Er zijn een achttal belangrijke warmtepompconcepten te benoemen:
Systeem 1: Warmtepompboiler
Systeem 2: Grond gebonden (Bivalente) Elektrische combiwarmtepomp voor verwarming en tapwater (optioneel vrije koeling)
Systeem 3: Grond gebonden individuele combiwarmtepomp met collectieve bron
Systeem 4: Centrale warmtepompinstallatie met centrale warmtapwaterbereiding
Systeem 5: Lucht /water warmtepomp met ventilatielucht als bron
Systeem 6: Lucht /water warmtepomp in hybride uitvoering met een cv toestel
Systeem 7: Lucht /water warmtepomp met electrische bijstook
Systeem 8: Lucht /water warmtepomp met buffer
Systeem 1 Warmtepompboiler
Warmtepompboilers zijn meestal als ‘plug and play’ toestel ontwikkeld. Alle noodzakelijk componenten inclusief de regeling in het toestel zijn geïntegreerd. De geïntegreerde hoofdcomponenten zijn de ventilatie-unit, de warmtepomp en de boiler. De warmtepompboiler zuigt de voor de bronwarmte noodzakelijke ventilatielucht af uit de woning. De warmtepomp brengt de warmte op een voldoende hoog temperatuurniveau om het water in de boiler te verwarmen. Warmtepompboilers worden vaak complementair bij bestaande cv-installaties toegepast.
De installatie van warmtepompboilers is eenvoudig. Als bron wordt de bestaande afzuiginstallatie gebruikt. Verder wordt koud tapwater naar het toestel gebracht en de warmtapwateraansluiting van de warmtepompboiler aangesloten op de bestaande installatie. Met een 220V aansluitpunt wordt de stroomvoorziening verzorgd.
Systeem 2 Grond gebonden (Bivalente) Elektrische combiwarmtepomp voor verwarming en tapwater (optioneel vrije koeling)
Deze warmtepompconfiguratie is beschikbaar als water/water en lucht/water uitvoering. In het eerste geval wordt een waterbron gerealiseerd met leidingen naar de warmtepomp. In het tweede geval wordt de buitenlucht via kanalen door de warmtepomp geleid of door een unit op het dak.
Deze configuratie is goed ter vervanging van de cv-ketel bij renovatie of als concept voor nieuwbouwwoningen. Wanneer de warmtepomp wordt gebruikt in combinatie met een cv-ketel ontstaat een zogenaamd bivalent systeem.
De installatie kan worden voorzien van diverse typen afgiftesystemen. Behalve warmte voor woningverwarming, levert de installatie ook warmte voor warmtapwaterbereiding.
Reversibele (omkeerbare) warmtepompen zijn ook geschikt om te koelen. In combinatie met een koudebron (bodem) kan gebruik worden gemaakt van vrije koeling waarbij alleen elektrische pompenergie nodig is om de koelenergie beschikbaar te maken. Zoals eerder genoemd zijn hierbij hoge rendementen mogelijk. Ook kan mechanisch worden gekoeld met de warmtepomp.
Deze configuratie kan worden toegepast in nieuwbouwsituatie en de bestaande bouw. In de bestaande bouw kan worden volstaan met een bivalent systeem, mits wordt voldaan aan minimale bouwkundige eisen, kierdichting en isolatie. Als de bouwkundige schil in tweede instantie wordt verbeterd leidt dit tot een lager energiegebruik. Het handhaven van de cv-ketel is wenselijk om de pieklast op te vangen.
Als bronnen kunnen worden gekozen: verticale bodem sonde, horizontale collector, grondwater en oppervlaktewater. Wanneer geen gebruik wordt gemaakt van vrije koeling zijn ook luchtbronnen geschikt als buitenlucht, ventilatielucht, afvalwarmte en zonnecollector.
Voor de warmteafgifte kan worden gedacht aan vloer-, wand- of plafondverwarming, radiatoren, convectoren, boiler, of combinaties hiervan. Voor de vrije koeling dient het leidingwerk dusdanig te zijn uitgevoerd dat het water uit de bron vrijelijk naar het afgiftesysteem kan worden gebracht, de warmtepomp wordt voorzien van bypassleidingen.
Systeem 3 Grond gebonden individuele combiwarmtepomp met collectieve bron
Bij grotere nieuwbouw- en renovatieprojecten is het goedkoper en eenvoudiger om gebruik te maken van een collectieve bron. Hierbij valt te denken aan seriematige woningbouw en appartementengebouwen. Een koeloptie is makkelijker te realiseren omdat in deze situaties met aquifers (bronnen) kan worden gewerkt waarin de koude is opgeslagen. Bronnen worden in collectieve systemen relatief goedkoper als de schaalgrootte toeneemt.
Het systeem bestaat uit een centraal bronsysteem en een warmtepompinstallatie op woningniveau. Het centrale systeem bestaat uit een bron en een ringleiding. Als bron kan worden gekozen voor restwarmte of een warme en een koude bodembron. De bronnen leveren de warmte of de koude op een laag temperatuurniveau aan het centrale ringsysteem dat langs alle woningen voert. In de woning is een warmtepomp geplaatst die de warmte of de koude onttrekt en op de gewenste temperatuur brengt om de woning te kunnen verwarmen (en koelen) of tapwater in de boiler te verwarmen.
Voor de warmte- en koudeafgifte gelden dezelfde voorwaarden als genoemd bij systeem 2. Wanneer de installatie geschikt is om te koelen wordt het afgiftesysteem hierop afgestemd.
Systeem 4: Centrale warmtepompinstallatie met centrale warmtapwaterbereiding
Het systeem bestaat uit een bronnensysteem met een warme en een koude bron, één of meerdere grote centrale warmtepompen, een groot boilervoorraadvat, een distributie leidingsysteem en warmteafgiftelichamen in de woningen. De warmtepomp kan worden uitgevoerd als elektrische, absorptie of gasmotorgedreven warmtepomp, eventueel ondersteund door een gasketel om de pieklast op te vangen.
Deze configuratie is vooral geschikt voor collectieve verwarmingsinstallaties in appartementencomplexen waarbij de warmteopwekking en de gebruikers dicht bij elkaar zitten en de warmte niet over grote afstanden (buiten het gebouw) hoeft te worden getransporteerd. Reden hiervoor is de relatief hoge temperatuur van het water in het distributiesysteem en de bijbehorende transmissieverliezen. Bij collectieve bronsystemen is de temperatuur van het water over het algemeen veel lager. Leidingen kunnen in dit geval beter afdoende worden geïsoleerd, waarbij de energie met relatief geringe warmteverliezen over grotere afstanden kan worden getransporteerd.
De Installatie kent analogie met veel voorkomende verwarmingsinstallaties in appartementengebouwen: centrale cv-ketel(s), distributieleidingen en radiatoren in woningen. Het kenmerkende verschil is de warmteopwekking, ketel versus warmtepomp. Een ander belangrijk verschil is de warmteafgifte waarbij lichamen zijn gebaseerd op een 90-70 °C temperatuurregime versus LTV waarbij de maximale aanvoertemperatuur 55 °C bedraagt. De consequentie hiervan is dat verwarmingslichamen groter worden uitgevoerd of dat vloer-/wandverwarming of convectoren worden toegepast. Daar staat uiteraard energiebesparing en een hoger comfortniveau tegenover.
Systeem 5: Lucht/water warmtepomp met ventilatielucht als bron
Systeem 6: Lucht/water warmtepomp in hybride uitvoering met een cv toestel
Systeem 7: Lucht/water warmtepomp met electrische bijstook