COP van de warmtepomp: wat het is, hoe het wordt gemeten en waarom het in de mist niet meer hetzelfde is
Wie twee warmtepompen vergelijkt, kijkt eerst naar één getal: de COP. Het is het juiste getal om naar te kijken, en ook het getal dat het makkelijkst beter kan worden voorgesteld dan het is. In deze tip leggen we uit wat de COP is en hoe hij tot stand komt, waarom de cataloguswaarde in een laboratorium ontstaat en niet in de januarimist, wat er verandert met de buitentemperatuur en met de watertemperatuur, wat SCOP, EER en SEER zijn, en welke onderdelen van de machine bepalen of dat getal ook in de winter standhoudt.
01
Wat de COP is en hoe hij tot stand komt
COP staat voor coefficient of performance, in het Nederlands prestatiecoëfficiënt. Het is de warmte-energie die de warmtepomp aan de installatie levert, gedeeld door de elektrische energie die ze daarvoor verbruikt. Brengt de machine 4 kW warmte in huis en geeft de meter 1 aan, dan is de COP 4: voor elke betaalde kWh komen er vier bij de radiatoren of in de vloer aan. De andere drie haalt ze gratis uit de buitenlucht.
De berekening begint met drie metingen. Op het watercircuit lees je het debiet, de aanvoertemperatuur en de retourtemperatuur af. De geleverde warmte is het debiet maal het temperatuurverschil maal de soortelijke warmte van water: 1,72 m³/h met 5 °C verschil geeft 10 kW. Aan de elektrische kant meet een wattmeter wat compressor, ventilator, elektronica en interne pompen opnemen. Deel het eerste getal door het tweede en je hebt de COP.
Het is het getal dat zegt hoe goed een machine is, en het is inderdaad het eerste dat wordt vergeleken. Het probleem is waar het wordt gemeten.
02
In het laboratorium, niet in de mist
De catalogus-COP ontstaat in een klimaatkamer, onder omstandigheden die de norm EN 14511 vastlegt. De meest genoemde, A7/W35, betekent lucht van +7 °C en water van 35 °C. Een ander testpunt, A2/W35, heeft lucht van +2 °C bij een vochtigheid van ongeveer 84%. Het zijn schone, constante omstandigheden, voor iedereen gelijk, en ze dienen om machines te vergelijken. Maar het huis staat niet in een laboratorium.
In de winter in de Povlakte is de werkelijkheid anders. Bij 2 °C buiten en mist loopt de vochtigheid op tot 90% en vaak 100%. De lucht die door de buitenwarmtewisselaar stroomt, koelt een paar graden af, de damp slaat neer op de lamellen en bevriest. De rijp groeit snel en sluit de luchtdoorgangen af. De ventilator zwoegt, de wisselaar draagt minder warmte over en de machine moet, om door te verwarmen, stoppen en ontdooien.
Tijdens het ontdooien verwarmt de warmtepomp het huis niet: enkele minuten lang onttrekt ze warmte aan de installatie en stuurt die naar buiten om het ijs te smelten. Die energie wordt betaald en komt niet bij de radiatoren aan, dus de echte COP van die dag daalt.
In het laboratorium is dit stuk vaak niet te zien. Een test duurt kort, vaak anderhalf uur in stabiel bedrijf. Vormt de rijp zich langzaam, dan eindigt de meting vóór de eerste ontdooiing en ontwijkt de machine die. Het resultaat is een tabel die geen rekening houdt met het ontdooien, en dat is een manier om de cijfers mooier te laten lijken dan ze zijn. Het getal is waar, maar het beschrijft een machine die het zwaarste deel van de winter heeft ontweken.
03
Wat het verschil maakt: wisselaar, ventilator en circuit
Wat het verschil maakt, is de kwaliteit van het koelcircuit, onderdeel voor onderdeel.
- Wisselaar en ventilator. Met lamellen op 2,5 mm afstand en een groot wisseloppervlak heeft de rijp meer tijd nodig om de doorgangen te sluiten, en zijn de ontdooiingen minder frequent en korter. We hebben dat uitgelegd in de tip over de lamelafstand en in die over het ontdooien.
- Diameter van de leidingen. Smalle leidingen kosten minder maar remmen het koudemiddel af: de compressor moet harder duwen om dezelfde hoeveelheid gas rond te krijgen, en die extra inspanning betaal je op de energierekening.
- De vierwegklep. Dat is de klep die de cyclus omkeert voor het ontdooien en voor het koelen. Is ze klein voor de machine, dan komt het gas er moeizaam doorheen en gaat er in elk bedrijfsuur rendement verloren.
