Onderweg naar #vangaslos: ruim 2 jaar met infraroodverwarming

ACHTERGROND, LONGREAD - Zoals ik vorige keer schreef hebben we inmiddels ruim 2 jaar infraroodverwarming van het Nederlandse bedrijf ThermIQ als hoofdverwarming. Een keuze waar ik anderhalf jaar geleden al over schreef en die ons nog steeds bevalt en die behoorlijk wat bezoek op mijn weblog oplevert. Tijd om weer eens wat dieper op onze infraroodpanelen in te gaan. Want bij de huidige gasprijzen kunnen ze naar mijn mening zeker een alternatief of aanvulling zijn, waarmee het gasverbruik te verlagen is. In ons geval van 600-700 m3 aardgas naar 150-200 m3 aardgas, en volgend jaar gaan we naar nul kuub aardgas met DeWarmte 🙂

Hoe werkt infraroodverwarming?

Conventionele radiatoren verwarmen de lucht in de hele ruimte door middel van convectie. Infrarood panelen zetten elektriciteit om in infraroodstraling. Bij straling (radiatie) is sprake van warmteoverdracht tussen twee lichamen, die niet met elkaar in aanraking zijn zonder gebruik te maken van een tussenstof. Het ene lichaam is warm en geeft daardoor veel elektromagnetische straling af en verliest zo warmte, en het andere lichaam absorbeert een deel van de binnenkomende straling en zet die om in warmte. De bekendste warmtestraling is de zonnestraling, die zich in het bereik UV-straling, zichtbaar licht en infraroodstraling laat opdelen. Stralingswarmte is een slecht begrepen vorm van verwarming, tegelijkertijd is infrarood misschien wel de effectiefste weg naar aardgasvrij.

Straling wordt niet geabsorbeerd door de lucht en verwarmt alle voorwerpen en muren/plafonds. Deze stralen terug naar mensen in de woning. Een persoon voelt warmte door overdracht van de hem direct omringende lucht, en stralingswarmte van alle voorwerpen en muren in de ruimte. Een goed voorbeeld van stralingswarmte is zonnewarmte in de sneeuw. Dit is tegelijkertijd een extreem voorbeeld want sneeuw reflecteert heel veel zonnestraling. Een infraroodpaneel gaat dit effect niet evenaren, de werking is wel vergelijkbaar. Leveranciers stellen dat infraroodstralingspanelen bij een 2 tot 3 graden lagere luchttemperatuur hetzelfde comfortniveau kunnen bieden als convectieverwarming. Per graad lagere temperatuur daalt het energieverbruik voor verwarming met ongeveer 6%. Er is nog geen goed kwantitatief onderzoek gedaan naar dit effect. Het onderzoek vanuit de landelijke TKI regeling Urban Energy heeft onvoldoende resultaten opgeleverd op dit punt, maar laat wel zien dat het energieverbruik lager ligt dan bij verwarming met cv-ketels.

Situatie huis

We wonen in een rijtjeshuis van 119 m2 met bouwjaar 1991 en energielabel A (Rc waardes van de muren nog steeds 2,5, maar zonnepanelen doen ook wat voor je energielabel). We hebben al de nodige maatregelen in huis genomen, van een zonneboiler tot zonnepanelen en HR++ ramen op de zuidzijde van de zolder. Voordat we overschakelden op infraroodverwarming verbruikten we rond de 700 m3 aardgas per jaar voor verwarming en warm water (omgerekend zo’n 6.800 kWh aan aardgas, waarvan 5.600 kWh voor verwarming), en rond de 3.300 kWh elektriciteit. Ons aardgasverbruik lag laag doordat we een deel van ons warm water opwekken met behulp van een zonneboiler. Onze stroom wekken we op met zonnepanelen op ons dak (2.300 kWh) en met 3 winddelen (1.500 kWh).

