HP-Launch geeft een slinger aan Nederlandse warmtepompontwikkeling

Nederland kent veel rij-woningen en twee-onder-een-kapwoningen. Het grootste deel van de woningvoorraad valt in deze categorieën, vertelt Rob ter Steeg van het lectoraat Meet- en Regeltechniek. Maar een goed alternatief voor aardgasverwarming hebben deze typen huizen niet. Daarom startte in 2018 het project HP-Launch (High Performance Little Air Unit Natural Charge Heatpump).

‘Toen wij begonnen met HP-Launch was de vraag: hoe krijgen we de warmtepomp breder in de markt?’, zegt Ter Steeg die tevens kartrekker is van het project. Het was duidelijk dat de luchtwarmtepomp een grote rol speelt in de energietransitie, als vervanging voor hr-ketels in Nederlandse woningen. Of als aanvulling daarop, in een hybride opstelling. Maar de bestaande technologie is niet ideaal.

Warmtepompen zijn doorgaans niet ontwikkeld voor Nederlandse woningen. Vooral als je ze vergelijkt met apparatuur die nu in Nederland gebruikt wordt voor verwarming, zijn veel warmtepompen geen aantrekkelijk alternatief. De hr-ketel - die in veel gebouwen wordt toegepast - is een prachtig stuk technologie, laat Ter Steeg weten. ‘En dat maakt het heel lastig als je iets anders wilt.’

‘We zijn een beetje verwend in Nederland. We hebben een heel klein apparaatje aan de muur hangen, en daar betalen we zo’n 1500 euro voor. Die levert onbeperkt warmte, onbeperkt warm tapwater en er gaat niet zoveel aan kapot. Hr-ketels hoeven slechts één à twee keer in het jaar onderhouden te worden.’

Om met hun warmtepomp – qua aantrekkelijkheid – in de buurt te komen van een hr-ketel, definieerden onderzoekers aan het begin van het project drie probleemgebieden. Ze keken naar de terugverdientijd voor de consument, integratie in Nederlandse woningen en de impact van koudemiddelen op het milieu. Ter Steeg legt uit welke keuzes zij hebben gemaakt op basis van deze thema’s:

1 - Terugverdientijd voor de consument
‘We blijven de sterke punten van de hr-ketel gebruiken; we hebben gekozen voor een hybride opstelling.’ Om een luchtwarmtepomp financieel aantrekkelijk te maken is het verstandig om gas nog niet helemaal in de ban te doen. Door op een aantal momenten - waarop een hoge watertemperatuur nodig is om het huis warm te krijgen - een ketel te gebruiken, is een veel kleinere en goedkopere warmtepomp nodig.

Het gas dat in de hybride opstelling wordt gebruikt hoeft overigens geen aardgas te zijn. Omdat er slechts kleine hoeveelheden gas nodig zijn om woningen het gehele jaar warm te houden, wordt biogas en waterstof ook aantrekkelijk. Ondanks het feit dat deze gassen schaarser zijn dan aardgas. Het is dus niet ondenkbaar dat de luchtwarmtepomp in de toekomst gekoppeld wordt aan een waterstof- of biogasketel.

De HP-Launch-warmtepomp kan tussen de 90 en 95 procent van de woningverwarming leveren, zonder dat deze onredelijk duur wordt. ‘We hebben gekeken naar de coefficient of performance (COP), die geeft aan hoeveel warmte een pomp levert en hoeveel elektrische energie daar naar verhouding voor nodig is. Hoe hoger de COP, hoe aantrekkelijker het is om van een warmtepomp gebruik te maken.’

Uit het onderzoek blijkt dat er op componentniveau weinig kostenbesparing mogelijk is. ‘We zien dat het heel lastig is om het rendement te verbeteren. Fabrikanten maken gebruik van componenten voor airco’s, die in grote aantallen gemaakt worden. Het lastige is: die componenten zijn niet alleen betaalbaar, die zijn technisch ook gewoon goed. Het is heel lastig om een verbetering door te voeren, dan neemt de prijs waarschijnlijk heel hard toe.’

‘Het grootste gedeelte van de reducering van de terugverdientijd hebben we gerealiseerd door de warmtepomp eenvoudig installeerbaar te maken in een Nederlandse woning, dat scheelt kosten. En hij is kleiner dan huidige hybride warmtepompen. Dat betekent dat ook de materiaalkosten lager zijn.’

2 – integratie in de Nederlandse woning
‘In Nederlandse woningen is over het algemeen weinig ruimte en de huizen hebben vaak kleine tuintjes, waardoor snel sprake is van geluidsoverlast.’ De HP-launch-warmtepomp werd zo ontwikkeld dat die op het dak geplaatst kan worden. Bijna alle apparatuur zit aan de buitenkant van de woning, waardoor die weinig extra zolderruimte in beslag neemt. En omdat de installatie op het dak zit, is geluidsoverlast beperkt.

Het dak zit bovendien dicht bij de bestaande leidingen en de cv-ketel. ‘We hebben de installatie vaak op zolder staan. Dat komt onder andere doordat de gasketel wijdverspreid is in ons land. Die wordt doorgaans op zolder geplaatst omdat daar vaak ruimte is onder het zadeldak. En omdat gas lichter is dan lucht, is dat een veilige opstelplek.’ Een kanttekening bij deze keuze: de pomp is niet om tapwater te verwarmen. Dat laatste zou betekenen dat er een watervat in huis geplaatst moet worden.

3 – Milieu-impact koudemiddelen
‘Tot slot hebben we gekeken naar natuurlijke koudemiddelen’, vervolgt Ter Steeg. ‘De middelen die op dit moment gebruikt worden in warmtepompen zijn schadelijk voor het milieu. Wij wilden gebruik maken van propaan. Dat is op zich een goed koudemiddel, het enige probleem is de brandbaarheid. Maar die kun je op een goede manier ondervangen door weinig koudemiddel te gebruiken.’ Voor de HP-Launch-warmtepomp is zo’n 150 gram koudemiddel nodig, ongeveer de inhoud van een frisdrankglas.

Ter Steeg is al met al tevreden met de resultaten uit het project. Het consortium heeft een groot deel van de gestelde doelen bereikt. Er is een financieel en technisch aantrekkelijk alternatief ontwikkeld voor bestaande warmtepompen, waar marktpartijen en onderzoekers op kunnen voortbouwen. ‘Als consortium kunnen we tevreden zijn met wat we bereikt hebben. We zijn ambitieus begonnen, daardoor was het lastig om alle doelen te realiseren, maar we zijn een heel eind gekomen.’

De potentie van de HP-Launch-warmtepomp wordt niet alleen door onderzoekers gezien. Gedurende de looptijd werden meerdere bijeenkomsten georganiseerd waar onderzoekers voorlopige resultaten van het project deelden. De in Nederland sterke sector van producenten van verwarmingsapparatuur was hierbij goed vertegenwoordigd. Warmtepompontwikkelaars, en andere marktpartijen, leverden input en stuurden het project indirect bij.

Er stond ook een eindbijeenkomst op de planning, waar de HP-Launch-warmtepomp gepresenteerd zou worden en onderzoeksresultaten gedeeld zouden worden. Door de coronacrisis is deze bijeenkomst afgelast. In plaats hiervan is gedetailleerde informatie over HP-Launch te vinden op de website van de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen, op de webpagina’s van het lectoraat Meet- en Regeltechniek.