- De waterwisselaar, bij lucht-watersystemen. Meer platen betekent meer oppervlak tussen koudemiddel en water: de compressor kan op een lagere druk werken om de installatie dezelfde temperatuur te geven, en de COP stijgt.
- De verdeler in de platen. Als die er is, verdeelt hij het koudemiddel gelijk over alle platen. Zonder verdeler werken sommige platen hard en andere bijna niet, en presteert de wisselaar alsof hij kleiner is.
- Compressor en inverter. De compressor moet gekozen worden om in de winter te verwarmen, niet aangepast vanuit de koeling (tip over de compressoren), en de inverter moet hem bijna het hele seizoen op half vermogen laten werken, waar het rendement het hoogst is (tip over de dimensionering). Ook de inverter verbruikt: een deel van de stroom die erin gaat, wordt warmte in zijn componenten. Op onze woningmachines is de inverter van siliciumcarbide (SiC): hij schakelt met minder verliezen dan traditioneel silicium, wordt minder warm en laat meer energie over voor de compressor. Dat is rendement gewonnen zonder aan het circuit te raken: het verschil tussen SiC en IGBT leggen we uit in de tip over de inverter.
Het zijn onderdelen die je in een technische fiche niet ziet. In de laboratorium-COP wegen ze weinig; in de januarimist maken ze het hele verschil.
04
De COP verandert met de lucht buiten en het water binnen
Dezelfde compressor met dezelfde wisselaar geeft andere getallen, afhankelijk van hoe koud het buiten is en hoe warm het water moet zijn. Hoe dichter die twee bij elkaar liggen, hoe hoger de COP. Je ziet het in de fiches van de Europese HP Keymark-certificering, gemeten door een onafhankelijk laboratorium bij deellast volgens EN 14825. Voor een van onze lucht-watermachines van 8 kW op propaan:
Twee dingen om uit deze tabel te lezen. Ten eerste: de “COP 10” waar sommigen naar zoeken bestaat, maar bij +12 °C met vloerverwarming en de machine op minimum, niet in januari. Ten tweede: van 35 naar 55 °C aanvoer gaan kost bij elke buitentemperatuur ongeveer een derde van de COP. Daarom loont het om het water op de laagste temperatuur te sturen die de installatie aanvaardt, en de 70 °C te bewaren voor de dagen waarop ze echt nodig zijn, zoals we uitleggen in de tip over de radiatoren.
| Buitenlucht | Water 35 °C (vloerverwarming) | Water 55 °C (radiatoren) |
|---|---|---|
| -7 °C | COP 3,59 | COP 2,56 |
| +2 °C | COP 5,84 | COP 4,19 |
| +7 °C | COP 7,64 | COP 5,77 |
| +12 °C | COP 10,37 | COP 8,16 |
05
SCOP: het getal dat op de rekening komt
De COP is een foto bij één temperatuur. De SCOP, de seizoensprestatiecoëfficiënt, is de film van de hele winter: de norm EN 14825 neemt de uren van een typische winter, verdeelt ze naar buitentemperatuur, meet de COP bij -7, +2, +7 en +12 °C en neemt het naar uren gewogen gemiddelde. Het resultaat zegt hoeveel warmte je over het hele seizoen krijgt per elektrische kWh, en daaruit komt de energieklasse op het label.
Voor dezelfde machine als in de tabel is de gecertificeerde SCOP 5,75 met water van 35 °C en SCOP 4,20 bij 55 °C. Het is het getal om twee warmtepompen mee te vergelijken, bij dezelfde watertemperatuur en hetzelfde klimaat: de Keymark-fiche geeft het voor het gemiddelde klimaat en, als het er is, voor het koude. Maar ook de SCOP ontstaat in het laboratorium, uit dezelfde tests waar we het hierboven over hadden: hij zegt wie efficiënter is, niet hoeveel jij in jouw huis zult verbruiken.
06
EER en SEER: hetzelfde in de zomer
Als de warmtepomp koelt, heet de verhouding tussen geleverde koude en verbruikte stroom EER, energy efficiency ratio. De SEER is de seizoensversie ervan, zoals de SCOP voor het verwarmen. Het mechanisme is identiek, met omgekeerde rollen: hoe warmer de buitenlucht en hoe kouder het water moet zijn, hoe lager de EER. Een machine met een grote wisselaar en een ventilator die er goed doorheen blaast, heeft om dezelfde reden een goede EER als een goede COP: ze wisselt veel warmte uit met een klein temperatuurverschil.
