Zon als Bron voor en naast de Warmtepomp in de Bestaande Bouw

In het regeerakkoord uit 2017 wordt gesteld dat uiterlijk vanaf 2021 meer dan 30.000 woningen in Nederland per jaar aardgasvrij moeten worden gemaakt. Op dit moment heerst er echter veel onduidelijkheid over hoe de warmtevraag gasloos kan worden ingevuld. Warmtepomp systemen lijken de eerste oplossingsrichting. Zowel een warmtepomp met bodembron als een lucht/water (LW) warmtepomp hebben echter nadelen die grootschalige toepassing in de bestaande bouw beperken.
In dit project wordt gekeken op welke manier zonne-warmte kan worden gebruikt om de prestaties van warmtepompen in de bestaande bouw te verbeteren.
-Er is aandacht voor systemen die gebruikmaken van zonne-warmte als bron voor de warmtepomp. Deze bron is passief, stil en heeft weinig onderhoud nodig. De specifieke bijdrage van de zonne-warmtebron aan de warmtevraag in verschillende woningtypes wordt vastgesteld. Er worden meerdere typne zonne-warmtebronnen onderzocht als alternatief voor de buitenunit van de luchtwarmtepomp, elk met hun verschillende karakteristieken en toepassingsgebieden.
-Daarnaast wordt onderzocht hoe opslag kan worden gebruikt om:
*de gemiddelde COP van een warmtepomp te verbeteren [COP: Coëfficiënt of Performance = Geleverde warmte / Daarvoor benodigde elektrische energie];
*gelijktijdigheid tussen vraag en aanbod te realiseren;
*beschikbare en gewenste temperaturen af te stemmen
-Ook wordt de specifieke bijdrage die hoge temperatuur zonne-warmte kan leveren aan warmtepompsystemen in bestaande woningen. Er wordt een vergelijking getrokken tussen een vacuümbuis systeem en een innovatief multi-functioneel transparant systeem dat eerder bij de HAN is ontwikkeld en dat zonlicht bundelt om hogere temperaturen te bereiken en dat kan worden toegepast in transparante bouwdelen.
-Ten slotte wordt een software tool doorontwikkeld die eindgebruikers en installateurs kan helpen tot een geschikte systeemconfiguratie te komen aan de hand van een gebruiksprofiel en bouwsituatie.
Met dit project bouwen wij voort op de vele eerdere projecten rond warmtepompen, warmte-opslag en zonne-energie die bij de HAN zijn uitgevoerd.

Eindrapportage

Er is onderzocht hoe zon en warmtepompen optimaal gecombineerd kunnen worden en welke bijdrage deze combinatie kan leveren in de transitie naar een duurzame gebouwverwarming.
De zon kan gebruikt worden naast de warmtepomp. Dat is vooral interessant voor warm tapwater, omdat de zon hoge temperaturen kan leveren en de tapwaterbehoefte blijft bestaan in zonnige periodes.
De zon kan ook gebruikt worden als bron voor de warmtepomp. Hierbij wordt door de zon warmte geleverd op lage temperatuur en die wordt vervolgens door de warmtepomp naar een hogere temperatuur gebracht. In dit verband is uitvoerig aandacht besteed aan PVT panelen, die niet alleen elektriciteit (Photo Voltaïsch) , maar ook warmte (T) leveren. Er is gebleken dat de zon ongeveer 15-20% van de benodigde warmte kan leveren voor het verwarmen van een typische Nederlandse woning De rest van de benodigde warmte wordt aan de lucht onttrokken. Bij de warmte uitwisseling met de lucht vormt zich mogelijk condens of rijp als de temperatuur van het paneel lager is dan de omgevingstemperatuur. Dit heeft een sterke invloed op het functioneren van de warmtewisselaar. Om dit te onderzoeken zijn metingen gedaan en is een model gemaakt Het model geeft aan dat dichtvriezen een beperkt aantal keren optreedt, maar moet nog worden verfijnd met extra metingen.

In dit project zijn verschillende ontwerpen gemaakt die de prijs van een PVT systeem verlagen en zo een belangrijk nadeel weg te nemen.

Warmteopslag is onderzocht omdat dit noodzakelijk is om duurzaam opgewekte zonnewarmte te bewaren totdat deze nodig is, In dit project is een ontwerp gemaakt voor een opslagvat dat in delen naar de opstelplaats in een bestaande woning gebracht kan worden. Dit verruimt de plaatsingsmogelijkheden en leidt tot een lagere kostprijs
Tijdens het project bleek dat een PVT systeem met warmtepomp een goede optie lijkt om bestaande gebouwen te verduurzamen.