Deze blog maakt inzichtelijk hoe een Plushuis uit de jaren ‘60 de vergelijking met een passief Plushuis uit 2012 glansrijk doorstaat mede dankzij de keuze voor een degelijke bodem-warmtepomp.

Als je dagelijks bezig bent met het verduurzamen van de woningvoorraad van een woningcorporatie kijk je natuurlijk ook met dat oog naar je eigen woning. Eugène Waterreus is als verduurzamer werkzaam bij de Helmondse woningcorporatie Woningstichting Compaen. Hij is typisch iemand van het Practice what you preach principe, dus ook zijn eigen jaren ’60 woning moest volgas mee in de energietransitie. Hup, stoppen met praten en #gewoongaandoen!

Onze expert Nicolaas van Everdingen werkte afgelopen jaren nauw met Eugène samen, zo hielp hij hem bij het energetisch verbeteren van de sociale woningvoorraad. Ook hielp Nicolaas hem met passiefhuis-adviezen voor het ontwikkelen van de circulaire energieleverende sociale huurwoning de Optimus.

De uitgangssituatie

De woning uit 1960 wordt verwarmd door een CV-combiketel. De aanvoerT van de CV staat op max. 45 ºC. De begane grond wordt verwarmd middels vloerverwarming en radiatoren/convectoren. Op de verdieping worden de 3 werk/slaapkamers met elektrische verwarming verwarmd en 1 badkamer met vloerverwarming gecombineerd met een handdoekradiator (doorgelust) aangesloten op de CV.

Tapwaterproductie t.b.v. douchen en tapwater keuken gebeurt via de combiketel.

Opwek PV: 11,1 kWp (14 zonnepanelen van 310Wp op hellend dak 45º op ZO en 18 zonnepanelen van 375Wp op hellend dak 35º op WZW). Gasverbruik: ca. 1800 m3/jaar (1700 m3 in 2021, was een relatief warm jaar)

Watervebruik: ca. 150 m3/jaar (sporadisch bad, bewust gebruik van douche, geen tuin water geven).

Mechanische ventilatie: MV-box nabij CV op zolder “system C”.

Het plan

Samen bedachten Eugène en Nicolaas aan de keukentafel een plan voor zijn jaren ’60 huis:

De basis was eerder al gelegd met extra spouw- en dakisolatie;
Kierdichting: Voor elk Plushuis begint het daarmee, dit is het allerlaagst hangende fruit dat denkbaar is;
Glas-isolatie: De eerste generatie dubbelglas (Ug 5,1) is op de BG vervangen door Hr++ (Ug 1,1) en triple glas (Ug 0,6);
Balansventilatie. Ook hier was de puzzel om balansventilatie goed in te passen een leuke opgave. Maar omdat het ons nog nooit níet gelukt is, is het hier ook gelukt;
De kers op elke vernieuwbouw-taart; de warmtepomp.

Door op een slimme manier gebruik te maken van het overstroom-principe is het hele huis nu door Eugène voorzien van balansventilatie. De Itho Daalderop HRU300 draait sinds maart 2023 als een zonnetje. De vochtproblemen zijn spontaan verdampt, het wooncomfort is flink verbeterd.

De kracht van de bodem-warmtepomp

Eugène was al langer overtuigd van de kracht van een bodem-warmtepomp. Aan de voorkant vraagt het letterlijk en figuurlijk een diepte-investering (bronnen zijn ca. 100 tot 300 m. diep), maar die gaat zeker bij stijgende energieprijzen en stijgende kosten voor netbelasting zijn vruchten afwerpen. Omdat Itho als innovatief Nederlands bedrijf als enige de bronnen vult met kraanwater en niet met glycol, koos hij heel bewust voor de WPU bodemwarmtepomp van Itho.

Zijn heldere visie op glycol: “Je wil geen milieuschadelijke koelmiddelen zoals glycol diep in de bodem, bovendien is de warmteoverdracht in water hoger en stroomt water gemakkelijker dan glycol (dus een lager pompverbruik). En tenslotte kan de bron niet invriezen omdat die altijd boven het vriespunt moet blijven.”

Goede vermogenskeuze van warmtepomp en bronnen van groot belang

Het keuzeproces van het vermogen van de installatie was er een van niet gebaande paden: De installateur Carlo Vlamings uit Helmond kwam met het advies om een 9,0 kW warmtepomp toe te passen. Hij baseerde zich daarbij op de veelgebruikte rekentool Vabi-Elements.

