Kennisplein

Op het kennisplein wordt informatie gedeeld over mogelijke oplossingen en alternatieven voor aardgas, geschikt voor de woningen en appartementen in Stadseiland. Op dit moment worden de meeste woningen in Stadseiland verwarmd door een gasgestookte CV installatie op hoge temperatuur (HTV) die ook zorgt voor het warmte tapwater. Daarnaast wordt in de keuken aardgas vaak ook gebruikt om te koken.
Op dit moment zijn er diverse alternatieven voor aardgas en innovaties en (door)ontwikkelingen zullen het aantal alternatieven alleen maar vergroten. Het kennisplein is daarom ook een plein in ontwikkeling en er zal informatie worden toegevoegd en zo nodig worden aangepast. Bewoners van Stadseiland en andere deskundigen en geïnteresseerden worden uitgenodigd tips en informatie met de werkgroep te delen via het contactformulier.
Om de informatie enigszins te ordenen is er voor gekozen dit te verdelen in de volgende hoofdstukken en paragrafen;

Koken

Keramische kookplaten
Inductie koken

Verwarmen - verwarmingssystemen

Individuele systemen

Waterstofgas
Warmtepompen
Luchtwarmtepomp
Ventilatieluchtwarmtepomp
Waterwarmtepomp - bodemlus
Waterwarmtepomp - open bron
Hoge temperatuur warmtepomp
PVT warmtepomp
Waterwarmtepomp oppervlaktewater
Hybride warmtepomp
Infrarood panelen
Elektrische CV ketel
Pellet kachels

Collectieve systemen

Warmtenet - Stadsverwarming
Bodemenergie - WKO
ESCo

Verwarmen – afgiftesystemen in de woning

Radiatoren
Vloerverwarming
Wandverwarming
Stralingspanelen

Warm tapwater

Elektrische boiler
Warmtepompboiler
Zonneboiler
Doorstroomverwarmer
Gecombineerde systemen met warmtepomp

Aanpassingen in de woning

Isoleren
Ventilatiesystemen

Links naar nuttige websites

Koken.

In veel keukens wordt op dit moment nog gekookt op aardgas. Er zijn verschillende alternatieven maar als er wordt gekeken naar CO₂ vrije alternatieven blijven eigenlijk alleen elektrische alternatieven over (mits gebruik wordt gemaakt van groene elektriciteit). Op dit moment zijn er grofweg twee systemen; een keramische kookplaat of een inductie kookplaat. Hieronder worden de verschillen beschreven.
Wil je voldoende krachtige kookplaten (noodzakelijk voor dagelijks gebruik) is voor beide systemen een perilex stopcontact (met 5 openingen) in te keuken noodzakelijk. Daarnaast is een aparte fornuisgroep nodig in de meterkast. De woningen in Stadseiland zijn standaard voorzien van een loze leiding (lege elektrabuis) tussen de keuken en de meterkast.

<< Terug naar boven


 

Keramische kookplaten
Keramische kookplaten maken gebruik van halogeenstralers, elektrische verwarmings- of infrarood elementen. Spiralen worden verhit onder een dikke keramische glasplaat en gloeien rood op als ze heet zijn. Op de glasplaat staan de kookzones aangegeven met cirkels. De grootte van de cirkel geeft aan hoe groot de pan mag zijn die je erop kunt plaatsen.
Door het vlakke oppervlak is deze kookplaat goed schoon te houden. Ook valt de prijs erg mee. Een groot nadeel is dat keramische kookplaten niet energiezuinig werken. Daarnaast gaat het verwarmen en afkoelen van de platen langzaam en is de temperatuur niet nauwkeurig te regelen.

<< Terug naar boven




Inductie koken
Bij de inductiekookplaat zorgt een elektromagnetisch veld voor de verhitting. Na het inschakelen van de kookplaat zie je geen verwarmingselement opgloeien. Ook wordt de plaat niet warm. De warmte wordt pas na het plaatsen van een geschikte pan opgewekt. Wanneer je de pan van de plaat haalt, koelt de plaat snel af. Maar pas wel op dat je de kookzone niet gelijk aanraakt: dat kan brandwonden veroorzaken. De kookzones passen zich aan aan het formaat van de pan.
Het koken op een inductiekookplaat is qua regelbaarheid van de warmtebron vergelijkbaar met het koken op gas. De inductiekookplaat kost meer dan een keramische kookplaat maar is ook beduidend zuiniger met energie.
Inductiekookplaten kunnen worden uitgerust met een “boost”-functie (alleen bij 3 fases) waardoor extreem snel warmte kan wordt opgewekt en bijvoorbeeld een pan water binnen één of enkele minuten aan de kook wordt gebracht.
De magnetische straling van een inductiekookplaat kan een gevaar vormen voor mensen met een pacemaker. Een inductiekookplaat is bij normaal gebruik veilig. Zorg dat hij in goede technische staat is en houd voldoende afstand. De adviezen hiervoor variëren van 30 tot 60 cm afstand.

<< Terug naar boven

Verwarmen - verwarmingssystemen

Op dit moment worden de meeste woningen in Stadseiland verwarmd met een gasgestookte CV installatie op hoge temperatuur (HTV).
De woningen in Stadseiland zijn allen op basis van de isolatie geschikt voor all-electric varianten. All-electric betekent dat alle energie die in huis wordt gebruikt voortkomt uit elektrische bronnen. Een quickscan uitgevoerd door de gemeente Arnhem wijst als meest economisch alternatief voor Stadseiland op all-electric.
Waterstof wordt vaak als alternatief voor aardgas genoemd en zal daarom ook in dit hoofdstuk worden behandeld onder individuele systemen.
Voor toepassing van all-electric zijn meerdere typen verwarming mogelijk, maar in basis is er ook onderscheid tussen individueel en collectief.
 

Individuele systemen

Waterstofgas
Een steeds vaker genoemde oplossing voor de energietransitie, het vervangen van het aardgas in de bestaande gasinfrastructuur voor waterstofgas. Het lijkt logisch maar het is een onrealistische oplossing door een aantal (ook in de toekomst) onoplosbare problemen.