07
Het energielabel: wat A+++ betekent
„Energielabel warmtepomp” wordt in Nederland 50 keer per maand gezocht, „Energieeffizienz Wärmepumpe” in Duitsland 260 keer. Op het label staat niet de SCOP maar het seizoensrendement ηs: de SCOP gedeeld door 2,5, de factor waarmee Europa stroom omrekent naar primaire energie, min 3 punten voor de regeling.
De klasse hangt af van dat getal en van de watertemperatuur. Met water van 35 °C, zoals bij vloerverwarming, betekent A+++ minstens 175%; met water van 55 °C, zoals bij radiatoren, minstens 150% (Verordening (EU) 811/2013; het huidige label is in gebruik sinds 26 september 2019). Onze Kita X heeft 221,5% bij 35 °C en 172,7% bij 55 °C: beide keren A+++.
Twee toestellen in A+++ kunnen toch heel verschillend zijn: de klasse is een trede en zegt niet hoever een toestel boven de drempel zit. Om ze te vergelijken kijk je naar de SCOP, of de ηs, bij dezelfde watertemperatuur en in hetzelfde klimaat.
08
Wat het betekent voor de rekening
Een huis dat 15.000 kWh warmte per jaar vraagt, koopt met een echte SCOP van 4 daarvoor 3.750 kWh stroom. Met een echte SCOP van 3 koopt het 5.000: 1.250 kWh meer, elk jaar, voor hetzelfde huis op dezelfde temperatuur. Het verschil tussen 4 en 3 is het verschil tussen een machine die ook in de mist dicht bij haar catalogusgetallen blijft en een die ze onderweg verliest. In de tip over het verbruik hebben we per grootte gerekend; in die over het nuttig vermogen leggen we uit waarom bij -7 °C het vermogen even zwaar telt als de COP.
09
Hoe je een technische fiche leest zonder misleid te worden
- Bij welke omstandigheden de COP is opgegeven: lucht, water, vollast of deellast. Een COP zonder de omstandigheden ernaast zegt niets.
- Wie hem heeft gemeten: een HP Keymark-certificering of een onafhankelijk laboratorium is meer waard dan een catalogusgetal.
- De SCOP bij 35 en bij 55 °C, niet alleen bij 35.
- Het geleverde vermogen bij -7 °C: een machine kan een goede COP hebben en toch te weinig vermogen als het nodig is.
- Het gewicht, dat vertelt hoeveel wisselaar erin zit (tip over airco en warmtepomp).
- De lamelafstand en hoe ze het ontdooien regelt.
- Tot welke watertemperatuur ze komt zonder elektrische weerstanden.
10
De COP die telt, is die op het display
Het laboratorium dient om te vergelijken, het huis om te betalen. Daarom zijn onze machines voor het tweede gebouwd: wisselaar met lamellen op 2,5 mm, platenwisselaar met marge gedimensioneerd, compressor gekozen voor de kou, siliciumcarbide-inverter op de woningmodellen, water van 70 °C als het nodig is. En de efficiëntie beloven we niet: je leest ze af op het display.
11
Veelgestelde vragen
Wat is de COP van een warmtepomp?
De verhouding tussen de warmte die de machine aan de installatie levert en de stroom die ze verbruikt. COP 4 betekent vier kWh warmte voor elke betaalde kWh.
Wat is een goede COP?
Dat hangt af van de meetomstandigheden. Bij +7 °C met water van 35 komen de gecertificeerde waarden boven COP 7; bij -7 °C met radiatoren op 55 zit ook een uitstekende machine tussen COP 2,5 en 3. Twee COP’s vergelijken heeft alleen zin bij dezelfde omstandigheden.
Wat betekent warmtepomp met COP 5, 7 of 10?
Het zijn echte waarden bij milde buitentemperaturen en laag water, meestal tussen +7 en +12 °C met vloerverwarming. Het is niet de COP van januari.
Wat is het verschil tussen COP en SCOP?
De COP wordt bij één temperatuur gemeten. De SCOP is het naar uren gewogen gemiddelde over een typische winter volgens EN 14825, en het getal achter de energieklasse.
Wat is de EER?
De COP van het koelen: geleverde koude gedeeld door verbruikte stroom. De SEER is de seizoensversie ervan.
Waarom daalt de COP bij kou en mist?
Omdat de wisselaar minder warmte in de lucht vindt en bij vochtige lucht met rijp bedekt raakt. De machine moet ontdooien, en in die minuten verbruikt ze zonder het huis te verwarmen.
Zie ook: Stooklijn van de warmtepomp: wat het is, waarom hij 5 graden te hoog staat en hoe het zonder kan · Warmtepomp in de winter: werkt hij bij vorst, tot welke temperatuur, bij -20 en -25 °C?
Alle technische tips staan op de pagina van de reeks. De volgende over twee weken.