Nicolaas wist uit zijn jarenlange monitoring dat Vabi berekeningen voor zulke energiezuinige woningen te hoge warmteverliezen en dus een te grote warmtepomp opleveren. Dat komt o.a. door de keuze om alle ruimtes op 20ºc te stoken en zeg nu zelf: Wie doet dat in de praktijk?

Op de website van Kennisinstituut KERN is een hele goede whitepaper te downloaden die uitgebreid ingaat op de relatie tussen de nZEB-rekentool en de ISSO-51 bij de berekening van het warmteverlies van zeer energiezuinige woningen: linkje

Op grond van de historische gasverbruiken in combinatie met de nZEB-rekenkennis van Nicolaas werd hier gekozen voor een warmtepomp van 5,9 kW thermisch vermogen.

De Itho WPU 6,5 met daarboven het tapwatervat van 200 l. Rechts de zwarte tyleenslangen van de 2 bronnen. Deze installatie staat in een goed geïsoleerde buitenkast tegen de gevel.

Ons advies is altijd om juist de warmtepomp goed passend te kiezen, niet te klein en zeker ook niet te groot, maar de bronnen juist wél ruimer: Als de hele boorstelling eenmaal staat, zijn de meerkosten per meter dieper boren te overzien. Je gaat gedurende de leeftijd van de bron daar elke dag plezier aan hebben qua rendement en bedrijfszekerheid van de warmtepomp.

Wat zegt de fabrikant over de berekeningen?

De “Systeemvoorwaarden en adviezen” van Itho zeggen dit over het berekenen van de broncapaciteit:

Om de bodemtemperatuur en het rendement van het totale systeem ook op langere termijn te kunnen garanderen stelt Itho Daalderop als eis dat het bodemontwerp zodanig gedaan word dat er over langere perioden (lees 25 jaar) de gemiddelde bodemtemperatuur van 10 graden gehandhaafd blijft. De minimale bodemtemperatuur moet boven 5°C blijven. Het bodemontwerp dient te voldoen aan de wettelijke eisen voor bodemenergiesystemen.

Volgens de gelijkwaardigheidsverklaring wordt hierover het volgende vermeld:

Voor projecten waar een gelijkwaardigheidsverklaring wordt gebruikt welke betrekking heeft op een met water gevulde bodemwarmtewisselaar dient te worden aangetoond dat het water inde bodemwisselaar niet zal gaan bevriezen. Dit dient te worden aangetoond met berekeningen met het programma EED (Earth Energy Designer) of een gelijkwaardig programma waaruit blijkt dat na een periode van 25 jaar de minimale gemiddelde aanvoer- en retourtemperatuur van de bron niet onder de 5 °C komt bij een maximaal ontwerptemperatuurverschil van 3K.

TEC Total Energie Concept uit Wolvega kwam met deze berekeningen:

Onderaan de tabel zie je wat in theorie de zogenaamde vermogendekking is, dit is het percentage aan gevraagd vermogen dat de warmtepomp kan leveren zonder gebruik te maken van. een elektrische noodspiraal (met CoP=1). Hier dus 61 %. Afgelopen jaar blijkt deze spiraal niet nodig geweest te zijn, naar onze verwachting zal dat gedurende de levensduur van de warmtepomp (ca. 30 jaar) ook niet gaan gebeuren.

Het jaarverbruik werd volgens onderstaande tabel berekend op 3900 kWh/jaar en de seasonal SPF (Dat is de CoP over het jaar heen) op 5,28.:

De bronrekenaar stelde 2 bronnen voor van elk 180 m. diep.

Waar je altijd goed op moet letten is hoe de bron-T’s in en retour zich gedurende 25 jaar gedragen. De bronrekenaar overlegde deze berekeningen:

Je ziet dus dat ook na 25 jaar het “Oirschots bronwater” minimaal met 6,5 ºC uit de grond komt. Dat is conform de minimumeisen van Itho. Nicolaas kon zich hier prima in vinden. Andersom liet de installateur zich door hem overtuigen van de 5,9 kW thermisch vermogen voor de warmtepomp.

Nicolaas hoort installateurs soms tegen klanten zeggen: “Kies maar een maat groter, dan krijg je meer ISDE-subsidie” waarop Nicolaas reageert: “De fiscus is je slechtste raadgever!”