1. De energiedichtheid van waterstofgas is 1/3 deel van aardgas. Er moet dus 3x meer waterstofgas door de bestaande infrastructuur. Of het bestaande gasnet daarvoor geschikt kan worden gemaakt is nog maar de vraag. De kosten voor het aanpassen en het onderhoud zullen bij de consument worden gelegd wat resulteert in hoge jaarlijkse netwerkkosten.

2. Op dit moment is er nauwelijks groene waterstof. Om een substantieel deel van de huidige woningvoorraad met waterstofgas te verwarmen is ca. 23 miljard m³ waterstof gas nodig. Om deze enorme hoeveelheid waterstofgas duurzaam te kunnen produceren moeten er 2.000 windturbines op zee worden bijgebouwd, met elk een vermogen van 8MW. Dat is meer dan 10x de huidige capaciteit op zee.

3. Het omzetten van elektriciteit naar waterstof en vervolgens naar warmte is niet erg efficiënt. Het energiegebruik zal voor een gemiddelde woning met een factor 4 stijgen. Het verwarmen van een woning met waterstofgas kost 4 tot 8 keer meer energie als het verwarmen met een warmtepomp.

Wellicht zal het beperkt inzetten van waterstofgas in de toekomst voor een klein aantal heel specifieke woningen of gebouwen (waardevolle monumenten) een oplossing zijn. Het grootschalig gebruik is echter geen optie. Lees voor meer informatie het artikel Waterstof in de energietransitie.

<< Terug naar boven


 

Warmtepompen
Integenstelling tot wat veel mensen denken is een warmtepomp geen nieuwe en onbekende techniek. De eerste warmtepomp is al in 1857 gebouwd door Peter von Rittinger en vrijwel iedereen heeft al vele jaren één of meerdere warmtepompen in huis in de vorm van een koelkast of een vriezer. Een warmtepomp maakt warmte door middel van expansie en compressie. Te vergelijken met een fietspomp en een spuitbus. Een fietspomp wordt warm wanneer de band wordt opgepomp door het samenpersen (compressie) van de lucht. Een spuitbus wordt koud als deze wordt leeggespoten door expansie.

In de warmtepomp wordt in een gesloten systeem een vloeistof door expansie (uitzetting) een gas en koelt daardoor sterk af. Door hier  "warme" buitenlucht langs te blazen warmt dit gas op en wordt vervolgens samengeperst in een compressor waardoor er warmte ontstaat. Omdat de temperatuur van het gas voor compressie is "verwarmd" door de buitenlucht ontstaat er extra warmte. Die extra warmte kan oplopen tot 6x de hoeveelheid energie die nodig is voor het ventileren en pompen.
Het verwarmen staat tussen haakjes omdat dit verwarmen ook al gebeurt bij 15 graden vorst.
Een warmtepomp is een betrouwbare techniek die in principe minder onderhoud vergt dan een gasgestookte CV ketel en een langere levensduur heeft.
Een warmtepomp maakt veel efficienter warmte dan een gasketel. Het rendement van een warmtepomp kan oplopen tot 1 deel energie levert zes delen warmte ( COP 6 ). Bij een gasketel is dat 1 deel energie  levert 0,8 á 0,9 delen warmte ( COP 0,85 ). Een warmtepomp is dus ruim 6x efficenter dan een gasgestookte ketel.

In de praktijk zet een warmtepomp warmte uit een bron om in warmte voor in huis. Deze bron kan warmte zijn uit de buitenlucht, uit de bodem (een gesloten bron) of uit oppervlakte water. In de warmtepomp zit een vloeistof die al bij zeer lage temperatuur (tot -20 graden) verdampt. De warmte uit de bron zet deze vloeistof in de verdamper om in gas. Een compressor perst deze damp samen waardoor de temperatuur van de damp stijgt. Deze hete damp gaat door een warmtewisselaar en geeft daar zijn warmte af aan het koude water uit de cv-installatie. Door het afgeven van warmte en het verlagen van de druk wordt de damp weer vloeistof en kan het hele proces weer opnieuw beginnen. De energie nodig voor het proces is elektriciteit.  Zie deze video op YouTube voor een heldere uitleg van het systeem.

De efficientie van de warmtepomp neemt toe als de condensatortemperatuur wordt beperkt. Een laag temperatuurinstallatie (LT) is daarom efficiënter dan een hoog temperatuurinstallatie (HT). De woningen in Stadseiland zijn vrijwel allemaal uitgevoerd met een HT CV-installatie maar de praktijk wijst uit dat ook met het standaard afgiftesysteem van radiatoren de woningen warm worden met een systeem wat werkt met temperaturen van 25 tot 50 graden celcius. Het aanpassen van het afgiftesysteem zal echter het comfort verhogen en het energieverbruik verlagen. Dit kan bijvoorbeeld door het aanleggen van vloerverwarming of ( het toevoegen van ) wandverwarming.

Of een woning geschikt is voor een LT warmtepomp kan vrij eenvoudig worden getest: Zet in de winter de CV aanvoertemperatuur op 50 graden celcius. Als de woning in de winter lekker warm blijft dan is de woning in basis voldoende geÏsoleerd voor een warmtepomp. Als het onbehaaglijk of koud voelt moet de isolatie van de woning eerst worden verbetert.
In principe zijn de woningen in stadseiland met een Rc waarde van minimaal 3,5 en HR++ beglazing voldoende geïsoleerd. Een aantal werkgroepleden heeft de aanvoertemperatuur van de CV op 50 graden celcius gezet waarbij de woningen voldoende worden opgewarmd, ook in de koude periode begin 2021. Inmiddels worden een aantal woningen in onze wijk verwarmd met een warmtepomp, zowel woningen met radiatoren als woningen met vloer- of wandverwarming. De woningen worden allen voldoende warm met een aanvoertemperatuur van 28 tot 35 graden celcius, afhankelijk van de buitentemperatuur.

