7 KW gedeeld 27 watt opbrengst per meter zijn waardoor je dus op 250 boormeters komt á 30€ = 7500€.
    Verder doorrekenen maakt de cijfers anders en het plaatje iets minder gunstig maar nog wel de moeite waard.

  3. Stefan Says:

    Herstel op de vorige reactie, de berekening is wel juist maar de aanname van 37W warmteopbrengst per boormeter, zowel als de boorprijsmeter van 30euro is afhankelijk van de lokale situatie en kan het kostenplaatje er anders uit zien.

  4. Tammo Says:

    Hallo Stefan,
    Ik begrijp dat je de gebruikte getallen van warmteopbrengst van 37 w/m1 en boorprijsmeter van 30 E/m1 mogelijk (iets) te optimistisch vind. Echter deze getallen heb ik tijdens een bezoek aan twee eigenaren van een bodem-wp mondeling vernomen De indruk die ik van deze 2 bodem-wwpn had, was dat deze (zeer) professioneel waren gedimensioneerd en aangelegd (hier zijn geen “knollen voor citroenen” verkocht).
    Moet nog benadrukken dat ik het verhaal opgezet heb vanuit een Eindhovense setting (zie p. 4 van dit verhaal). Realiseer mij dat dit van plaats tot plaats (waarschijnlijk ook binnen Eindhoven) meer of minder sterk kan wisselen.
    Verder is mijn verhaal niet bedoeld als een soort ontwerp voor individuele installaties maar als (maatschappelijke) pleitbezorger voor AANSCHAF VAN EEN BODEM-WP boven aanschaf van een lucht-wp.

  5. Zwerius Kriegsman Says:

    Hallo Tammo,
    Interessant verhaal.
    Ik zie echter dat je (voor de lu/wa-WP) op een paar plaatsen er van uit gaat, dat je de jaargemiddelde buitentemperatuur gebruikt, voor het bepalen van de SCOP.
    Dat is onjuist.
    Op deze manier hou je geen rekening met het feit, dat de COP bij dalende buitentemperatuur ook daalt.
    Bij dalende buitentemperatuur heb je dus enerzijds meer elektriciteit nodig omdat je transmissieverlies toeneemt, maar je hebt ook nog eens extra nodig omdat de COP van je warmtepomp daalt.
    Wat je dus zou moeten doen is kijken naar de elektriciteitsverbruiken op basis van de geldende COP’s in meerdere temperatuurbins (temperatuurtrajecten).
    Dus bijvoorbeeld:
    (aantal uren per jaar temp tussen -12 en -10)*(geldende COP tussen -12 en -10) + (aantal uren per jaar temp tussen -10 en -8)*(geldende COP tussen -10 en -8) + (aantal uren per jaar temp tussen -8 en -6)*(geldende COP tussen -8 en -6) + enz. (tot bijv. +16°C of andere stookgrens) / aantal uren per jaar CV in bedrijf.
    Ik ben even uitgegaan van temp. bins van 2°C breedte. Het kan nauwkeuriger met bins van 1°C breedte of minder nauwkeurig met bins van bijv. 4°C breedte.
    Probleem is, dat de meeste WP-leveranciers niet voor heel veel verschillende buitentemperaturen COP cijfers opgeven. Maar je kunt soms de cijfers die ze wel opgeven in een grafiek zetten (in EXCEL) en daar een curve doorheen trekken, waarbij je dmv interpolatie en extrapolatie zelf wel ongeveer kunt bepalen welke waardes je moet aanhouden voor de niet opgegeven punten.
    Maar als je echt een zuinige installatie hebt, is natuurlijk de watertemperatuur van je verwarmingssysteem ook nog eens niet constant, maar afhankelijk van de buitentemperatuur.
    Uiteraard moet je dat ook meenemen met de COP bepaling voor de verschillende punten.
    Als je op bovenstaande manier de berekening uitvoert, zul je zien dat de werkelijke SCOP (helaas) wat lager uitvalt dan met jouw rekenmethode.
    In feite moet je hetzelfde ook doen voor een bodem WP, want ook daar variëren zowel afgifte-temperaturen aan het CV-deel en ook de temperatuur in je bodemlus wordt ’s winters lager dan in voor- en najaar.

  6. Tammo Says:

    Hallo Zwerius,
    Als gevolg van een enigszins onduidelijke tekst in mijn verhaal op p. 15, is er een misverstand ontstaan.
    Onder punt 4.4 “Vergelijking van elektraverbruik over een heel jaar” wordt hier de suggestie gewekt dat de betreffende wpn gedurende het gehele jaar draaien. Dat is natuurlijk niet zo. Die draaien alleen maar in de winter, zoals op p. 8 van mijn verhaal bij punt 3.3 is te lezen. De onderliggende berekening van de gemiddelde waarde van T1 = 6,1 0C, is hier gebaseerd op de uurgegevens (ca.3.965x per jaar met nauwkeurigheid van 1 plaats achter de komma) over de WINTERMAANDEN over 9 jaar.
    In deze berekening is echter nog geen rekening gehouden met een stookgrens. Wanneer ik de berekening uitvoer met een stookgrens van 18 gr. kom ik uiteraard lager uit op T1 = 5,9 0C.

  7. Frans van Beek Says:

    Hallo Tammo,
    Ik ben het helemaal met je eens, ik denk zelf aan een warmtenet dat wordt aangelegd met een watertemperatuur van 12 graden, waarvan gebruikers van een warmtepomp hun warmte kunnen aftappen. De voordelen van een dergelijk warmtenet zijn dat de leidingen niet geissoleerd hoeven worden en niemand meer boorputten hoeft te maken.
    Het warmtenet is dus in feite een waterleiding waardoor constant water van 12 graden doorstroomt, daarvoor zou je in principe de overbodige gasleidingen voor kunnen gebruiken.