De investeringen

De kosten voor Plushuis Oirschot bedroegen € 30.000 voor de 2 bodembronnen van elk 180 m. diep en de warmtepomp (Itho WPU 6,5 met 200 liter boilervat). De materialen voor de balansventilatie die Eugène zelf aanlegde kostten ca. € 6.000,-.

Het boren van de bronnen heeft wat voeten in de aarde…

Harde praktijkmetingen in koude meetweek

Nadat Eugene vrijwel alle laag- én hooghangende fruit had geplukt ging de warmtepomp in oktober 2023 in bedrijf. Zijn woning is vervolgens als 20e Plushuis in Nederland gekoppeld aan ons meetportal. Inmiddels hebben we van vrijwel alle betere en bekende merken wel (bodem-)warmtepompen lopen, een paar zijn Itho WPU’s die ook meelopen in ons monitoring-programma. Dit intensieve meten geeft zeer veel inzichten in de werking van de diverse woningen en klimaatsystemen.

11 januari 2024 was een mooie meetdag in een koude meetweek. De buitenT op meetstation KNMI Eindhoven zakte dat etmaal naar –7,6ºC. Op station Deelen (gemeente Ede, waar het Plushuis #1 van Nicolaas staat) werd het om 09.40 uur zelfs -9,0ºC.

In onderstaande grafieken uit de iungo-monitoring staan het opgenomen vermogen van de WPU bodemwarmtepomp en daaronder de zoninstraling.

Het piekje van 2250 W is voor het opwarmen van het tapwatervat van 200 l.

Grafiek opgenomen vermogen warmtepomp (W) en zoninstraling (W/m2) op 11 januari 2024

Je ziet dus dat het aantal start/stops 5 op 1 etmaal was, en waarbij de WPU gedurende de nacht continu draaide.

Grafiek Temperaturen bron, buiten en woonkamer (in ºC) op 11 januari 2024

Wat heel mooi te zien is in deze grafieken:

Als het hard vriest schijnt de zon ook altijd flink. Het is precies daarom ook dat de zeer nauwkeurige nZEB-rekentool steeds met 2 scenario’s rekent; bewolkt weer maar minder koud of juist kouder bij zonnig weer.
De kamer-T loopt dankzij de winterzon lekker op naar zelfs zo’n 20,0 ºC, terwijl de kamerthermostaat op ca. 19,0 ºC staat. Tata! Deze woning werkt als een passsiefhuis!
Ondanks dat deze warmtepomp niet moduleert en ook geen buffervat heeft in het CV-circuit, houdt hij de kamer-T perfect op de ingestelde kamer-T. Dit komt door de ingenieuze manier van aansturen van de Itho WPU. Ook het aantal starts/stops blijft zeer beperkt. De start is juist waarvan een warmtepomp slijt. Als we uitgaan van een gemiddelde levensduur van ca. 40.000 start/stops dan zijn we bij deze 5 starts/stops 8000 dagen verder, bij een stookseizoen van max. 200 dagen/jaar dus 40 jaar. Dan zou dit huis uit 1960 dus nu al ParijsProef zijn tot in 2064!
De bronT van het leidingwater zoals dat uit de gesloten bronnen omhoog komt blijft mooi rond de 7ºC. Daardoor blijft het geleverde thermisch vermogen ook goed rond de 6 kW.
De combinatie van capaciteit van warmtepomp en bron past hier naadloos op elkaar. De woning blijft ook op zeer koude dagen zeer goed verwarmd.

Hoe doet Plushuis Oirschot het in de benchmark?

In deze grafiek staan de verbruiken van 3 warmtepompen bij elkaar:

Etmaalverbruik (kWh) van 3 warmtepompen in 3 Plushuizen

Plushuis Oirschot (de roze lijn) had op 11 januari 2024 een etmaalverbruik voor ruimteverwarming en tapwater door de warmtepomp van 19,1 kWh. Dat is dus gemiddeld over het etmaal een netbelasting van 800 Watt. Dit is een interessant gegeven voor de netbeheerders, die immers voor elke woning in Nl. ca. 1,5 tot 2 kW beschikbaar hebben (en als er tenminste genoeg energieaanbod is).

In de referentiewoning Plushuis Ede #1 (de blauwe lijn) waarin Nicolaas zelf woont en die ook op een watergedragen niet modulerende (dus aan/uit) bodem-warmtepomp werkt was dit verbruik op die dag: 15,6 kWh, dus gemiddeld over het etmaal ca. 650 Watt vermogen uit de slimme meter. De woning in Oirschot is ca. 170 m2 aan VVO (Verwarmd VloerOppervlak), de woning in Ede ca. 220 m2. Bedenk wel dat de nieuwbouwwoning uit 2012 in Ede een echt passiefhuis is qua isolatiewaarden en luchtdichtheid. Die waarden worden in Oirschot niet gehaald.