<< Terug naar boven


 

Lucht warmtepomp
De “warmte van buiten” komt van de omgevingslucht. Buitenlucht wordt ingezogen, waarna het energie afstaat aan het klimaatsysteem in de woning. Dit kan via een inblaassysteem (lucht-lucht) zoals luchtverwarming zijn of een water gestuurde verwarming (lucht-water) zoals bij o.a. vloerverwarming. Omdat de woningen in Stadseiland in principe niet zijn voorbereid op een luchtverwarmingssysteem ligt een lucht-watersysteem warmtepomp voor de hand.
Voordeel van zo’n installatie is dat het relatief weinig impact heeft op de omgeving met betrekking tot de realisatie. Er hoeft in principe geen of amper grond te worden geroerd om de energie in de woning te krijgen.
De luchtwarmtepomp kan voor zowel verwarming als koeling worden gebruikt. Doordat de luchtwarmtepomp gebruik maakt van de buitenlucht als energiebron, is deze minder efficiënt als bijvoorbeeld een bodemlus:

• Tijdens koude dagen wil je extra warmte leveren. De koude buitenlucht moet extra worden opgewarmd om het in huis warm genoeg te krijgen. DIt kost extra elektriciteit vergeleken met alternatieven.

• Op warme dagen geldt hetzelfde met bijkomend aandachtspunt dat veel mensen ook in de tuin zijn. De warmtepompen kunnen voor een brommend geluid zorgen, wat niet prettig is.

• Met de aanscherping van het bouwbesluit wordt de maximale geluidsnorm 40 dB voor warmtepompen.

<< Terug naar boven



Ventilatieluchtwarmtepomp
Een ventilatieluchtwarmtepomp maakt, zoals de naam al zegt, gebruik van de warmte uit de ventilatielucht. Het is een warmtepomp zonder buitenunit of bronboring. Via het bestaande afzuigsysteem in de woning (zoals toegepast in Stadseiland) wordt warmelucht uit de leef- en sanitaireruimte gezogen. De warmte in deze lucht wordt door de warmtepomp gebruikt om de woning en het tapwater te verwarmen. Een dergelijk systeem is goed in te passen in het huidige ventilatie en verwarmingssysteem van de woningen. De hoeveelheid warmte die het systeem kan leveren is afhankelijk van de hoeveelheid lucht die wordt ververst waardoor de capaciteit beperkt is. Eventueel kan de capaciteit worden vergroot door naast de ventilatielucht ook buitenlucht te gebruiken. De systemen leveren over het algemeen   uitsluitend lage temperaturen wat vloer of wandverwarming eigenlijk onontbeerlijk maakt. Afhankelijk van de capaciteit kan het als stand alone of als hybridesysteem met een gasgestookte CV en later een lektrische CV worden toegepast.
Fabrikanten zijn onder andere NEFIT Bosch (beperkte vermogen van slechts 1,6kW)  en Nibe
Meer informatie bij Milieucentraal.

<< Terug naar boven



Waterwarmtepomp met een bodemlus (Brine/water)
De bodem heeft op een bepaalde diepte een constante temperatuur. Op een diepte van zo'n 150 meter is dat ongeveer 10 graden celcius. Bij een bodemlus wordt deze constante "warmte" door middel van een vloeistof uit de bodem gehaald. Dat gebeurt door een vloeistof door een gesloten lus met een warmtewisselaar te pompen.  In een boorgat wordt een bodemlus geplaatst, waar een vloeistof doorheen stroomt. Door natuurlijke geleiding vanuit de bodem warmt de vloeistof op of koelt af. Deze energie (koude of warmte) wordt overgedragen aan een warmtepomp in de woning, die vervolgens het klimaatsysteem in huis aanstuurt. Een bodemlussysteem is zeer geschikt voor zowel het efficient verwarmen van de woning in de winter als efficient koelen in de zomer. Het voordeel van een dergelijk systeem is dat er geen buitenunit nodig is zoals bij een lucht warmtepomp en het systeem daardoor stil is.

Zonering verbodsgebied bodemenergie (blauw gearceerd) (bron: WKOtool.nl)	Beschermingszone primaire waterkering (bron: online legger Rivierenland)

Stadseiland valt binnen een restrictie- en een aandachtsgebied ten aanzien van bodemenergiesystemen.
Vanwege de drinkwaterwinning in het Immerloopark is er een boringsvrije zone ingesteld (fig. 1, linker figuur, blauw gearceerd). Bodemenergie is hier uitgesloten. Dit geldt met name voor het gebied ten zuiden van de Charley Bosveldhof.

Aan de noordzijde van Stadseiland valt een groot gebied van de wijk binnen de beschermingszone van de primaire waterkering (de dijk) van de Nederrijn.
De dijk kent verschillende beschermingszones. Woningen aan de dijk vallen binnen de beschermingszone, rest van de woningen in het geel gearceerde deel vallen binnen de buitenbeschermingszone. In basis zijn boringen binnen deze zones uitgesloten. Op basis van de Keur (Waterwet) kan een verzoek worden gedaan om middels een maatwerkvergunning toestemming te krijgen voor een bodemlus.
De woningen binnen de blauwe contour (rechter figuur) vallen buiten zowel de restricties van de boringsvrije zone als de waterkering. Hier kan zeker bodemenergie worden toegepast.

Individuele bronnen zijn kostbaar en het is de vraag hoe de bodemtemperatuur zich ontwikkeld als er veel bronnen in elkaars nabijheid worden geboord. De minimale onderlinge afstand zal moeten worden berekend.
Het waterschap zal niet gelukkig worden indien alle woningen aan de dijk een individuele bodemlus krijgen in verband met het vergroting van de faalkans van de dijk. Om het aantal boringen te reduceren, kan overwogen worden gebruik te maken van bijv. een kleinschalig collectief systeem. Onder andere Itho Daalderop / Trans-id heeft een systeem dat uitgaat van een extra diepe bodemlus, waar 3 tot 5 woningen op kunnen worden aangesloten. Zie hier voor nadere info. Deze toepassing is alleen mogelijk in het noordelijk deel van de wijk, voor het zuidelijk deel van de wijk is een alternatieve energievoorziening nodig in verband met de aanwezigheid van de boringsvrije zone.

<< Terug naar boven




Waterwarmtepomp met een open bron
Een systeem met open bronnen maakt gebruik van twee verschillende bronnen; een warmebron en een koudebron. In de winter wordt water opgepompt uit de warmebron t.b.v. de verwarming van de woning. Het afgekoelde water uit de warmtepomp wordt dan in de koudebron gepompt. In de zomer wordt het systeem omgekeerd en wordt de woning gekoeld met het water uit de koude bron en de warmte in de warmebron gepompt.
Een systeem met twee bronnen is erg kostbaar en alleen rendabel voor collectieve systemen. In een groot deel van Stadseiland is het systeem niet toegestaan t.g.v. het waterwingebied en de dijkzone.