De volgende stap waar we voor stonden was de vraag hoe we ons gasverbruik verder zouden verminderen. Daarbij hadden we grofweg twee opties, die in prijs ongeveer even duur waren. Ofwel een ronde isolatie a 20.000 Euro: 10.000 Euro investeren in een beter geïsoleerde schuifpui, 5.000 Euro voor nieuwe Veluxramen en 5.000 Euro voor het beter isoleren van de spouwmuren. Verwacht effect op ons energieverbruik: 20 tot 30% besparing op het gasverbruik voor verwarming (110 tot 180 m3 aardgas) en een huis waarvan de schil gereed is voor lage temperatuurverwarming, bv m.b.v. een warmtepomp. Of een kleine 10.000 Euro investeren in het installeren van infraroodverwarming in alle kamers in ons huis en daarmee ongeveer 500 m3 aardgas besparen. Aangezien ik wel van een experiment hou en de infraroodverwarming in onze badkamer goed bevalt viel de keuze twee jaar geleden op de infraroodverwarming.

Inmiddels hebben we de Velux ramen overigens vervangen en bereiden we de volgende stappen voor: vervangen van de schuifpui en een riothermie warmtepompboiler van De Warmte. Met deze laatste hopen we onze laatste 150 m3 aardgas kwijt te raken.

Een volledig overzicht van alle maatregelen die we hebben genomen sinds we hier wonen vind je hier.

Installatie en investeringskosten

We hebben in totaal 8 infraroodpanelen van ThermIQ in ons huis. 6 stuks van 1.100 Watt en 2 van 550 Watt, in totaal 7.700 Watt (7,7 kW). Deze vervangen onze Remeha Calenta CW5 met een vermogen van 6.600 tot 31.200 Watt (6,6-31,2 kW), waarbij het piekvermogen van de cv-ketel vooral voor warm water bedoeld is.

Onze infraroodpanelen worden aangestuurd via de BeNext app. Daarmee zijn ook de maximale vermogens per infraroodpaneel in te stellen, ’s nachts staan de panelen in de slaapkamer bijvoorbeeld op maximaal 20%. De totale kosten voor 8 infraroodpanelen in ons huis, inclusief installatie en aanpassing van de elektriciteitsmeter waren ongeveer Euro 8.700,-. Een beetje handige klusser (de categorie waar ik niet toe behoor) kan de infraroodpanelen zelf installeren. Wij hebben het laten doen, wat in totaal twee dagen werk was.

Onze woning is volledig voorzien van infraroodverwarming van ThermIQ met aansturing van Benext. Configuratie:

Ervaringen comfort

De ervaringen met het comfort van de infraroodverwarming zijn positief. De warmte is aangenaam en de infraroodpanelen weten het huis goed warm te houden. Net als bij een hr-ketel heeft het systeem een halve graad temperatuurschommeling. Bij het uitschakelen van het systeem en het afkoelen valt het wel op dat het comfort sterk daalt als de temperatuur zo´n 0,4 graden gedaald is. Een zelfmodulerend systeem dat de stralingssterkte automatisch verlaagd als de gewenste temperatuur is bereikt en een kleinere temperatuurschommeling zouden het comfort sterk kunnen verbeteren. Nu zet ik de panelen op koude dagen handmatig weer aan als de temperatuur met 0,3 tot 0,4 graden gedaald is. Daarbij hou ik het vermogen lager, zodat de temperatuur niet oploopt maar we wel het comfort van de warmtestraling hebben.

Ervaringen gebruiksgemak

De aansturing van de panelen gebeurd bij ons thuis via BeNext. Een verbetering tegenover de oude klokthermostaat die we in de badkamer gebruikte. Wat ook een verbetering is is dat we de temperatuur met infraroodverwarming per ruimte kunnen regelen. Met thuiswerken en gesloten scholen was dat een zeer prettige bijkomstigheid. Wat ook fijn is is dat de temperatuur via een app op de telefoon aan te passen is, waardoor we bijvoorbeeld bij een weekje weg de verwarming al een paar uur voordat we naar huis gaan aan kunnen doen.

De infraroodpanelen reageren vlot, wat betekent dat we de basistemperatuur op de slaapkamers laag kunnen houden (15 graden). Door de grote mate van straling in de warmtemix is het binnen 10 tot 15 minuten comfortabel op de kinderkamers. Het verwarmen van de grotere werkkamer op zolder vergt met 15 tot 30 minuten wat meer tijd voordat het comfortabel is. Nu we de zolder dagelijks gebruiken als werkplek is deze ook binnen 10 tot 15 minuten op temperatuur.

