Hoe werkt een warmtepomp?

Warmtepompen zijn het duurzame en milieuvriendelijke alternatief voor cv-ketels op gas. Een warmtepomp verwarmt je huis en voorziet in warm water, terwijl er nauwelijks of geen gas wordt verbruikt. Hoe een warmtepomp precies werkt, leggen we je graag uit in dit artikel.  

Verplaatsen van warmte

Een warmtepomp wint warmte uit de lucht, de bodem of het grondwater en zet dit om in bruikbare energie. Dit proces waarin warmte omgezet wordt in energie kunnen we het best uitleggen aan de hand van een concreet voorbeeld: de koelkast.

Een koelkast gebruikt elektriciteit om een ruimte te koelen, dit gebeurt als volgt: binnen in de koelkastleidingen circuleert een vloeistof. De koelende werking van de koelkast wordt veroorzaakt door verdamping van deze vloeistof. Om de vloeistof te laten verdampen wordt warmte aan de binnenkant van de koelkast onttrokken. De damp die ontstaat wordt daarna weer samengeperst en vloeibaar gemaakt onder het vrijkomen van warmte. Die warmte voel je aan het zwarte rooster op de achterkant van de koelkast. Voor het afvoeren van de warmte uit de binnenkant van de koelkast naar de achterkant is dus elektrische energie nodig. Het hart van de koelkast bestaat dus uit een warmtepomp.

Natuurlijk verschillen een koelkast en een warmtepomp van elkaar. In een koelkast wordt de warmte uit de lucht afgevoerd naar de buitenkant van de koelkast. Bij een warmtepomp wordt de warmte uit de lucht, bodem of het grondwater juist versterkt en gebruikt om een ruimte te verwarmen, het principe blijft echter hetzelfde

De werking van een warmtepomp

De bron die een warmtepomp gebruikt, bijvoorbeeld de lucht of grondwater, heeft een relatief lage temperatuur. Te laag om een woning mee te verwarmen. De buitenkant van de warmtepomp vangt de aanwezige warmte uit deze bronnen op, verplaatst deze en verhoogt de temperatuur om zo de woning met het binnendeel te kunnen verwarmen.

MONOBLOC

Hierbij zijn twee natuurkundige principes van belang; verdampen en condenseren. In een warmtepomp bevindt zich een koudemiddel, deze vloeistof neemt energie op en staat die energie onder andere omstandigheden weer af. Het koudemiddel onttrekt dus warmte uit de buitenlucht. Ook wanneer de buitentemperatuur erg laag is kan een warmtepomp toch warmte uit de buitenlucht opnemen. Het koudemiddel beschikt namelijk over de eigenschap om al bij lage temperatuur te verdampen.

Het koudemiddel haalt de warmte dus uit de bron, verdampt onder lage druk en wordt vervolgens gasvormig. Dit gas wordt met behulp van een compressor in het buitendeel van de warmtepomp rondgepompt, waardoor de druk verder toeneemt en de temperatuur stijgt. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om, via een warmtewisselaar, een ruimte en/of water te verwarmen. Daarna wordt de druk in het warmtepompsysteem weer verlaagd, het koudemiddel wordt weer als vloeistof getransporteerd naar het buitendeel van de warmtepomp en de cyclus begint opnieuw.

Rendement

Warmtepompen behalen door hun efficiënte manier van verwarmen hoge rendementen. Deze worden berekend aan de hand van de coëfficiënt of performance (COP). Deze COP geeft de verhouding weer tussen de energie die de warmtepomp afgeeft (warmte), en de energie (elektriciteit) die de warmtepomp verbruikt. Alleen de elektriciteit die de warmtepomp verbruikt voor het oppompen brengt kosten met zich mee. De COP van de meeste warmtepompen ligt daardoor tussen 4 en 6. Dat wil zeggen dat de warmtepomp in staat is om 4 tot 6 kWh aan warmte te produceren voor elke kWh elektriciteit die het van het elektriciteitsnet opneemt. Dit is ook te lezen als een rendement tussen 400% en 600%.

SPLIT