<< Terug naar boven




Hoge temperatuur warmtepomp
Het rendement van een warmtepomp is omgekeerd evenredig met de opgewekte temperatuur. Bij lage temperaturen rond de 30 graden celcius is, afhankelijk van de buitentemperatuur een rendementen te realiseren van 500%. Dat wil zeggen dat 1 kWh elektriciteit 5 kWh warmte levert. Dit wordt ook het COP ( Coefficient of Performance ) genoemd. Een rendement van 500% is een COP = 5.  Het rendement neemt dus af met het oplopen van de temperatuur. Het omslagpunt ligt bij de huisinstallaties meestal rond de 50 á 55 graden celcius, een temperatuur die voor niet of minder goed geïsoleerde woningen te laag is om de woning comfortabel warm te krijgen. Voor deze woningen ligt daarom een kostbare isolatieopgave alvorens ze kunnen worden verwarmt met een warmtepomp.
Er zijn op dit moment wel hoge temperatuurwarmtepompen voor de industrie, deze zijn echter niet geschikt voor individuele woningen, al worden ze wel gebruikt voor collectieve systemen bij bestaande woningen, meestal appartementen.

Er worden echter hoge temperatuur warmtepompsystemen ontwikkeld voor de woningbouw. Onder andere Vattenfall  en dochter Feenstra komen naar verwachting medio 2022, na ruim een jaar testen, met een dergelijke systeem op de markt. De warmtepomp is speciaal ontwikkeld voor de bestaande eengezinswoningen die op dit moment worden verwarmd met een CV installatie met radiatoren en matig zijn geïsoleerd. De warmtepomp kan een temperatuur aan de radiatoren leveren van 80 graden celcius, vergelijkbaar met de aanvoertemperatuur van een gasgestookte CV ketel. Daarnaast levert de warmtepomp ook warm tapwater. De gehele installatie vervangt daarmee 1 op 1 de CV ketel.
De warmtepomp werkt met warmteopslag in een 230 liter vat waardoor de pieken in warmtevraag kunnen worden opgevangen. Daarnaast kan de warmte op momenten worden opgeslagen wanneer de stroom "goedkoop" is of wanneer de eigen zonnepanelen stroom produceren.

Als het systeem op de markt komt kan het in principe worden toegepast in de woningen in Stadseiland.
Voordeel is dat de bestaande CV ketel 1 op 1 kan worden vervangen voor een dergelijke warmtepomp en dat het warmte afgiftesysteem (de radiatoren) in de woning ongewijzigd in tact blijft (waterzijdig inregelen is bij dit systeem een voorwaarde).
Een nadeel is het hogere energieverbruik. Dat verbruik zal worden getemperd door het buffervat maar ligt volgens Vattenfall ca. 30% hoger dan het verbruik van een lage temperatuur warmtepomp. 
De testmodellen zijn uitgevoerd met een buitenunit wat eventueel ook als een nadeel kan worden gezien (geluid en zicht). Mogelijk dat het systeem in de toekomst met een PVT of bronsysteem wordt geleverd.
Het systeem is nog niet op de markt maar naar verwachting liggen de aanschafprijzen iets boven die van een reguliere warmtepomp.
Klik hier voor meer informatie over deze warmtepomp.


<< Terug naar boven




PVT warmtepomp
Een PVT warmtepomp haalt de warmte ook uit de lucht maar maakt gebruik van de warme lucht achter een zonnepaneel. PV staat voor PhotoVoltaic cell (fotovoltaïsche cel of zonnepaneel) en T staat voor warmtewisselaar   Door de instraling van de zon wordt in een zonnepaneel naast elektriciteit ook warmte opgewekt. Een warmtewisselaar achter het paneel gebruikt deze warmte waardoor het paneel wat afkoelt en iets efficienter elektriciteit op wekt. Een goed gedimensioneerd warmtepomppaneel levert voldoende bronenergie voor een all-electric warmtepomp systeem. De opgewekte elektrische energie wordt gebruikt voor de elektrische voeding van de warmtepomp. Een PVT systeem werkt ook bij lage buitentemperaturen en bewolkt weer maar verbruikt in dat geval meer elektrische energie.
De warmtewisselaar kan ook achter bestaande PV panel worden geplaatst.
Het voordeel van een PVT warmtepomppaneel is dat het systeem geen geluidsoverlast veroorzaakt, het is een stil systeem. Een nadeel van een PVT warmtepomppaneel is het uiterlijk, op met name een zichtbaar dak (schuindak / pannendak zoals er veel zijn in onze wijk) komt een vrij dik pakket met leidingen. Een aandachtspunt is een goede dimensionering van het systeem met een minimaal aantal panelen.
Klik hier voor een promotiefilm op YouTube van Triple Solar.


<< Terug naar boven




Waterwarmtepomp oppervlaktewater
In plaats van de warmte in de buitenlucht of van bodemwarmte kan ook gebruik worden gemaakt van de warmte van oppervlaktewater. In en bij Stadseiland liggen verschillende waterpartijen met in potentie voldoende warmte zoals de waterlopen door de wijk en de Nederrijn. Toch is het niet rendabel of toegestaan de warmte uit het oppervlaktewater te onttrekken. In oppervlaktewater zijn altijd organismen aanwezig. Dit kan heel klein zijn maar ook groter zoals vissen. De filteringssystemen die nodig zijn voor een goede werking zijn zo kostbaar in aanleg maar met name in onderhoud dat een dergelijk systeem (zonder grote subsidies) niet rendabel is. Daarnaast zijn de waterlopen in de wijk in omvang en massa te klein om een groot deel van de woningen te verwarmen. Door het onttrekken van warmte aan het water zal het water onverantwoord koud worden en wordt de biotoop verstoort. De Nederrijn heeft wel voldoende capaciteit maar het doorbreken van de dijk voor aan-en afvoerleidingen zal voor het waterschap niet acceptabel zijn.

<< Terug naar boven




Hybride warmtepomp
Een hybride warmtepomp combineert een lucht warmtepomp voor de basislast warmte en voor de piek (en tapwater) heeft het aanvullend een HR ketel. Dit is geschikt voor:

• Huizen die (nog) niet volledig zijn ingericht voor een LT verwarmingssysteem.