Het bedienen van BeNext is eenvoudig, maar het goed instellen vergt wel wat ontdekken en uitproberen. De panelen worden standaard enkel 100% aangeschakeld op het moment dat een ruimte verwarmd moet worden. Dat is in ons geval, behalve bij stevige vorst, veel te veel stralingswarmte om comfortabel te zijn. Het is ook veel te veel stralingswarmte als het enkel gaat om vorstbeveiliging in een ruimte.

Naast het instellen van de klokthermostaat per ruimte met de gewenste temperatuur heb ik daarom ook regels aangemaakt waarmee de verschillende infraroodpanelen een ingestelde stralingssterkte krijgen die varieert per ruimte en dagdeel. ’s Nachts gaan ze niet harder dan 20% aan, in de ochtend gaan de keuken en de eethoek op 50% aan en de zithoek in de woonkamer slechts 30%. Bij het avondeten staan alle hoeken op 50%, ’s avonds laat gaat de zithoek wat hoger naar 70% en de keuken en de eethoek naar 40%. Mocht het teveel of te weinig blijken op een avond dan is elk paneel traploos verstelbaar in stralingssterkte. Hierdoor is de ruimte comfortabel te maken, zonder de temperatuur van de hele kamer te hoeven verhogen.

Energieverbruik verwarming

Het energieverbruik van onze woning over de laatste twee is lastig te vergelijken, doordat ons stookgedrag fors gewijzigd is. Een winter thuiswerken heeft ons energieverbruik fors verhoogd. Om een betere vergelijking te kunnen maken heb ik daarom een splitsing gemaakt in het energieverbruik van woonkamer, badkamer en hal (de basis die ieder jaar verwarmd wordt) en de slaapkamers en zolder (de extra ruimtes).

Onderstaande tabel laat het langjarig gemiddelde zien van ons verbruik met hr-ketel en met infraroodverwarming in een standaardjaar in het klimaat van 1901-1930. Dat wil zeggen in een jaar met gemiddelde 3.172 gewogen graaddagen. Het gemiddelde in de periode 1991-2020 lag 8% lager op 2.924 gewogen graaddagen.

In bovenstaande tabel is goed zichtbaar dat er een duidelijk verschil zit in het verbruik van verwarmen met aardgas en het verwarmen met infraroodverwarming. Ons energieverbruik voor het verwarmen van de basis is met 45% gedaald. Doordat we afgelopen jaar meer thuis zijn geweest is ons basisverbruik over de laatste 12 maanden met 1,24 kWh/graaddag 12% hoger dan het langjarig gemiddelde. Dat is nog steeds 39% lager dan het langjarig gemiddelde met aardgas.

W/E Adviseurs komt in haar onderzoek op een gemiddeld gebruik voor woningen met infraroodverwarming van 40 kWh/m2. Daar zitten we duidelijk onder. Dat is niet verrassend want ook met aardgas waren we al zuinig. Waar W/E spreekt van ca. 90 kWh/m2, zaten wij op 54 kWh/m2. Waarbij ik het vermoeden heb dat W/E Adviseurs voor een standaardklimaatjaar eerder uit zal gaan van het aantal gewogen graaddagen in de periode 1991-2020 dan van het hogere aantal in de periode 1901-1930. Per persoon komt W/E Adviseurs uit op gemiddeld 1.350 kWh per jaar, waarbij 50% tussen de 930 en 1.720 kWh/jaar zit. Daar blijven we ruimschoots onder.

Als we naar het totale energieverbruik voor verwarming kijken verandert het beeld eigenlijk niet. Het energieverbruik met aardgas stijgt dan met 7%, het energieverbruik van infraroodverwarming met 11%. Wat begrijpelijk is, omdat de uitschieter van 2013 met aardgas door de lange meetperiode van 10 jaar redelijk glad gestreken wordt. Voor infrarood is de meetperiode veel korter, waardoor de impact van een jaar thuiswerken op het langjarig gemiddelde energieverbruik veel groter is. Nog steeds zitten alle verbruiken aan de onderkant van de cijfers die W/E Adviseurs noemt.

