Hoewel de warmtepomp niet perfect is, is hij op technisch vlak al redelijk ver doorontwikkeld, stellen propositiemanager bij TNO  Rob Kotte en onderzoeker Andries van Wijhe. Echter, de warmtepomp zoals hij nu bij veel huishoudens wordt geplaatst, kent nog ruimte voor verbetering. TNO blijft onderzoek doen naar de innovaties op het gebied van de residentiële markt. Kotte en Van Wijhe geven een update over waar de warmtepomp nu staat.

Er zijn wel degelijk technische innovaties die de warmtepomp een nog beter en efficiënter product kunnen maken, legt van Wijhe uit. Hij noemt als voorbeeld de thermo-akoestische warmtepomp, welke geluidsgolven gebruikt in plaats van een koudemiddel en compressor om warmte te verplaatsen, als veelbelovende techniek om de warmtepomp stiller en milieuvriendelijker te maken.

Ook noemt van Wijhe de magneto-calorische warmtepompen als techniek die mogelijk in de toekomst een rol kunnen gaan vervullen om op een zeer efficiënte manier warmte en koude te produceren. Deze technieken gaan echter niet binnenkort de gemiddelde Nederlander van warmte voorzien. “Hoe goed het daadwerkelijk op te schalen is naar iets wat marktrijp is, daar heb ik dan geen zicht op, maar fundamenteel gezien lijkt het veelbelovend te zijn”, voegt Van Wijhe toe.

Hoewel deze technieken de werking van de warmtepomp aanzienlijk zouden kunnen verbeteren, is het niet waarschijnlijk dat ze snel door de markt worden overgenomen. TNO ziet daarom momenteel voornamelijk kansen op het gebied van de verbetering van de (regeling) software van warmtepompen.

De warmtepomp als onderdeel van het geheel
Rob Kotte ziet de innovatiekansen voor de warmtepomp als tweeledig. “Als het gaat over die bestaande technologie, dan gaat het eigenlijk over het slimmer opereren en het makkelijker installeren.”

“Met zonnepanelen moet je nu soms gaan nadenken over wanneer je wel of niet je vaatwasser aanzet. Met een warmtepomp moet dat in de toekomst allemaal automatisch gaan. Eigenlijk moet de hele woning worden geautomatiseerd, want je gaat niet voor elk ding in je huis nadenken wanneer je iets wel of niet aan moet zetten. En als je dan niet thuis bent, wat ga je dan doen? Misschien kan het online, maar dan moet je op je werk alsnog op de knop drukken. Dat is een wereld die over vijf jaar niet meer mag bestaan”, aldus Kotte. 

Veel ideeën die de warmtepomp op dit vlak moeten verbeteren passeren bij TNO de revue of komen zelfs uit de kokers van de onderzoekers bij TNO. Een voorbeeld hiervan is het S2-protocol, wat de aanspreekbaarheid van de warmtepomp door een Energie Management Systeem (EMS) moet gaan verbeteren.

‘Optimalisatie automatisering’
Op het gebied van installatiegemak ziet Van Wijhe ook nog ruimte voor innovatie. Met name in het inregelen van de warmtepomp door de installateur. “Een cv-ketel, die hang je aan de muur en daar hoef je best weinig aan in te stellen voor dat dat goed werkt. Voor een warmtepomp is dat wat lastiger”, stelt Van Wijhe.

“Eigenlijk moeten er twee dingen gebeuren. De installateurs moeten daar beter toe opgeleid worden ten opzichte van de cv-ketel en de warmtepomp moet eigenlijk makkelijker worden om te installeren. Het zou mooi zijn als de installateur niet alle instellingen goed hoeft af te stellen. Een andere optie zou zijn dat deze instellingen minder kritisch zijn, of, nog mooier, dat alles automatisch gaat.”

TNO werkt daarom aan “optimalisatie automatisering”, ofwel het schrijven en verbeteren van software die het inregelen en het afstemmen van de warmtepomp op de behoefte van het huishouden moet gaan automatiseren. Van Wijhe: “We werken aan een algoritme dat automatisch leert van de meetdata van een warmtepomp. Door te analyseren hoe een woning reageert op temperatuur en warmte-invoer, kunnen we steeds beter voorspellen hoeveel warmte er nodig is. Uiteindelijk herkennen we zelfs patronen in het dagelijks gebruik, zoals douchen in de ochtend of avond en koken rond vijf uur, zonder dat die informatie expliciet wordt ingevoerd.”

Vergelijkbare algoritmes moeten ook ondersteuning gaan bieden bij het verrichten van preventief onderhoud. TNO werkt aan digital twins van warmtepompen die op basis van dezelfde meetdata van warmtepompen vroegtijdig een onderhoudsbehoefte zien aankomen. Op basis hiervan kan een melding gestuurd worden naar de onderhoudende partij als en een bezoek op locatie nodig is of er onderdelen aan vervanging toe zijn nog vóór ze stuk gaan.

Hybride warmtepomp vaak veilige keuze voor installateurs
De hybride warmtepomp blijft een populaire keuze in de warmtetransitie. Door zijn vaste capaciteit is het apparaat breed toepasbaar, ongeacht de warmtevraag van de woning. “De hybride warmtepomp gaat weer een beetje naar de one size fits all,” stelt Kotte.  Met een hybride opstelling voorziet de gasketel in de warmtapwatervoorziening en fungeert hij ook als achtervang wanneer de warmtepomp niet kan voorzien in de warmtevraag.

Het rendement van een hybride warmtepomp is in verschillende situaties goed. “In een huis met veel warmtevraag doet die gewoon een kleiner aandeel, maar nog steeds best veel. Heb je een huis met een kleine warmtevraag, dan doet die gewoon relatief meer. En op zich is dat prima, want het is natuurlijk heel kosteneffectief en je kan er best wel een flinke gasbesparing mee realiseren. Dus ja, het is eigenlijk een beetje de 80-20-regel.”

Installateurs kiezen de hybride oplossing vaak uit voorzichtigheid. “Je ziet het ook wel vaak dat het wordt aanbevolen als een soort van veiligheid. Een installateur neemt wat minder risico door maar sneller een hybride warmtepomp aan te bevelen. Dan heb je in ieder geval niet het risico dat je de kleine installatie verkoopt.”

Rekentools maken maatwerk toegankelijker
Om tot betere afwegingen te komen, werkt TNO aan rekentools die het prestatiepotentieel van warmtepompen inzichtelijk maken. “Het zijn eigenlijk adviestools waarmee je een schatting kan maken van wat de benodigde capaciteit van de warmtepomp voor een bepaalde woning is”, legt Kotte uit. “We geloven er heel sterk in dat als je dat goed kan, dus nauwkeurige resultaten halen zonder dat je daar hele moeilijke berekeningen of moeilijk achterhaalbare informatie voor nodig hebt, dat je dan toch een goed resultaat kan behalen.”

Met zulke tools in de hand zouden installateurs in de toekomst vaker voor een volledig elektrische warmtepomp kunnen kiezen. “Je hoeft dan minder voorzichtig te zijn, waardoor je dus niet altijd die veiligheid hoeft te kiezen. En daardoor kun je dan misschien net iets vaker voor een volledig elektrische warmtepomp kiezen.”