• Huizen met weinig tot geen dakoppervlak voor het plaatsen van PV

• Minder goed geïsoleerde huizen, met bijstoken van gas kan je hogere temperaturen laten circuleren door het verwarmingssysteem

• Bij voorkeur in combinatie met LT verwarming, maar het is ook mogelijk dit met traditionele afgiftesets te doen

toepassing van een hybride WP geldt met name als tussenoplossing waarbij je nog steeds gebruik maakt van een gasaansluiting. Aangezien nu wordt gekeken naar het ‘van gas los’ voor de wijk is dit een minder wenselijk systeem.
De CV gasketel kan op termijn echter ook worden vervangen voor een elektrische CV ketel zodat er toch een gasloos all electric systeem ontstaat. Voordeel is dat de warmteafgiftesystemen in de woning niet hoeven te worden vervangen. De warmtepomp zorgt voor een groot deel van het jaar voor warmte en warmwater. Nadeel is dat de elektrische CV ketel niet erg efficient is. Het hogere energieverbruik wordt echter beperkt tot de echt koude periodes van het jaar.



<< Terug naar boven




Infrarood panelen
Infrarood (IR) panelen zijn net als warmtepompen een all-electric verwarmingssysteem. Infrarood panelen werken anders dan ‘gewone’ radiatoren, die de lucht in de hele ruimte verwarmt (convectieverwarming). IR-panelen geven stralingswarmte af naar een bepaalde plek in de kamer (bijvoorbeeld je werktafel of de zithoek). Zit je in de stralingswarmte, dan voelt dat comfortabel, ook al is de luchttemperatuur om je heen lager. Maar als je bij het warmtepaneel wegloopt, is de warmte ook weg. IR-panelen zijn minder geschikt als hoofdverwarming maar kunnen uitstekend dienst doen als bijverwarming en is met name interessant voor ruimtes waar minder gebruik van wordt gemaakt. Optioneel te gebruiken voor het verhogen van het comfort bij toepassing van een LT verwarmingssysteem om het snel warmer te krijgen.
Voordelen van IR-panelen:
- Alleen een stroomaansluiting nodig.
- Geen ruimte inname (muren / vloer blijven vrij)
- Zeer snel warmte

Nadelen van IR-panelen:
- Energieverbruik veel hoger dan een warmtepomp
- Totale kosten (energie + aanschaf) zijn over 20 jaar ruim 20% hoger dan een warmtepompinstallatie
- Lokale warmte, buiten het stralingsvlak geen warmte.

<< Terug naar boven





Elektrische CV ketel
Als alternatief voor een warmtepomp kan de gasgestookte CV ketel worden vervangen door een elektrische CV ketel. Voordeel is dat de afgifte installatie in de woning niet hoeft te worden vervangen. Belangrijk nadeel is het hoge energieverbruik waardoor de totale kosten gedurende de levensduur veel hoger zijn dan een warmtepomp en daarmee ook veel minder duurzaam. Ander nadeel is dat de elektrische CV ketel niet kan koelen en geen warmwater kan maken waardoor een elektrische boiler of doorstroomtoestel moet worden geplaatst.

<< Terug naar boven


 

Pellet kachel
Een pellet kachel is een houtkachel waarbij samengeperste houtkorrels (pellets) worden verbrand. Een automatisch systeem doseert en brengt de pellets naar de pellet kachel, die de cv verwarmt en zo de radiatoren van warm water voorziet.
Een pelletkachel is een hoog temperatuursysteem, net als een CV ketel op gas. Voordeel is dat de reguliere huisinstallatie met radiatoren niet hoeft te worden aangepast. Een groot nadeel is de uitstoot van CO₂ en fijnstof door het verbranden van hout. In een woonwijk geeft de verbranding van hout overlast en is niet wenselijk. Per 2020 is het systeem uitgesloten van subsidie. Een pellet kachel is geen duurzame en geen schone oplossing.

<< Terug naar boven


 

Collectieve systemen

Collectieve systemen gaan in principe uit van een vorm van centrale opwekking (denk aan een ketelhuis) vanwaar met leidingen warm en koud water naar de woningen gaat. Binnen dit type systemen zijn meerdere keuzes mogelijk, elk met zijn eigen voor- en nadelen.
Belangrijk bij collectieve systemen is dat het merendeel van de bewoners meedoet om de kosten beter te kunnen dragen.
Hieronder worden meerdere varianten besproken en wordt afgesloten met concepten die in een eerste quickscan haalbaar lijken te zijn voor Stadseiland.


Warmtenet – Stadswarmte

Een warmtenet, ook wel stadsverwarming genoemd, is onderdeel van een totaal energiesysteem. Dit systeem is op te delen in een warmtebron, distributie en aflevering.
Warmtenetten zijn vooral geschikt op plaatsen waar er veel vraag naar warmte is op een klein oppervlak zoals steden. De grootte varieert van lokale netten (dus een net in een buurt) tot regionale netten (een net voor meerdere gemeenten). Soms is een lange leiding nodig om de warmte te transporteren van een grootschalige bron naar de afnemers.
De duurzaamheid van warmtenetten hangt vooral af van de warmtebron. Ook de warmteverliezen in de leidingen spelen een belangrijke rol.
Er zijn verschillende temperatuurniveaus voor warmtenetten. Bij warmtenetten met een lage temperatuur zijn de warmteverliezen lager. Er is dan wel een betere isolatie nodig in de aangesloten woningen, en er zijn soms speciale afgiftesystemen nodig.
Een aantal wijken in Arnhem zijn aangesloten op het warmtenet van Vattenfall. De warmtebronnen zijn de AVR afvalverbranding in Duiven, de Veolia biomassacentrale op de Kleefsewaard en een aantal hulp warmtecentrales.
Op dit moment ligt er geen warmtenet dicht bij Stadseiland en er zijn ook geen plannen Stadseiland aan te sluiten op het warmtenet.
Voordelen van een warmtenet:

• Bewezen techniek

• Hoog temperatuursysteem waardoor de infrastructuur en afgiftesysteem in de woning gehandhaafd kan blijven (geen grote aanpassingen in de woning)

Nadelen van een warmtenet:

• Geen keuzevrijheid voor warmtelevering, dus ook geen marktwerking.