Onderstaande grafiek laat de ontwikkeling van het verbruik per gewogen graaddag zien. Zowel per maand, als per jaar en langjarig. Er zijn twee jaren waarin we het hele huis hebben verwarmd en er dus een groot verschil is tussen het basis verbruik en het totaal verbruik. Het gaat om 2013 en 2021.

Onderstaande grafiek laat zien hoe het energieverbruik in een standaardjaar zich sinds 2011 ontwikkeld heeft. Waarbij ik ook twee verwachtingen heb toegevoegd op basis van het Cegoia model van CE Delft. Meer daarover vind je in dit eerdere bericht.

Stookkosten

Met de huidige stijgende kosten voor aardgas is het interessant om te weten wat infraroodverwarming met je stookkosten doet. Onderstaande tabel laat de stookkosten op jaarbasis zien in een gemiddeld jaar in 1901-1930 tegen de tarieven voor 2022.

Het is duidelijk dat de stookkosten door gebruik van infraroodverwarming licht stijgen (3% voor onze basisverwarming, 7% voor de totale verwarming). Het effect van onze zonnepanelen en winddelen is hierin niet meegenomen. Anders dan aardgas kan je elektriciteit namelijk wel zelf opwekken.

De tabel hieronder laat zien hoeveel we op onze energierekening besparen door klimaatverandering en hoeveel door hoeveel door het weer van de afgelopen 12 maanden.

De warmere winters schelen ons 8% op onze stookkosten, oftewel ruim 100 Euro. Doordat de afgelopen 12 maanden warmer zijn dan de afgelopen 30 jaar besparen we nog eens 8% op onze stookkosten, wederom ruim 100 Euro. De stookkosten op basis van het werkelijk aantal gewogen graaddagen liggen daarmee 16% lager. Doordat we afgelopen jaar meer thuis zijn geweest verbruiken we in basis 12% meer elektriciteit dan op basis van het langjarig gemiddelde mag worden verwacht. Daardoor zijn onze werkelijke stookkosten 167 Euro hoger.

CO2 emissie

Voor degene die vinden dat het enkel om CO2 uitstoot zou moeten gaan laat onderstaande grafiek de ontwikkeling van onze CO2 uitstoot va verwarming zien. De blauwe lijn laat zien wat de CO2 emissie is op basis van het gas en de elektriciteit die we inkopen. De rode lijn laat zien wat de CO2 uitstoot is van elektriciteit en gas op basis van de landelijke emissiecijfers voor gas en elektriciteit van onbekende oorsprong. In beide gevallen is te zien dat de CO2 uitstoot gedaald is. Ter vergelijking de door ons zelf opgewekte en ingekochte elektriciteit heeft een CO2 emissiefactor van 12,9 gram CO2/kWh. Het netgemiddelde was in 2020 volgens Martien Visser 306 gram CO2/kWh.

Vermogen

Op Twitter maakt dit berichtje het een en ander los. Onder een deel van de reageerders leven vragen over het vermogen dat we nodig hebben voor onze verwarming en de impact die dat heeft op het elektriciteitsnetwerk. Op basis van hoofdrekenen schatte ik op Twitter in dat onze verwarming tussen de 2,6 en 3,3 kilowatt (kW) aan piekvermogen nodig heeft. Ter vergelijking: onze zonnepanelen leveren maximaal 2,1 kW. Bestaande wijken zijn meestal uitgelegd op gemiddeld 1 – 1,5 kW vermogen per woning. In het onderzoek van W/E Adviseurs, waar ik eerder al over schreef, wordt het benodigd vermogen van infraroodverwarming als een van de aandachtspunten benoemd als infrarood voor hele wijken of buurten ingezet wordt. Daarom hieronder een aantal voorbeelden van typische dagen.

De eersten van afgelopen week, waarbij we enkel de zolder extra verwarmen. De kinderen zijn naar school, dus de slaapkamers worden niet meer gestookt. Op donderdag 25 november verbruikte we per uur ongeveer 1,5 kWh, met een piek van bijna 2,5 kWh tijdens het eten en afwassen. Daarmee zitten we dus aan de bovenkant van de 1 – 1,5 kW waarop het elektriciteitsnetwerk in onze wijk (bouwjaar 1991) waarschijnlijk is uitgelegd.

