Page content

article content

Hoe werkt een warmtepomp?

Hoe werkt een warmtepomp? Dat is een interessante vraag want het lijkt een hocus-pocus machine. Hoe kun je van 1 kW energie 4 kW maken, want dat presteert een warmtepomp. We komen dan meteen bij basis natuurkunde; de wet van behoud van energie. Je kunt niet zomaar ergens energie vandaan toveren. Het komt altijd ergens vandaan. In het geval van een warmtepomp gaat het om warmte energie. De temperatuur van elk willekeurig object is een bron van energie. Als je die energie eruit haalt (omzetten) dan daalt de temperatuur van dat object.
Haal je bijvoorbeeld energie uit water dan daalt de temperatuur van dat water en kan het dus ook bevriezen. De energie die je eruit haalt verdwijnt niet, maar wordt ‘verplaatst’ naar een vloeistof in de warmtepomp.
Een warmtepomp haalt energie uit lucht of water en pompt die in je verwarmingswater. Een koelkast doet eigenlijk precies het zelfde, maar dan andersom. Daarin wordt de temperatuur verlaagd door de warmte uit het apparaat naar buiten te pompen. Je merkt dit aan het warme zwarte rooster dat je achterop elke koelkast of vriezer vindt.
Het principe van een warmtepomp is dus helemaal niet nieuw, maar de toepassing voor woning verwarming is wel relatief nieuw. In Nederland zijn we allemaal in de jaren 50 van de vorige eeuw aan het aardgas gegaan, waardoor de noodzaak om alternatieve verwarmingsbronnen te zoeken laag was. Aardgas verbrand schoon en kan door eenvoudige apparaten omgezet worden in warmte. Nieuwe ontwikkelingen komen dus hoofdzakelijk uit het buitenland, waar ze hout, steenkool of olie stoken.

Het voordeel van een warmtepomp is het lage verbruik aan elektrische energie. De energie komt dus hoofdzakelijk uit water of lucht. Maar hoe zit dat dan, de warmtepomp levert toch energie, waarvoor verbruikt ze dan ook energie? Dat komt door de compressorpomp die er in zit. Die pomp wordt aangedreven door elektriciteit. De compressie en ontspanning van het medium in de machine haalt de warmte uit lucht of water. Een koelkast raakt die warmte kwijt via het zwarte rooster achterop. Een warmtepomp brengt die warmte over op water van het verwarmingssysteem. Hier komt dus de toverformule terug; 1 kW aan elektrische energie kan 4 kW aan warmte energie opleveren. De warmte wordt dus door het apparaat uit lucht of water gehaald.

      

Als de warmte uit lucht wordt gehaald dan is het een lucht-water warmtepomp en, je raad het al, bij water is het een water-water warmtepomp. Die laatste variant ken je van de verhalen over diepe geothermische grondboringen (soms tot wel 100 m diep). Dan wordt de warmte dus uit diep grondwater gehaald, waar de temperatuur 11 a 12 graden is. Bij een open geothermisch systeem wordt het grondwater gebruikt, terwijl een gesloten systeem de warmte via gesloten leidingen overneemt. De open systemen stuiten vaak op bezwaren van het waterschap of natuurbescherming, omdat we dat water schoon willen houden.
Een lucht-water warmtepomp haalt de warmte letterlijk uit lucht, via een grote radiator met ventilator. Zo’n apparaat lijkt erg veel op een airco machine. Beide systemen hebben voor- en nadelen. Vanwege de aanschafkosten is een lucht-water pomp vaak de eerste keus. Het apparaat maakt geluid (ongeveer 32 dB) en staat daarom vaak op afstand van het huis, of ergens achter op een dak. Nieuwere machines worden gelukkig steeds stiller.
Een geothermische water-water pomp vraagt om vergunningen en heeft een grote installatie omvang.  Het rendement is hoger, maar wordt pas echt rendabel als er meerdere huizen op aangesloten zijn. Een groot voordeel is de mogelijkheid om warmte op te slaan in de grond. De warmte in de zomer wordt de grond in gebracht en opgeslagen in het grondwater, op 100 meter diepte. In de winter kan die warmte weer omhoog gehaald worden. ’s Zomers heb je dan meteen prettige koeling van je huis!
Een lucht-waterpomp slaat geen warmte op.

Er zijn allerlei systemen op de markt die de nadelen van beide oplossingen proberen op te lossen. Je kunt bijvoorbeeld een leidingnet ondiep in het grondwater leggen (3 meter diep) over een groot oppervlak. Of je slaat de warmte op in een groot ondergronds bassin met water. Er zijn inmiddels in Duitsland ook experimenten met ijs. Een grote kelder met water wordt door de warmtepomp in de zomer afgekoeld tot ijs. In de winter draait men het proces om en gebruikt men de extra energie die de transformatie van ijs naar water oplevert.

Voor alle warmtepompen geldt dat de temperatuur van het water die ze leveren maximaal circa 40 graden is. Dat is te weinig voor normale radiatoren. Daarom zie je warmtepompen vaak in combinatie met vloer- of wandverwarming. Een groot oppervlak geeft dan toch voldoende warmte af. Mijn ervaring met warmtepompen is positief, mits ze goed zijn ingeregeld en aangelegd. Het is belangrijk dat ze op dezelfde temperaturen en vermogens draaien en niet door de bewoners ‘ontregeld’ kunnen worden. Ze werken optimaal in hoogwaardig geïsoleerde huizen die weinig warmte verliezen. Dan zijn de temperatuur fluctuaties klein en kan de pomp het goed bijhouden. Je wordt dan beloond met een lage energie rekening en leven ‘off grid” zonder gas aansluiting. Uiteraard wek je de benodigde elektra zelf op met zonnepanelen, dan is het rendement helemaal positief.

 

Comment Section

2 reacties op “Hoe werkt een warmtepomp?


Door Frans van Beek op 12 augustus 2017

rolf, goede uitleg die voor iedereen te begrijpen is


Door Vincent Rondwijk op 1 augustus 2018

Bedankt voor de verduidelijking. Ben zelf ook aan het overwegen om een warmtepomp aan te schaffen, maar was nog altijd op zoek naar een goede uitleg van de techniek erachter. Ook voor leken is deze tekst goed te begrijpen, erg fijn! Het gaat me helpen bij het maken van een keuze!

Plaats een reactie


*


background: rgba(255, 255, 255, 0.73);