HOE WERKT EEN WARMTEPOMP?

Door Technische Unie
14 oktober 2020

Een warmtepomp is de meest milieuvriendelijke manier om een huis te verwarmen en warm tapwater te verkrijgen. Maar hoe wérkt een warmtepomp precies?

Een warmtepomp gaat zeker vijftien jaar mee, net zo lang als een HR-ketel, maar heeft minder onderhoud nodig. Hij vervangt de HR-ketel die op gas werkt. Omdat u met een warmtepomp minder of zelfs geen gas gebruikt, daalt de uitstoot van CO2 met vijftig procent.

Een warmtepomp wint zijn warmte uit lucht, bodem of grondwater

De warmtepomp wint warmte uit de bodem, de lucht of het grondwater. Daarna zet hij dit om in bruikbare energie om uw huis te verwarmen. Een warmtepomp gebruikt elektriciteit. Het stroomverbruik in huis neemt dan ook toe, terwijl het gasgebruik afneemt. Neem bijvoorbeeld een lucht/water warmtepomp: tijdens het verwarmen onttrekt deze warmtepomp energie uit de buitenlucht.

De energie pompt hij in het buitendeel op naar een bruikbaar niveau voor verwarming, waarna het systeem de warmte afgeeft in de ruimte. Hier liggen de bekende natuurkundige processen aan ten grondslag: verdampen en condenseren.

De werking van een warmtepomp

Tussen het buitendeel en het binnendeel van het warmtepompsysteem stroomt een koudemiddel. Met behulp van een compressor in het buitendeel, wordt dit koudemiddel rondgepompt. Voorop staat dat hij de warmte van een lage naar een hoge temperatuur brengt. En dan zodanig dat deze kan dienen als verwarming.

Met behulp van het koudemiddel onttrekt de warmtepomp warmte aan de buitenlucht. Dit koudemiddel heeft de bijzondere eigenschap dat het al verdampt bij een heel lage temperatuur. Hierdoor kan een warmtepomp zelfs bij een heel lage buitentemperatuur toch bruikbare warmte uit de buitenlucht opnemen. Het koudemiddel haalt warmte uit de buitenlucht doordat het verdampt onder lage druk en dit vormt zich tot een soort gas.

In een gesloten systeem pompt hij vervolgens het aanwezige gas rond en verhoogt hij de druk. Het resultaat is dat het warme gas condenseert bij de hoge temperatuur en verhoogde druk, waardoor warmte vrijkomt. Deze warmte geeft hij af aan de lucht of een watercircuit. Vervolgens staat hij dit af in de ruimte. Als dit gebeurt, verlaagt hij de druk in de condensor weer, transporteert het koudemiddel als vloeistof naar het buitendeel en neemt hij weer nieuwe energie uit de buitenlucht op. En zo herhaalt de cyclus van de warmtepomp zich steeds opnieuw.

Kortom: het winnen van warmte bij een lage temperatuur en het afgeven van deze warmte bij een hogere temperatuur is mogelijk door:

  • Warmte winnen: koudemiddel bij lage temperatuur laten verdampen door de druk te verlagen. Vloeistof wordt gas.
  • Warmte afgeven: koudemiddel (in gasvorm) bij een hoge temperatuur laten condenseren door de druk te verhogen. Gas wordt weer vloeistof en er komt warmte vrij die het systeem gebruikt voor verwarming.

Wat zijn de onderdelen van een warmtepomp?

Een warmtepompsysteem bestaat uit drie onderdelen:
een bron, de warmtepomp en het afgiftesysteem.

1. Bron
De bron is het systeem waaraan de warmtepomp zijn energie onttrekt. Warmte in de winter en kou in de zomer. Zo kan de bodem een bron zijn. Maar ook grondwater, oppervlaktewater of  (ventilatie) lucht. Bodembronnen noemt men ook wel Warmte- en Koude Opslag (WKO) systemen.

2. Warmte
Een warmtepomp ziet er per situatie verschillend uit. Een warmtepomp heeft altijd een binnen-unit. Deze lijkt op een beetje op een HR-ketel. Hoe het buitendeel van de pomp eruit ziet is afhankelijk van de soort pomp. Ook maakt elke warmtepomp gebruik van een koudemiddel om de warmte van de bron te winnen en in de woning te krijgen.

3. Afgiftesysteem
In een verwarmingssysteem verplaatst warmte vooral in de vorm van warm water dat met een pomp wordt rondgestuurd. Het afgiftesysteem zorgt voor de verspreiding van deze warmte. De meeste afgiftesystemen gebruiken drie principes om warmte te verspreiden: (warmte)straling, convectie en geleiding. 

meer over...