“Infraroodverwarming efficiënter dan warmtepomp?
Artikel Gawalo 1 juli 2022
“Infraroodverwarming efficiënter dan warmtepomp?
Infraroodverwarming heeft ontegenzeggelijk voordelen. Het is plug-and-play, het geeft snel warmte af, het neemt weinig ruimte in en je hoeft aan de bestaande installatie vaak niets te wijzigen. Maar hoe verhoudt infraroodverwarming zich tot het energiezuinige stokpaardje van de regering, de warmtepomp?
Infrarood het onderzoeken waard
In een recent interview met een leverancier van infraroodpanelen wordt gesteld dat infraroodpanelen wel degelijk concurrerend zijn ten opzichte van warmtepompen. Hoe zit dat? Het interview verwijst naar een – in dat artikel niet nader genoemd – rapport over de energie efficiëntie van infraroodverwarming in vergelijking met lucht-waterwarmtepompen.
Gawalo dook erin en haalde het rapport boven water. Het betreffende onderzoeksrapport heet “Potenzial von IR-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude”, vrij vertaald “De kansen van infraroodverwarming in uiterst energie-efficiënte woongebouwen”. Dit rapport uit 2020, uitgegeven door Fraunhofer IRB Verlag, is gebaseerd op een onderzoek van de vakgroep Energie-efficiënt bouwen van de Technische Hogeschool van Konstanz (HTWG Konstanz).
In Duitsland speelt de vraag naar alternatieven voor centrale verwarming op gas net zo hevig als in Nederland. Er is een groeiende vraag naar verwarmingssystemen met elektriciteit als energiebron. Daarbij zijn warmtepompen, net als in Nederland, dominant. Voor het effectief kunnen toepassen van een warmtepomp moeten in veel gevallen aanpassingen aan de woning gedaan worden. Vaak moet men isoleren en het afgiftesysteem aanpassen naar lage temperatuur. Warmtepompen vragen – met alle benodigde randapparatuur – bovendien extra opstelruimte en de investering is hoog. Infraroodpanelen of infraroodstralers zijn daarentegen heel makkelijk te installeren. Ze vragen weinig ruimte en ze zijn relatief goedkoop in aanschaf. Onderzoekers van de HTWG Konstanz vonden de resultaten van eerder gedaan onderzoek niet voldoende betrouwbaar om op basis daarvan elektrische stralingspanelen in de praktijk toe te passen.
Nieuwbouw heeft de toekomst
Uitgangspunt voor het onderzoek was dat tegenwoordige nieuwbouwwoningen veel beter geïsoleerd zijn dan voorheen. De prijzen van pv-installaties zijn ook lager dan ooit, zodat langdurig en economisch rendabel lokaal hernieuwbare stroom opgewekt kan worden. Vooral voor gebouwen met lage transmissieverliezen is daarom de onderzoeksvraag interessant: is infraroodverwarming kansrijk voor gebouwverwarming?
Wat werd er onderzocht?
Men deed onderzoek in vier laboratoriumopstellingen. Drie daarvan met infraroodverwarming (aan het plafond, aan de wand en als vloerverwarming). Eén met een lucht-water-warmtepomp in combinatie met vloerverwarming. Dit onderzoek toonde aan dat infrarood verwarmingssystemen door lagere inertie een 5 tot 10 procent hoger rendement kunnen hebben ten opzichte van optimaal ontworpen watervoerende vloerverwarming. De vergelijking slaat echter om, wanneer die watervoerende vloerverwarming zijn warmte betrekt van een correct geïnstalleerde en ingeregelde lucht-water-warmtepomp. Dan verbruikt infraroodverwarming zo’n 2,5 tot 3 keer meer elektriciteit.
Daarnaast monitorde men gedurende twee verwarmingsperiodes het energieverbruik van 16 appartementen in een bijzonder energiezuinig complex. Deze wooneenheden benutten alleen infraroodverwarming voor ruimteverwarming. De bewoners beoordeelden de infraroodverwarming als comfortabel en gebruiksvriendelijk. Het gemiddelde elektriciteitsverbruik voor verwarming per vierkante meter woningoppervlak per jaar bedroeg circa 20 kWh.
Geringe winst op ventilatieverliezen
Het laboratoriumonderzoek bevestigde dat de gemiddelde luchttemperatuur in een kamer verwarmd met infraroodsysteem 0,6 K lager is dan in een vergelijkbaar geregelde kamer met vloerverwarming. Daarbij hadden beide kamers een identieke operatieve kamertemperatuur, geregeld met een identiek ingestelde thermostaat. Dit leidt tot een kleine vermindering van ventilatiewarmteverliezen bij gelijkblijvend comfort.
Ecologische versus economisch
Over een periode van 50 jaar bekeken, is het verschil in de hoeveelheid energie die gebruikt wordt en de hoeveelheid CO2 die uitgestoten wordt om de onderzochte systemen te produceren volgens het onderzoek niet relevant. Wanneer men de hoeveelheid verbruikte energie en uitgestoten CO2 vergelijkt over 50 jaar gebruik, ziet dat er heel anders uit. Bij gebruik van infraroodverwarming is de CO2 uitstoot ongeveer twee keer zo hoog als bij gebruik van een lucht-water-warmtepomp in combinatie met vloerverwarming. Daarbij ging het onderzoek uit van gebruik van elektriciteit uit het reguliere stroomnet, met een mix van grijze en groene stroom. Om infraroodverwarming ecologisch gezien vergelijkbaar te maken aan verwarming met een lucht-water-warmtepomp en vloerverwarming, zou men het moeten combineren met duurzame energieopwekking.
Economisch gezien vraagt de installatie met lucht-water-warmtepomp en vloerverwarming een veel grotere aanvangsinvestering dan de onderzochte infraroodverwarmingssystemen. Dat nadeel wordt echter tenietgedaan door het veel lagere energieverbruik bij toepassing van de warmtepomp. Alleen wanneer het geld dat men bij infraroodverwarming bespaart op de aanvangsinvestering, inzet om zonnepanelen te installeren, krijgt men voor dezelfde investering mogelijk een systeem met lagere levenscycluskosten. Daarbij plaatsen de onderzoekers de kanttekening, dat maar een deel van de zelf opgewekte zonnestroom bruikbaar is voor de infraroodverwarming. Nader onderzoek van het totale systeem van infraroodverwarming, pv-installatie en de netwerk- en opslaginfrastructuur is daarom nodig.
Conclusie
In het onderzoek van de HTWG Konstanz is wetenschappelijk onderzocht of infrarood verwarmingssystemen kansrijk zijn in uiterst energie-efficiënte gebouwen. De conclusie van het onderzoek is, dat infrarood verwarmingssystemen gecombineerd met een pv-installatie in vergelijking met een warmtepompsysteem met dezelfde investeringskosten wel ecologische en economische voordelen zouden kunnen hebben. De systemen moet men daarvoor toepassen in uiterst energie-efficiënte gebouwen. Hoe lager de warmteverliezen van een gebouw, hoe groter de economische voordelen van verwarming met infraroodverwarming zouden zijn.
Wat betekent dat voor het grootste deel van de Nederlandse gebouwvoorraad? Infraroodverwarming is niet zonder meer een geschikt alternatief voor andere vormen van ruimteverwarming. Ook infraroodverwarming stelt hoge eisen aan de isolatiegraad en energie-efficiëntie van een woning. En om ecologisch en economisch rendabel te zijn, is lokaal opgewekte hernieuwbare elektriciteit een must.”
Link naar het gehele onderzoek:
