Een geothermische warmtepomp haalt warmte uit het grondwater of de bodem en levert deze aan het verwarmingsdistributiesysteem van het gebouw. De meeste warmtepompen gebruiken elektriciteit voor deze bewerking, maar doen dit op een efficiënte manier. Zo kan een warmtepomp bijvoorbeeld warmte uit de grond halen en 4 kWh afleveren aan het gebouw, terwijl de pomp slechts 1 kWh elektriciteit verbruikt.
Dit opmerkelijke ‘rendement’ is de ‘Coefficient of Performance’ (COP), en wordt berekend door de geleverde nuttige energie te delen door de verbruikte (elektrische) energie. In ons voorbeeld gelijk aan 4.
Hoe groter de temperatuurverhoging die gerealiseerd moet worden door de warmtepomp, hoe groter de drukverhoging die de compressor moet bewerkstelligen. Dit vergt meer energie, waardoor de COP van de warmtepomp daalt. Dit betekent dat de winstfactor of COP van een warmtepomp stijgt bij een hogere temperatuur van de warmtebron en een lagere vereiste temperatuur van het afgiftesysteem.
De COP die door fabrikanten wordt opgegeven (COPtest) , is bepaald bij gestandaardiseerde proefomstandigheden beschreven in de norm NBN EN 14511–2. Voor geothermische warmtepompen met gesloten bodemwarmtewisselaars is de COP bepaald bij 0°C aan de bronzijde (de bodem) en 35°C bij afgiftemperatuur.
Deze COPtest moet in de tool worden ingegeven.
De tool berekent vervolgens de COP die geldt voor het ontwerp (COPontwerp) op basis van drie correctiefactoren:
COPontwerp = COPtest x fθ x fΔθ x fsww
- fθ : correctiefactor afhankelijk van de bron- en afgiftetemperatuur
- fΔθ : correctiefactor afhankelijk afwijking tussen Δθdesign en Δθtest
- fsww : invloed van aandeel ruimteverwarming en sanitair warm water.
fθ: correctiefactor afhankelijk van de bron- en afgiftetemperatuur
- De invloed van de brontemperatuur.
Zoals aangehaald, wordt de COPtest bepaald bij een brontemperatuur van 0°C. De invloed van een andere brontemperatuur wordt later door de tool gecorrigeerd. Een lagere bron(medium-)temperatuur zal leiden tot een kleiner boorveld (de correctiefactor < 1), en omgekeerd. Voor de berekening van het boorveld en de COPontwerp houden we dus een brontemperatuur van 0°C aan.
- De invloed van de afgiftetemperatuur.
Verschillende afgiftesystemen (vloerverwarming, convectoren, radiatoren) functioneren op andere afgiftetemperaturen, (θsupply,design) van 30°C tot 55°C.
We gebruiken de EPB-formule om fθte berekenen:
fθ : = 1 + 0.01 (43- θsupply,design, )
De afgiftetemperatuur wordt door de gebruiker opgegeven.
fΔθ : correctiefactor afhankelijk afwijking tussen Δθdesign en Δθtest
- Δθdesign: dit is het verschil tussen de vertrektemperatuur, θsupply,design, en de retourtemperatuur bij ontwerp van het afgiftesysteem (of het tussengeplaatste buffervat).
- Δθtest: dit is de temperatuurstoename (van het water) over de condensor tijdens de COPtest meting (op te geven door de fabrikant)
De correctiefactor fΔθ wordt als volgt berekend:
fΔθ = 1 + 0.01 (Δθdesign – Δθtest)
De gebruiker geeft de Δθdesign,Δθtest op. Indien hij deze waarden niet kent, wordt gerekend met een waarde bij ontstentenis = 0.93 zoals in de EPB-berekening.
fsww : invloed van aandeel ruimteverwarming en sanitair warm water.
Omdat sanitair warm water (SWW) doorgaans op een hogere temperatuur wordt aangemaakt dan het water voor ruimteverwarming, heeft de hoeveelheid sanitair warm water die jaarlijks wordt aangemaakt d.m.v. een warmtepomp een invloed op het totale rendement van de warmtepomp.
De aanmaaktemperatuur voor SWW wordt op 55°C gesteld. De fθ voor SWW (fθ,sww) wordt dan = 1 + 0.01 (43-55) = 1-0.12 = 0.88
De negatieve invloed van het SWW wordt doorgerekend in verhouding met het vereiste warmtebehoefte voor de aanmaak van SWW (QSWW) t.o.v. de totale vraag aan warmtebehoefte.