Ter referentie: In Plushuis Oosterbeek #1 (de oranje lijn), een jaren ’60 woning die in 2017 compleet werd vernieuwbouwd lag het etmaalverbruik van de lucht/water-warmtepomp met ca. 45 kWh veel hoger. Dat is dus ca. 1,9 kW aan continu netbelasting.

Resultaten na 1 jaar

Omdat beide woningen volcontinu gemonitord worden in ons grote monitoringssysteem dat gebouwd is door Enermatics en 24/7 wordt gevoed met data uit iungo meetapparatuur kunnen we precies zien hoe beide woningen in de dagelijkse praktijk presteren. In onderstaande grafiek blijft het verbruik van de warmtepomp in Oirschot (roze) over de periode oktober 2023 tot voorjaar 2024 heel mooi gelijk opgaan met die in Ede (blauw). In Ede gaat de warmtepomp in april uit omdat vanaf dat moment tot begin oktober de zonneboiler al het tapwater zelfstandig verwarmt. Over een heel jaar gebruikte de Brabantse warmtepomp (uit de Gelderse Itho fabriek in Tiel) ca. 2177 kWh (was vooraf berekend door de bronrekenaar op 3900 kWh) en de Gelderse warmtepomp (gebouwd door het Friese RLM) 1580 kWh. Dat is een hele mooie prestatie!

Over de periode 1 januari tot en met oktober 2024 zien de resultaten van de totale energiehuishouding er als volgt uit:

Energiebalans: links Plushuis Oirschot, rechts Plushuis Ede

Linksboven de productie van de PV, de pijl van de hoogspanningsmast naar het huis is de inkoop aan energie. In het huisje staat het netto verbruik van het huishouden.

Goed om te weten dat beide Plushuizen een EV hebben. De EV in Ede wordt meestal geladen bij een gratis Supercharger. In 2024 is in totaal 5088 kWh geladen, waarvan 22% thuis (1119 kWh), en 78% bij een laadpaal onderweg, 3969 kWh.

Het directe eigen verbruik van de PV-productie was in Oirschot dus 8521/1525 = 18%.

In Ede was dit 8760/1729 = bijna 20%. In Ede wordt de EV zoveel mogelijk overdag geladen.

De heilige graal is om toe te werken naar meer eigen verbruik. In Plushuis Ede zou dit kunnen door het CV-buffervat van 500 l. overdag door te laden naar een hogere temperatuur (staat nu op ca. 28ºC) en dus een mindere CoP van de warmtepomp te accepteren.

In beide huizen kun je ook denken aan het verder opwarmen van het huis gedurende de dag, en je huis dus als warmtebatterij te gebruiken.

Slotsom

Ook hier was het volstrekt niet nodig om voor de hybride-ketel te kiezen, hoe voor de hand liggend dat voor een aantal collega adviseurs ook zou zijn.

Met een goed plan, deugdelijke berekeningen en een dito uitvoering zit je er met een bodem-warmtepomp in een Plushuis dat niet extreem is geïsoleerd jaarrond met een gebruik van slechts 2200 kWh warmpjes bij.

De kans op overbelasting van het netwerk is door de keuze voor een bodemsysteem minimaal. In het koudste etmaal van 2024 slechts een netbelasting van 800 W door de warmtepomp. Het is veel meer een kwestie van slim laden van de EV om het net niet onnodig te belasten (netcongestie!).

Door het verder verhogen van het eigen verbruik van de PV-productie wapen je jezelf zo goed mogelijk tegen de grillen van "Den Haag" als het gaat om zwalkend beleid over het wel/niet afschaffen van salderen en verhogen van netwerkkosten (Wij zijn al sinds begin van het salderen voor het zo snel mogelijk afbouwen daarvan en voor verhogen van de netwerkkosten, dit zijn immers de beste prikkels voor de hoognodige innovaties).

We hopen met deze blog de koudwatervrees voor zowel een bodemwarmtepomp als ook voor een watergevulde bodemwarmtepomp weggenomen te hebben.

Dank aan Eugène voor zijn medewerking aan deze blog.

Jaren ‘60 Plushuis van gas af