Warmtepomp Elektrisch Element: Bijverwarming bij Kou

Wat is het?

Een elektrisch element in een warmtepomp is een soort ingebouwde back-up verwarming. Het is een weerstand, vergelijkbaar met die in een waterkoker of broodrooster, die direct warmte genereert met elektriciteit.

Dit element springt bij wanneer de warmtepomp het alleen niet meer redt, zoals bij extreme kou. Het is geen vervanging van de warmtepomp, maar een nood- of bijverwarming. Je vindt het vaak terug in de binnenunit of in het buffervat. Het doel is simpel: zorgen dat je huis altijd warm wordt, ook als de buitentemperatuur ver onder nul daalt.

Hoe werkt het precies?

Je warmtepomp haalt normaal gesproken warmte uit de buitenlucht, de bodem of het grondwater. Dit proces wordt echter minder efficiënt naarmate het buiten kouder wordt.

Onder een bepaalde temperatuur, het omslagpunt, kan de warmtepomp niet genoeg warmte meer produceren om je woning comfortabel te verwarmen.

Op dat moment schakelt de regelaar automatisch het elektrische element bij. Dit element verwarmt direct het water in het verwarmingssysteem. Het is een heel andere, directere manier van verwarmen dan het warmtepompproces.

Zodra de buitentemperatuur weer stijgt en de warmtepomp voldoende capaciteit heeft, schakelt het element weer uit. Je merkt dit vaak aan een tijdelijke toename van het stroomverbruik. Het is een slimme, geautomatiseerde noodoplossing die voorkomt dat je in de kou komt te zitten.

De wetenschap erachter

De efficiëntie van een warmtepomp wordt uitgedrukt in de COP (Coefficient of Performance), zoals de COP bij 15°C. Een COP van 4 betekent dat de pomp 4 kWh warmte levert voor elke 1 kWh elektriciteit die hij verbruikt.

Deze COP is sterk afhankelijk van het optimale temperatuurverschil tussen de warmtebron en de afgiftetemperatuur.

Bij strenge vorst wordt dit temperatuurverschil te groot. De warmtepomp moet dan heel hard werken om het cv-water op bijvoorbeeld 45°C te krijgen vanuit -10°C buitenlucht. Zijn efficiëntie, oftewel de COP bij vrieskou, kan dan zakken naar 2 of lager.

Onder een ontwerptemperatuur, vaak rond de -5°C tot -10°C, wordt het onpraktisch of onmogelijk. Het elektrische element werkt volgens het principe van Joule-opwarming: elektrische stroom door een weerstand zet vrijwel 100% van de energie direct om in warmte. Het rendement is dus altijd 1 (ofwel 100%). Het is wetenschappelijk gezien een minder efficiënte manier van verwarmen, maar het lost wel het fysieke limiet van de warmtepomp op bij extreme kou.

Voordelen en nadelen

De voordelen:

• Comfortzekerheid: Het grootste voordeel is dat je gegarandeerd warm blijft, ongeacht hoe streng de winter wordt. Het systeem faalt nooit door kou.
• Eenvoudige installatie: Het element is vaak al geïntegreerd of eenvoudig toe te voegen. Het vereist geen extra buitenunit of complexe leidingen.
• Lagere initiële kosten: Je hoeft geen warmtepomp met overgedimensioneerde compressor te kopen voor die ene extreme koude week per jaar. Dit kan de aanschafprijs drukken.

De nadelen:

• Hoger elektriciteitsverbruik: Tijdens gebruik verbruikt het element veel stroom (vaak 3-9 kW), wat direct zichtbaar is op je energierekening. De COP is dan slechts 1.
• Minder duurzaam: Het gebruik van elektrische bijverwarming verhoogt je CO2-uitstoot, tenzij je volledig op groene stroom draait. Het ondermijnt deels het duurzame karakter van de warmtepomp.
• Kan een 'quick fix' zijn: Soms wordt het element gebruikt om een ondergedimensioneerde of verkeerd ingestelde warmtepomp te compenseren, wat wijst op een suboptimale installatie.

Voor wie relevant?

Het elektrische bijverwarmingselement is in de eerste plaats relevant voor huishoudens in regio's met strenge winters.

Denk aan hoger gelegen gebieden of landen met een continentaal klimaat waar temperaturen van -15°C of lager voorkomen. Ook voor mensen die absolute zekerheid willen, ongeacht de weersomstandigheden, is het een geruststellende optie. Het is verstandig als je warmtepompinstallateur het omslagpunt en het bijvermogen duidelijk berekent en bespreekt.

Daarnaast kan het relevant zijn bij renovatieprojecten waarbij de bestaande radiatoren niet voldoende zijn voor een lage-temperatuur warmtepomp. Het element kan dan als tijdelijke ondersteuning dienen totdat de afgifte is aangepast. Voor nieuwbouw met vloerverwarming en een goed geïsoleerde woning is het element in de praktijk vaak overbodig, omdat de warmtepomp zelfs bij strenge vorst voldoende capaciteit heeft.