Warmtepomp Elektrisch Element: Bijverwarming voor Koude Dagen
Wat is het?
Een elektrisch element voor je warmtepomp is een soort ingebouwde noodverwarming. Je kunt het zien als een krachtige elektrische weerstand, vergelijkbaar met die in een waterkoker of broodrooster.
Het wordt geïnstalleerd in het watercircuit van je warmtepompsysteem. Deze bijverwarmer springt automatisch bij wanneer de warmtepomp het alleen niet meer redt. Dat gebeurt vooral tijdens extreme koude dagen, wanneer de buitentemperatuur flink onder nul duikt.
Het element zorgt er dan voor dat je huis comfortabel warm blijft en je tapwater op temperatuur komt. Het is dus geen vervanging van je warmtepomp, maar een aanvulling erop.
Het fungeert als een soort vangnet voor de koudste periodes van het jaar.
Zo geniet je het hele jaar door van de efficiëntie van een warmtepomp, zonder in te leveren op comfort.
Hoe werkt het precies?
Het elektrisch element wordt meestal ingebouwd in de buffertank of het voorraadvat van je warmtepompinstallatie. Wanneer de warmtepomp de gevraagde temperatuur niet kan halen, stuurt de regelaar een signaal naar het element.
Dit element warmt dan direct het water in het vat op. Je merkt er zelf weinig van; de omschakeling gebeurt automatisch. De regeling is zo ingesteld dat het element pas inschakelt als het echt nodig is.
Zo wordt er zuinig omgegaan met elektriciteit en wordt het alleen gebruikt als laatste redmiddel.
De rol in het systeem
Het vermogen van zo'n element varieert, maar ligt vaak tussen de 3 en 9 kilowatt. Dat is voldoende om je hele woning bij te verwarmen of om snel je boiler op temperatuur te brengen voor een warme douche. De installatie moet altijd door een vakman gebeuren, omdat het om een krachtstroomaansluiting gaat. In een lucht-water warmtepomp is dit element het meest gebruikelijk.
De warmtebron (buitenlucht) wordt namelijk kouder naarmate het buiten vriest. Een bodemwarmtepomp heeft dit extraatje minder snel nodig, omdat de bron (de aarde) een constantere temperatuur heeft.
Het element wordt ook wel een 'back-up heater' of 'elektrische naverwarmer' genoemd. Het staat parallel aan het hoofdverwarmingssysteem. De slimme regeling van de warmtepomp beslist wanneer hij wordt ingeschakeld.
De wetenschap erachter
De werking van het elektrisch element is gebaseerd op het principe van elektrische weerstand. Wanneer elektrische stroom door een weerstandsdraad (vaak van nikkel-chroom) wordt gestuurd, zetten de elektronen hun energie om in warmte. Dit heet Joule-opwarming. Deze warmte wordt direct afgegeven aan het water dat langs het element stroomt.
Het rendement van dit proces is bijna 100%. Van alle elektrische energie die je erin stopt, komt bijna allemaal als bruikbare warmte in het water terecht, wat bijdraagt aan het opslaan van zonne-energie.
Toch is het rendement van het elektrisch element lager dan dat van de warmtepomp zelf, maar het kan dienen als vorstbeveiliging tegen vriezen. Een warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht of de bodem en verplaatst die.
Waarom dan toch gebruiken?
Daarvoor gebruikt hij maar 1 kWh elektriciteit om 3 tot 5 kWh warmte te leveren. Het elektrisch element levert met 1 kWh elektriciteit slechts 1 kWh warmte. De wetenschap achter de warmtepomp kent zijn limieten.
Bij zeer lage buitentemperaturen daalt het rendement (COP) van de warmtepomp sterk.
De compressor moet harder werken en kan de gewenste afgiftetemperatuur niet altijd halen. Het elektrisch element doorbreekt deze fysieke beperking. Het is een onafhankelijke warmtebron die niet afhankelijk is van de buitentemperatuur. Het garandeert comfort, zelfs als de warmtepomp op zijn tandvlees loopt.
Voordelen en nadelen
Het grootste voordeel is comfortzekerheid. Je hoeft nooit bang te zijn voor een koud huis, hoe streng de winter ook is.
Daarnaast voorkomt het dat je warmtepomp overbelast raakt bij extreme kou, wat de levensduur ten goede komt.
De keerzijde
Een ander voordeel is de relatief lage investering. Het toevoegen van een elektrisch element aan je bestaande of nieuwe warmtepompinstallatie is een stuk goedkoper dan het installeren van een volledig tweede verwarmingssysteem. Het neemt ook weinig extra ruimte in beslag.
Het belangrijkste nadeel is het hogere elektriciteitsverbruik op de koudste momenten. Omdat het rendement 1 op 1 is, verbruik je dan meer stroom dan wanneer de warmtepomp alleen zou draaien. Dit zie je terug op je energierekening. Daarnaast is het een extra component die geïnstalleerd en onderhouden moet worden.
Er is een aparte elektrische aansluiting (vaak 3-fasen) voor nodig. Het is ook geen duurzame oplossing in de zin dat het elektriciteit direct omzet in warmte, zonder gebruik te maken van gratis omgevingswarmte.
Voor wie relevant?
Dit warmtepomp buffervat is vooral relevant voor eigenaren van een lucht-water warmtepomp in een regio met strenge winters.
Als je in een gebied woont waar de temperatuur regelmatig onder de -10°C daalt, is het een verstandige investering voor gemoedsrust. Het is ook een goede optie voor wie een oudere, minder goed geïsoleerde woning heeft. In zo'n huis is de warmtevraag hoog en kan de warmtepomp op piekmomenten tekortschieten.
Het elektrisch element vangt die pieken op. Tot slot is het relevant voor wie volledig van het gas af wil, maar geen risico wil lopen op comfortverlies.
Wanneer is het minder nodig?
Het element waarborgt dat je altijd warm water en een warm huis hebt, wat cruciaal is voor de acceptatie van een warmtepomp bij veel mensen.
Heb je een goed geïsoleerde nieuwbouwwoning of een bodemwarmtepomp? Dan is de kans kleiner dat je dit element nodig hebt. De warmtevraag is lager en de bron is stabieler. Ook als je een hybride warmtepomp hebt (combinatie met een gasketel), fungeert de ketel al als back-up.
In dat geval is een extra elektrisch element overbodig. Laat je altijd adviseren door een installateur over de beste oplossing voor jouw situatie.