Wat is COP? En SCOP?

Wat is COP? En SCOP?

2019-10-16

Een warmtepomp onttrekt warmte aan de grond of de lucht. De warmte wordt opgewaardeerd en afgegeven aan water voor de inzet van ruimteverwarming of warm tapwater. Om het proces op gang te brengen en te houden, is elektriciteit nodig.

Wat is nu de COP van een warmtepomp?

De COP (Coefficient Of Performance) is de verhouding tussen de afgegeven hoeveelheid warmte (nuttige warmte) tegenover het elektriciteitsverbruik (toegevoegde energie) van de warmtepomp. Een voorbeeld:

Van alle energie die een warmtepomp levert, komen er vier delen energie uit een bron (lucht of water) en komt één deel van elektriciteit. Anders gezegd, de geleverde warmte van een warmtepomp bestaat voor elke 5 kWh warmte die hij produceert, uit 4 kW warmte uit de bron en 1 kW elektriciteit. De COP is in dit voorbeeld 5. In een rekensom ziet dat er als volgt uit: COP=5kW/1kW=5

Hoe hoger de COP, hoe minder elektriciteit er wordt verbruikt om dezelfde hoeveelheid warmte te leveren, en hoe zuiniger de warmtepomp werkt. De terugverdientijd van een warmtepomp met een hoge COP is korter en er zijn minder zonnepanelen nodig om het verbruik ervan te compenseren. Best een belangrijk getal dus.

COP van een warmtepomp is geen vast gegeven

De COP van een warmtepomp is vooral afhankelijk van 3 zaken:
  1. De warmtepomp zelf: hoe efficiënter de warmtepomp warm water produceert, hoe hoger de COP.
  2. De temperatuur van de bron (lucht of water): bij hogere temperatuur van de bron moet de warmtepomp minder energie toevoegen om warmte te produceren, dus hoe hoger de COP.
  3. De temperatuur van het water dat de warmtepomp produceert. Hoe hoger de geproduceerde temperatuur, hoe hoger het verbruik, hoe lager de COP. Logisch, het kost meer energie om water te verwarmen van 15˚C naar 80˚C, dan van 15˚C naar 35˚C.

COP grondwarmtepomp

Bij een grondwarmtepomp wordt er warmte onttrokken uit de grond. In de boorput loopt dan een gesloten circuit leidingen met een mengsel van water en antivriesmiddel, meestal glycol. Deze glycol neemt de temperatuur over van de grond. Vervolgens wordt de verwarmde glycol langs de warmtepomp gepompt, die onttrekt er warmte uit en waardeert die op tot een bruikbaar niveau. Het koudere retourwater wordt terug de bron in gepompt, door de bron weer opgewarmd en dan is het cirkeltje rond.

COP lucht/water warmtepomp

Een lucht/water warmtepomp onttrekt letterlijk warmte uit de buitenlucht die is opgewarmd door de zon, ook als het vriest. Deze warmte wordt opgewaardeerd naar een bruikbaar niveau en afgegeven aan water voor het gebruik voor ruimteverwarming en/of het produceren van warm tapwater.
Deze warmtepomp bestaat (bijna) altijd uit een buitenunit en een binnenunit. De buitenunit zuigt lucht aan en blaast deze lucht weer uit, maar dan kouder. Het temperatuurverschil daartussen is de opgenomen warmte van de warmtepomp.

Wanneer het buiten kouder is, moet de warmtepomp dus harder werken om water te verwarmen, dan wanneer het warmer is. Er moet immers een groter verschil overbrugd worden. Dat betekent ook dat de COP fluctueert met de buitentemperaturen. Hoe kouder het buiten is, hoe lager de COP bij gelijke afgiftetemperaturen.
Dat betekent dat de COP van een luchtwarmtepomp weersafhankelijk is. Maar ook afhankelijk van het seizoen en locatie. In de winter is het kouder dan in de zomer en moet de warmtepomp harder werken en datzelfde geldt ook in Scandinavië waar het buiten kouder is dan in België.

Een luchtwarmtepomp heeft daarom nooit één COP (zie de grafiek hieronder). De linker as heeft twee waarden, namelijk de COP en de buitentemperatuur. En de onderste as laat de temperatuur van het water zien dat wordt geproduceerd.

In deze grafiek is duidelijk te zien, dat de COP bij 20˚C buitentemperatuur een stuk hoger ligt dan bij -20˚C. Maar ook dat hoe hoger de temperatuur van het geproduceerde water, hoe lager de COP. Een COP van 7,5 is in dit voorbeeld zeker mogelijk, maar in lang niet alle gevallen. En sommige hedendaags warmtepompen doen zelfs beter!