• De huidige warmtewet koppelt de prijs aan de gasprijs waardoor stijgende kosten voor verwarming. Dit wordt in de toekomst aangepast.

• Ervaringen / gevoel: duurder dan alternatief ondanks het Niet Meer Dan Anders-principe ( NMDA )
   

<< Terug naar boven




Bodemenergie – WKO

Open bodemenergiesystemen, ook wel WKO (warmte-koudeopslag) genoemd, bestaat in basis uit 2 grondwaterbronnen. Van deze bronnen wordt 1 bron ingericht als warme bron en de ander als koude bron.
In de winter wordt grondwater uit de bodem onttrokken, waarna het zijn warmte via een warmtewisselaar afstaat aan de woningen. Tijdens de warmteafgifte, neemt het koude op van de woningen. Dit afgekoelde grondwater wordt vervolgens in de koude bron opgeslagen.
In de zomer wordt het koude grondwater opgepompt en staat het zijn koude af aan de woningen en neemt warmte op. Dit opgewarmde grondwater wordt weer opgeslagen in de warme bron.
Een warmtepomp waardeert de warmte uit de bodem op tot een voor gebouwen bruikbaar niveau. De warmte die in de winter gebruikt wordt, moet in de zomer weer worden aangevuld (balans). Dit kan door gebouwen in de zomer te koelen, en door actief warmte in de bodem te brengen.
 
Aandachtspunten bij een WKO:

• Restricties als bij bodemlus (zie individuele installaties)

• Er moet een ringnet worden aangelegd in de wijk

• Het onderhoud

• Esco (outsourcen / wijkcollectief)

• Warmte regeneratie

• Bivalent (opties)

• Technische ruimte

Energy Service Company - ESCo

Een ESCo is geen collectief installatiesysteem maar een bedrijf of een organisatievorm die de complexiteit van het opzetten van collectieve systemen kan organiseren en (laten) uitvoeren, de aanleg financiert of zorgt voor financiering en die het risico draagt.  In een prestatiecontract worden afspraken tussen de ESCo en de opdrachtgever vastgelegd m.b.t. bijvoorbeeld energiebesparing of warmtelevering. Er is geen vaste vorm voor een ESCo maar in grote lijnen komt het neer op het volgende:
De ESCo zorgt er voor dat, in het geval van Stadseiland, de woning van warmte wordt voorzien voor een bepaalde periode (bijvoorbeeld 15 jaren) tegen een vaste prijs per eenheid (bijvoorbeeld de kosten in euro's per geleverde kiloJoule warmte). De ESCo verzorgt voor deze levering de complete infrastructuur en de noodzakelijke installaties.
De ESCo kan een commercieel bedrijf zijn - zoals een adviesbureau of een installatiebedrijf - maar kan ook bestaan uit eigenaren die een aandeel hebben in de ESCo of een combinatie daarvan. Voorwaarde is dat de ESCo kennis van zaken heeft, zowel installatietechnisch als juridisch. De ESCo zal onderzoeken welk systeem het meest geschikt is voor de levering van energie of warmte en zal de systemen en installaties (laten) aanleggen, financieren en subsidies aanvragen..
Een ESCo kan worden opgezet voor een groot collectief project zoals bijvoorbeeld de levering van warmte aan een substantieel deel van de woningen in onze wijk.

Het voordeel van een ESCo is dat de huiseigenaren niet hoeven te investeren in het aanpassen van de warmtebron in hun woning. De ESCo zorgt voor de aanleg tot in de woning. Afhankelijk van het contract en de  warmtelevering (hoog- of laagtemperatuur) zal het afgiftesesteem in de woning wel moeten worden aangepast door de huiseigenaar. Gedurende de looptijd weet de eigenaar welk bedrag per eenheid energie moet worden betaald aan de ESCo die daarvoor een energie- of warmtemeter in huis plaatst. Tijdens de looptijd zal de ESCo de installaties en infrastructuur beheren en onderhouden en is verantwoordelijk voor de levering. De ESCo is in principe systeemonafhankelijk.

Het nadeel van een ESCo is het rendement wat de ESCo als commercieel bedrijf moet hebben voor het eigen businessmodel en de aflossing van financiering. Voor een gezonde businesscase is voor het bedrijf een marge (winst) nodig. Deze marge wordt betaald door de huiseigenaar. Dit is vergelijkbaar met het leasen van een product wat uiteindelijk altijd duurder is dan de aanschaf omdat het leasebedrijf er aan moet verdienen. Als de huiseigenaren kunnen participeren in de ESCo (aandelen) zal een deel van de winst terug vloeien naar de eigenaren. Een aandeel nemen brengt echter ook risico's; als de ESCo verlies draait zal dit door de aandeelhouders moeten worden gedragen. Een ander nadeel is de situatie na afloop van het contract. Er zal dan een nieuw contract moeten worden afgesloten waarbij de voorwaarden ongewis zijn.

Een ESCo bedrijf in Arnhem is EScom future energy.

<< Terug naar boven

Verwarmen – afgiftesystemen in de woning

Om comfortabel te kunnen leven in een woning moet de gevoelstemperatuur binnen een bepaalde bandbreedte liggen. In de regel wordt de luchttemperatuur van de betreffende ruimte verwarmd door convectie (warmtestroming van de lucht), of wordt het lichaam verwarmd door radiatie (infrarode straling) of een combinatie daarvan.
De radiatie en convectie gebeurt d.m.v. een warmteafgifte element zoals bijvoorbeeld een radiator. Het soort afgifte element is afhankelijk van de  aanvoer temperatuur van een CV of het ontbreken daarvan. De meeste woningen in Stadseiland hebben een hoog temperatuur verwarming (HTV) systeem. In de meeste woningen zijn de afgifte systemen, de radiatoren en convectoren ontworpen op een watertemperatuur tussen de 60 en 80 graden Celsius.  Een warmtepomp is het meest efficiënt als de condensatortemperatuur wordt beperkt. Dat betekent een lage temperatuur verwarming (LTV) waarbij de aanvoertemperatuur niet hoger is dan 50 graden Celsius (bijvoorkeur nog wat lager). Woningen die zijn voorzien van vloerverwarming zijn geschikt voor een LTV. De afgiftesystemen in de meeste woningen zullen echter moeten worden aangepast of worden uitgebreid.