  8. Tammo Wuite Says:

    Hallo Frans,
    Ik ben heel blij met jouw reactie. Ik ben van mening dat jij met je opmerking de spijker precies en hard op de kop slaat.
    Ik merk op dat deze optie erg aantrekkelijk is, maar helaas (nog) niet echt in de belangstelling staat.
    Kunnen wij gezamenlijk proberen hierin verandering te brengen??
    Tammo Wuite, Eindhoven

  9. Conny Sibens Says:

    Vanwege corona werk ik veel thuis,nu en in de toekomst.
    Om de energierekening te drukken dacht ik er aan om de verlichting in mijn spotjes te vervangen door ledlampjes met dimmers.
    Marcel heeft mij hierin heel goed geïnformeerd. Hij had veel verschillende soorten lampjes waaruit ik goed kon kiezen.
    Het resultaat is super, mooie warme kleuren en ze geven nog meer licht dan voorheen.
    Het is precies geworden zoals ik in gedachten had.
    Marcel heel erg bedankt voor je advies.

  10. Andre iNaturalist.org Says:

    Ze gaan het water uit het ReitDiep halen..dus dan zal het water toch rond de 12 graden zijn ? https://grunnegerpower.nl/wp-content/uploads/2020/11/20201127-Bewonersbrief-Vinkhuizen.pdf https://www.dvhn.nl/groningen/WarmteStad-maakte-275-miljoen-verlies-onder-meer-door-de-zachte-winter-25394631.html

  11. Tammo Wuite Says:

    Hallo Andre,

    Dat de temperatuur (in de winter ga ik vanuit) van het Reit Diep 12 graden zou zijn, is m.i. absoluut niet realistisch.
    Zie b.v. de eerste figuur op: https://www.wikibodemenergie.nl/inhoudsopgave/gesloten_bodemenergiesystemen/ontwerp-gesloten-bodemenergiesystemen/geologische_en_geo-thermische_parameters/bodemtemperatuur/

    Alhoewel deze figuur betrekking heeft op de temperatuur over het jaar heen van grond en niet van oppervlaktewater, zal dat nauwelijks iets uitmaken. Tot een diepte van 10 – 15 m wordt zal de temperatuur van grond en oppervlaktewater zeer sterk gedicteerd worden door(/bijna identiek zijn aan) de temperatuur van de buitenlucht. De prestatie van zo’n systeem zal derhalve niet veel beter zijn dan van een ordinaire lucht-wp.

    Indien er verdere vragen bij jullie zijn, wil ik graag proberen deze met jullie te beantwoorden.

    Tammo Wuite

  12. Gian Sterken Says:

    Hey Tammo, is er een manier om met elkaar in contact te komen? Ik woon in Eindhoven en ben onder de indruk van je werk en grondboorinstallatie. Hoor graag of je openstaat om eens te sparren over de mogelijkheden. Groet, Gian

  13. peter hagenaars Says:

    hoi tammo ben geintreseert in je boorinstallatie.en wil er zelf ook een gaan aanleggen. ben zelf handig met metaal misschien kan ik iets voor je betekenen.

  14. Tammo Wuite Says:

    Hallo Peter,

    Gezien de regelgeving hier omheen is de/onze insteek van ‘eenvoudig’ boren, vooralsnog, veranderd van zelf boren naar ‘officieel’ boren welke overal toegepast kan worden. Met overal wordt hier bedoeld zandige/veenachtige niet-steenachtige grond.
    Met drie andere personen, werk ik nu in informeel verband samen om zo’n boormethode verder te ontwikkelen en die aan de volgende kenmerken moet voldoen:
    + boring is gericht op een gesloten bodemsysteem met bodemlus met water zonder antivries toevoegingen zoals glycol
    + lichte apparatuur die eventueel door voordeur en gang naar achtertuin kan;
    dus beslist géén zware voertuigen op rupsbanden; apparatuur en materialen moeten passen in een installatie-bus of bakwagen; geen dieplader /vrachtwagen nodig
    + max ca. 80 m diep
    + bij de boring geen gebruik van stoffen anders dan water
    + aankoersen op een zo klein mogelijke boordiameter van max. 60 – 70 mm; in vergelijking met bestaande boortechnieken met diameter in de range van 120 -200 mm kan dit daarom eerder aangeduid worden met ‘chirurgisch’ boren
    + moet fors goedkoper (>30%) zijn dan bestaande methodieken van boren
    + nog volstrekt hypothetische mogelijkheid (alhoewel; als je met de apparatuur door de voordeur naar binnen en via de achterdeur naar buiten zou kunnen, is dit hypothetische niet hypothetisch meer): in huis boren door de vloer van de begane grond heen (hierdoor zijn uiteraard enkele leuke voordelen te halen).
    + uiteraard conform alle regelgeving (SIKB)
    Indien deze methode echt operationeel gemaakt zou kunnen worden, heeft dit grote voordelen voor de energietransitie voor met name het deel binnen de sector Gebouwde Omgeving (ca. 7 miljoen huizen moeten voor 2050 van het aardgas af).
    Inmiddels zijn wij al enige tijd aan het nadenken in hoeverre de technische knelpunten voor de gebruikte boormethode, kunnen worden weggenomen. Zelf ben ik er inmiddels van overtuigd dat de kans om deze methode tot een bruikbare methode te ontwikkelen zeer groot is.

  15. peter hagenaars Says:

    hoi tammo ik ben altijd lasser geweest misschien kan ik meedenken bij de technische knelpunten en iets bouwen samen

Geef een reactie

WP Theme & Icons by N.Design Studio
Gebruiksvoorschriften | Privacybeleid Adverteren Entries RSS Comments RSS Log in