SCOP warmtepomp

Zo komen we bij de SCOP van een warmtepomp. De afkorting staat voor Seasonal Coefficient of Performance. Eigenlijk is het niets meer en niets minder dan een gemiddelde COP over een jaar, waarbij de seizoenen in een bepaalde regio zijn meegewogen. Om het allemaal een beetje onder controle te houden zijn er 3 klimaatzones weerhouden, met elk een bepaald weers- en temperatuursprofiel: Koud, mild en warm klimaat, en voor deze 3 klimaatzones geven de fabrikanten de SCOP op. België behoort bij de milde klimaatzone, terwijl bvb. Zweden in de koude klimaatzone valt
De SCOP maakt het eenvoudiger om warmtepompen met elkaar te vergelijken, en is vooral belangrijk voor luchtwarmtepompen waarbij de seizoenen invloed hebben op het rendement. Wanneer het kouder is moet een warmtepomp immers harder werken en daalt de COP, zoals we hierboven beschreven.
Om de SCOP van een lucht/water warmtepomp te berekenen wordt er in een bepaalde regio, van alle COP waarden in een heel jaar het gemiddelde genomen. Dit wordt dan gedaan bij een bepaalde afgiftetemperatuur en vermeld voor 2 temperaturen: afgifte aan 35°C voor de verwarming en 55°C voor warm tapwater. Op de technische fiches van de warmtepomp vind je dat zo terug:
 
SCOP milde klimaatzone 35/55°C (EN14825).

Dit wordt allemaal nauwkeurig beschreven in de bijvermelde norm (EN14825) om het allemaal vergelijkbaar te houden over de verschillende fabrikanten.
Bij moderne luchtwarmtepompen in België is de SCOP 35/55°C zo’n 4,5 / 3,5.

COP en SCOP - Radiatoren of vloerverwarming?

Het warmteafgiftesysteem (radiatoren of vloerverwarming) heeft wel degelijk invloed op de COP en SCOP. Deze waarden zijn namelijk afhankelijk van de afgiftetemperatuur zoals we hierboven net aangetoond hebben.

Vloerverwarming is zogenaamde lage-temperatuur verwarming. Doordat de verwarmde oppervlakte veel groter is dan bij radiatoren, wordt de ruimte gelijkmatiger verwarmd. De temperatuur van het water dat door de vloerverwarming stroomt is tussen de 20 en 35˚C, een stuk minder warm dan bij radiatoren. Een goede isolatie is bij laagtemperatuurverwarming wel een vereiste.
 
Een traditionele radiator is een zogenaamde hoog-temperatuur verwarming: het water dat er doorheen stroomt moet tussen de 60˚C en 80˚C zijn om goed te werken. Aangezien een warmtepomp meestal maximaal 65°C kan afgeven, kijken we daarom enkel naar lage-temperatuurradiatoren of ventilo-convectoren. Deze werken aan temperaturen tussen 35°C en 50°C, wat toch nog steeds hoger is dan vloerverwarming.

Doordat het water bij vloerverwarming minder hoog verwarmd hoeft te worden, moet de warmtepomp minder hard werken. Dit resulteert in een hogere COP en SCOP. Lage temperatuurverwarming is dus zeker nodig, omdat de warmtepomp dan minder elektriciteit verbruikt.

Conclusie

De COP zegt iets over het verbruik van een warmtepomp, hoe het hoger het getal, hoe minder elektriciteit de warmtepomp verbruikt voor eenzelfde afgifte. Met deze waarde kan u dus grondwarmtepompen met elkaar vergelijken.
 
Bij een luchtwarmtepomp, omdat de omstandigheden alles bepalend zijn, geeft de COP echter maar een deel van de informatie weer. De SCOP is in dit geval al veel nauwkeuriger, omdat dit een gewogen gemiddelde is van een heel jaar. Om luchtwarmtepompen te vergelijken gebruikt u dus best de SCOP.

De temperatuur van een bron in de grond is constanter dan de buitenlucht. Dat betekent dat er minder seizoenschommelingen zijn bij een grondwarmtepomp dan bij een luchtwarmtepomp. De SCOP is daarom bij een grondwarmtepomp niet van belang. In België heeft een grondwarmtepomp over het algemeen 0.5 tot 1 COP punt meer dan een luchtwarmtepomp. Bij hogere buitentemperaturen is de luchtwarmtepomp dan weer in het voordeel, vooral belangrijk wanneer je een zwembad wil opwarmen in de zomer.

Ook al is gas goedkoper per kWh dan elektriciteit, doordat een warmtepomp zo veel zuiniger is dan een Cv-ketel, is een warmtepomp altijd goedkoper in verbruik. De betere warmtepompen hebben een SCOP rond 5.