Radiatoren

Bij een HTV systeem zijn de radiatoren op een temperatuur van 60-80 graden ontworpen. Door het grote temperatuurverschil tussen de radiator en de omgevingslucht vindt er een relatief grote warmteoverdracht waardoor het afgifteoppervlak van de radiator relatief klein kan zijn. Als de aanvoertemperatuur wordt verlaagd naar 45-50 graden celcius zal het afgifteoppervlak veel groter moeten worden. Voor LTV systemen zijn specifieke radiatoren ontworpen met een groter oppervlak en ventilatoren. Het vervangen van de bestaande radiatoren is mogelijk maar in principe moet dan ook de aan- en afvoerleiding worden vergroot wat in de regel een grote impact heeft.
Om de afgifte van de bestaande radiatoren te verbeteren zijn ventilatorsystemen ontwikkeld die aan de onder- of bovenzijde van de radiator kan worden gemonteerd.

<< Terug naar boven

 

Vloerverwarming

Een vloerverwarming is per definitie een laagtemperatuurverwarming en geschikt voor verwarming en koeling. Het achteraf aanbrengen van vloerverwarming is mogelijk maar erg ingrijpend als het in de cementdekvloer wordt aangebracht. Een alternatief is een nieuwe vloer aanbrengen over de bestaande vloer in een droogbouw vloerverwarmingssysteem. Het vloerniveau wordt in dat geval 25-30mm verhoogd waardoor de aansluitingen bij deuren, puien en trappen problemen geeft.
Een ander alternatief; elektrische vloerverwarming is sterk af te raden door het hoge energiegebruik.

<< Terug naar boven

 

Wandverwarming

De meeste woningen in Stadseiland hebben een lange wand in de woonkamer (de wand met de buren). Deze wand kan vrij eenvoudig worden voorzien van wandverwarming; een voorzetwandsysteem van 18 mm gipsvezelplaat voorzien van een buissysteem wat de wand koelt of verwarmd. De voeding kan vanuit de kelder (bij de dijkwoningen) of de kruipruimte onzichtbaar door de woonkamervloer worden geboord en via een verdeler worden gevoed door een warmtepomp. Een compleet systeem wordt o.a. geleverd door variotherm of door Riho climate systems uit Vorden. Het voordeel van een wandverwarming is het comfort. De bestaande radiatoren kunnen worden gehandhaafd en eventueel in de zomer (bij koeling) worden dichtgedraaid. Eventueel kan een wandverwarming worden voorzien van leemstuc wat de vochtbalans reguleert en daarmee het comfort in de woning verbetert.  Op de slaapverdieping is wandverwarming moeilijker te realiseren door de verschillende korte wanden. Voor dergelijke ruimtes kunnen, ook vanwege het gebruik, stralingspanelen interessant zijn.

<< Terug naar boven

 

Stralingspanelen

Infrarood (IR) panelen zijn net als warmtepompen een all-electric verwarmingssysteem. Infrarood panelen werken anders dan ‘gewone’ radiatoren, die de lucht in de hele ruimte verwarmt (convectieverwarming). IR-panelen geven stralingswarmte af naar een bepaalde plek in de kamer (bijvoorbeeld je werktafel of de zithoek). Zit je in de stralingswarmte, dan voelt dat comfortabel, ook al is de luchttemperatuur om je heen lager. Maar als je bij het warmtepaneel wegloopt, is de warmte ook weg. IR-panelen zijn minder geschikt als hoofdverwarming maar kunnen uitstekend dienst doen als bijverwarming en is met name interessant voor ruimtes waar minder gebruik van wordt gemaakt. Optioneel te gebruiken voor het verhogen van het comfort bij toepassing van een LT verwarmingssysteem om het snel warmer te krijgen.

Voordelen van IR-panelen:
- Alleen een stroomaansluiting nodig.
- Geen ruimte inname (muren / vloer blijven vrij)
- Zeer snel warmte

Nadelen van IR-panelen:
- Energieverbruik veel hoger dan een warmtepomp
- Totale kosten (energie + aanschaf) zijn over 20 jaar ruim 20% hoger dan een warmtepompinstallatie
- Lokale warmte, buiten het stralingsvlak geen warmte.

Klik hier voor een informatieve video over stralingspanelen.

<< Terug naar boven
 

Warm tapwater

De gasgestookte CV combiketel verwarmt de woning via de CV maar zorgt ook voor warmtapwater in de woning. Als deze ketel uit de woning verdwijnt zal het tapwater op een andere wijze moeten worden verwarmt. Hiervoor zijn verschillende mogelijkheden.


Electrische boiler
Een eenvoudige en beproefde mogelijkheid is een elektrische boiler. Dit is een geïsoleerd vat met een bepaalde hoeveelheid water. In het vat zit een elektrische warmtespiraal die het water tot een ingestelde temperatuur opwarmt.
Het voordeel van een elektrische boiler is de eenvoudige techniek, de relatief lage aanschafprijs, de eenvoudige installatie, dat het vat op nagenoeg elke plek in het huis kan worden geïnstalleerd en een lange levensduur heeft.
Een belangrijk nadeel is het hoge energieverbruik van een elektrische boiler.

<< Terug naar boven




Warmtepompboiler
Een warmtepompboiler is een vat waarin het water wordt opgewarmd met een warmtepomp die onderdeel is van het apparaat zelf. Het water wordt dus opgewarmd met de warmte uit de omgevingslucht of in enkele gevallen buitenlucht. De warmtepompboiler is veel efficienter dan een boiler met een elektrische verwarmingselement en verbruikt daardoor veel minder energie. In aanschaf is een warmtepompboiler veel duurder dan een conventionele elektrische boiler maar er zijn forse subsidies beschikbaar voor warmtepompboilers waardoor de aanschafprijs fors wordt gereduceerd. 
Een warmtepompboiler gebruikt de warmte uit de lucht waardoor de lucht rondom de boiler afkoelt. Dit stelt eisen aan de ruimte waarin de boiler wordt geplaatst. Er zijn boilers die de buitenlucht gebruiken, daarvoor moet het mogelijk zijn een aanzuigkanaal naar buiten aan te kunnen leggen. Een warmtepompboiler kan ook worden aangesloten op de mechanische ventilatie van de woning (type C). De warmte uit de afgezogen lucht wordt dan gebruikt om het boilervat te verwarmen.
Klik hier voor het systeem van Atlantic.
Klik hier voor een informatieve YouTubevideo over warmtepompboilers van Ketelklets.