In onderstaande grafiek is te zien dat de piek om 19u veroorzaakt wordt door de verwarming. De kachel opstoken in de badkamer en halve graad voor de avond erbij in de woonkamer doen wonderen voor het benodigd vermogen. Gedurende de hele dag blijft het benodigde vermogen op een uur na onder de 1,5 kWh. De piek in vermogen voor verwarming lag op 25 november op 2,1 kW. Hoger dan waarop het netwerk is uitgelegd, lager dan waar ik met hoofdrekenen op uitkwam.

Ter vergelijking voor de netbelasting ook een zonnige dag in juni. Ook niet echt een lekker vlak profieltje met onze zonnepanelen en ik vermoed de droger of oven in de ochtend.

Vermogen afgenomen en teruggeleverd op 7 juni 2021.

Op Twitter was er speciale aandacht was er over de elektriciteitsafname en het vermogen van onze verwarming op 7 februari van dit jaar. Aangezien twitterdraadjes nooit zo’n lang leven beschoren zijn voeg ik de grafiekjes hieronder toe. Het maximale vermogen dat we op 7 februari nodig hadden lag op 3,92 kW.

Totaal vermogen per uur op 7 februari 2021

Voor verwarming lag ons maximale vermogen op 3,35 kWh. In mijn berekening op twitter was ik uitgegaan van het vermogen dat we afgelopen 2 jaar maximaal nodig hebben gehad voor onze woonkamer en badkamer.

Vermogen verwarming op 7 februari 2021

Op 7 februari hebben we echter ook andere ruimtes verwarmd in huis. Het grootste deel van de dag hebben we onze entree (koudelek) en zolder verwarmd. Toch komt het benodigde vermogen slechts 1 uur boven het door mij berekende maximum uit. Het is dus goed mogelijk dat mijn hoofdreken sommetje aan de hoge kant zit.

Verbruik per ruimte op 7 februari 2021. Niet gemeten is al het elektriciteitsverbruik dat niet voor verwarming is bedoeld: koken, verlichting, apparatuur.

In bovenstaande grafiek valt goed te zien dat de verschillende panelen individueel in te stellen zijn. Het verbruik in de zithoek is het hoogst, terwijl de speelhoek die dag minder gebruikt en dus ook minder verwarmd is. Ook valt goed te zien dat onze voordeur een tochtgat van jewelste is. De thermostaat staat daar overdag op een vaste temperatuur. Toch is bijna 6 kWh nodig geweest om de hal op temperatuur te houden.

Conclusie

In mijn ervaring kan infraroodverwarming prima als hoofdverwarming dienen, maar je kan er ook een of enkel ruimtes mee verwarmen. Wij zijn ooit begonnen met de badkamer, omdat we ontevreden waren over de cv-ketel in combinatie met radiatoren en klokthermostaten. We hebben daarna overwogen om kamer voor kamer uit te breiden, maar hebben in 2019 besloten in een keer de sprong te maken en alle ruimtes er mee uit te rusten.

Infraroodverwarming levert een besparing op het energieverbruik op en het is muisstil. Het energieverbruik ligt hoger dan dat van woningen die beter geïsoleerd zijn en waarvan de kierdichting beter op orde is. Je kunt ons energieverbruik dan ook niet vergelijken met dat van een woning die tot nul-op-de-meter of pluswoning is gerenoveerd. De investeringskosten liggen met minder dan 10.000 Euro ook een stuk lager dan voor dergelijke concepten. Voor een vergelijking van energieverbruik, efficiency en kosten voor vergelijkbare woningen verwijs ik naar Duits onderzoek van eerder dit jaar.

In combinatie met de afname van groene stroom levert infraroodverwarming ook minder CO2 uistoot op dan met een hr-ketel. Een besparing op de energierekening blijkt voor ons lastiger te realiseren zolang er nog gebruik gemaakt wordt van aardgas voor warm water. Na dik twee jaar met infraroodverwarming zijn wij echter nog steeds tevreden.