<< Terug naar boven




Zonneboiler
Een zonneboiler verwarmd het water in een vat d.m.v. zonne-energie. Een zonnecollector verwarmd in een gesloten systeem een warmtedragende vloeistof waarmee via een warmtewisselaar het water in het vat wordt verwarmd. Ook in de winter wekt het systeem nog warmte op maar om altijd over voldoende warmwater te beschikken op de gewenste temperatuur zal een zonneboiler moeten beschikken over een bijverwarming door een warmtepomp of een elektrische warmtespiraal. Het systeem bestaan uit een buitenunit; de zonnecollector en een boilervat in de woning.

<< Terug naar boven




Doorstroomverwarmer
Een oplossing zonder opslag is een doorstroomverwarmer die koud water via een spiraal verwarmd. In principe moet het apparaat, om verliezen te voorkomen, dicht bij het afnamepunt (kraan) worden geplaatst. In de bestaande woningen kan dit lastig te realiseren zijn.  Een voordeel t.o.v. de elektrische boiler is dat het spiraal alleen verwarmd bij een warmwatervraag en daardoor minder energie verbruikt.

<< Terug naar boven




Gecombineerde systemen met warmtepomp
Naast de hierboven beschreven systemen zijn er combinatiesystemen gekoppeld aan het ventilatiesysteem (zie hieronder), een zonnecollector of een combinatiewarmtepomp die zowel het huisverwarmd als het warme tapwater.

<< Terug naar boven

Aanpassingen in de woning

Isoleren
De trias Energetica is een strategie om een energiezuinig gebouwontwerp te maken. De eerste stap is het beperken van energieverbruik door verspilling tegen te gaan. Voor onze woningen betekent dit te zorgen dat er zo min mogelijk warmte uit de woning lekt.
Als er in een woning een laagtemperatuurverwarming d.m.v. een warmtepomp wordt toegepast moet de isolatiewaarde van de woning goed zijn. Een warmtepomp werkt het meest efficient als de compressortemperatuur (zie bij warmtepomp) niet te hoog is. Bij een temperatuur boven 50 á 55 graden celcius wordt de efficientie van een warmtepomp snel lager en nadert een COP van 1,5. De Coefficient Of Performance COP is een waarde die volgt door de geleverde energie te delen door de verbruikte energie. Een COP van 1,5 geeft dus een rendement van 150%. Bij een lagere compressortemperatuur van 25 á 30 graden celsius loopt de waarde snel op naar 4 á 5.
Om warmtelekken op te sporen zijn de woningen thermografisch onderzocht en onderworpen aan een blowerdoortest. Zie hiervoor onder woningonderzoek. Hieruit kan worden afgeleid welke maatregelen getroffen kunnen of moeten worden.
In principe zijn de woningen in stadseiland met een Rc waarde van 3,0 voor de gevels, 3,5 voor de daken en de vloeren en HR++ beglazing met een U waarde van 1,7 redelijk goed geïsoleerd. De kierdichting vergt nog wel wat aandacht. Een compressortemperatuur van ca. 45 á 50 graden celcius met een gemiddelde COP van 3 á 3,5 moet mogelijk zijn in onze woningen zonder grote aanpassingen aan de schil.
Om een hogere COP te halen zullen aanpassingen zoals extra isoleren en tripleglass noodzakelijk zijn. Vraag is of de kosten daarvoor opwegen tegen de baten. In financieel opzicht op dit moment zeker niet.
Aanvullend isoleren van de gevel kan door de luchtspouw in de spouwmuur vol te spuiten met bijvoorbeeld een PU isolatiemateriaal. Kanttekening daarbij:

• Aanvullende isolatie is slechts ca. 2 cm (beperkte winst in isolatie van 3,0 naar max. 3,5 m²K/W)

• Mogelijk vochtproblemen. Omdat de spouw niet meer wordt geventileerd is er kans dat het buitenblad nat blijft. Aansluitingen bij kozijnen kunnen daardoor nat blijven waardoor houtrot van kozijnen kan ontstaan.

• Mogelijk geluidsproblemen (geluidslek met de buren) omdat de bouwkundige onderbrekingen in de gevel en de bouwmuren worden opgevuld.

• Het mogelijk dicht spuiten van woonruimte van vleermuizen.

• Afhankelijk van het vulmiddel het onmogelijk maken van recycling van de minerale wol en gevelsteen in de toekomst (circulariteit).

<< Terug naar boven




Ventilatiesystemen
Voor een goed binnenklimaat is ventilatie essentieel. Het constant sluiten van de ventilatieroosters in de gevel is dan ook niet aan te raden. Het ventilatiesysteem in de woningen van natuurlijke toevoer en mechanische afvoer is in principe goed maar niet erg duurzaam. Met name het afzuigen van warme lucht uit de woning en naar buiten afvoeren is jammer.
De ventilatieroosters geplaatst in het glas laten gedoseerd verse buitenlucht de woning in stromen. De lucht heeft bij binnenstromen de temperatuur van buiten. Dat is in principe geen probleem en de lucht wordt opgewarmd door de aanwezige lucht in de vertrekken. Het kan in de wintermaanden minder comfortabel zijn en kost iets meer energie omdat de verwarmingsinstallatie deze afkoeling van lucht moet compenseren. Bij vorst kunnen de roosters op de woonverdieping worden gesloten maar de roosters op de slaapverdieping moeten zeker in dat geval geopend blijven om voldoende verse lucht de woning in te brengen.
De huidige mechanische afvoerbox blaast de warme lucht uit de woning direct naar buiten. Het is zinvol deze te vervangen voor een ventilatiebox die de warmte uit de lucht haalt en gebruikt voor de verwarming van de woning of het warmwater. Er zijn inmiddels ventilatieboxen die dit kunnen zoals de DucoBox Eco . Aandachtspunt is de temperatuur van de af te voeren ventilatielucht van ca. 5 graden Celcius wat tot condensatie en daarmee vochtproblemen kan leiden.

<< Terug naar boven