Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp haalt eenvoudig gezegd warmte (of energie) uit de omgeving – bijvoorbeeld uit de lucht, het water of de bodem – en geeft deze warmte binnenshuis af. Een warmtepomp kan gemakkelijk en efficiënt een hoog niveau van thermisch comfort in huis bereiken. Er zijn in principe drie verschillende soorten warmtepompen:

• Luchtwarmtepompen (lucht/water warmtepompen) halen warmte uit de buitenlucht.

• Waterwarmtepompen (water/water warmtepompen) halen warmte uit het oppervlakte- of grondwater.

• Bodemwarmtepompen (geothermische warmtepompen) halen warmte uit de bodem.

De structuur van een warmtepomp bestaat uit drie componenten waarmee het warmtepompsysteem werkt:

• De energiebron (lucht, aarde, bodem), waaraan de energie uit de omgeving wordt onttrokken.

• De warmtepomp, die de onttrokken omgevingswarmte benut door middel van warmtepomptechnologie.

• Het warmtedistributie- en opslagsysteem, dat de warmte opslaat of verdeelt in de woonruimtes.

Je kunt per type warmtepomp makkelijk herleiden wat de energiebron is en wat het afgiftesysteem is. In het eerste deel wordt de verwijzing gemaakt naar de bron en in het tweede deel naar het afgiftesysteem. Een voorbeeld: bij een lucht/water warmtepomp is de lucht de energiebron en water verwijst naar het afgiftesysteem.

Bij een lucht/water warmtepomp dient de buitenlucht als energiebron. De werking van de lucht/water warmtepomp volgt hetzelfde schema als alle andere warmtepompen, in die zin dat een koudemiddel de omgevingswarmte absorbeert. In een lucht/water warmtepomp wordt omgevingslucht aangezogen door een ventilator. De lucht gaat vervolgens door een warmtewisselaar, waar het koudemiddel verdampt. Het gas dat hierdoor ontstaat wordt vervolgens samengeperst door de compressor. Hierdoor ontstaat warmte, welke wordt afgegeven aan het afgiftesysteem. Dit proces verloopt via het warmtepompcircuit en omvat dus dezelfde vier stappen als die we hierboven al hebben benoemd. Een bepalende factor in dit proces is de temperatuur van de energiebron. De luchttemperatuur is niet constant, maar verandert met het seizoen. Hierdoor ontstaan temperatuurverschillen die het warmtepompsysteem moet compenseren. Hoe kouder de buitenlucht die wordt aangezogen, hoe meer de temperatuur in het koudemiddelcircuit moet worden verhoogd, zodat de energie gebruikt kan worden voor de productie van verwarming en warm water.

Goed om te weten: Een warmtepompboiler gebruikt ook lucht als energiebron. Soms is dat de buitenlucht, maar vaak ook de restwarmte uit de ventilatielucht die in huis aanwezig is. Deze restwarmte van technische installaties kan worden gebruikt om warm water te maken. Daarom wordt deze variant warmtepompboiler genoemd. Een warmtepompboiler kan dus niet worden gebruikt voor het verwarmen van je woning.

Een water/water warmtepomp gebruikt thermische energie uit grondwater als warmtebron. Om te kunnen functioneren heeft de zogenaamde grondwaterwarmtepomp twee putten nodig: een ‘zuigput’, die het grondwater onttrekt, en een ‘absorptieput’, die het gebruikte water terug de grond in brengt. De werking van de water/water warmtepomp is, zoals bij alle typen warmtepompen, gebaseerd op een gesloten koelmiddelcircuit. In dit geval absorbeert het koudemiddel de thermische energie van het grondwater en maakt het bruikbaar voor ruimteverwarming in de warmtepompcyclus. Grondwater heeft constant hoge temperaturen. Daarom wordt de water/water warmtepomp beschouwd als de meest efficiënte warmtepomp.

De werking van een geothermische warmtepomp is gebaseerd op het principe van geothermische energie. Dit verwijst naar de thermische energie die in de bodem is opgeslagen. De bodem warmtepomp gebruikt thermische energie uit de bodem als energiebron. De functie van bodem warmtepomp wordt mogelijk gemaakt door bodemsondes of bodemcollectoren. Deze sondes en collectoren onttrekken warmte aan de ondergrond en zetten deze in de warmtepompcyclus om in bruikbare energie voor verwarming en warmwaterbereiding. Om de geothermische energie aan te boren, zijn grondwerken of diepe boringen nodig. De temperatuur van de energiebron is cruciaal voor de efficiëntie en de werking van een warmtepomp. In de bodem is de temperatuur het hele jaar door relatief constant. Daardoor werkt de geothermische warmtepomp bijzonder efficiënt.

Ondanks lagere buitentemperaturen werkt een warmtepomp zelfs in de winter betrouwbaar. Dit komt doordat er constante temperaturen heersen in de grond en het grondwater, ongeacht het seizoen. Zelfs bij buitentemperaturen in de lucht onder 0 °C is de werking van de warmtepomp in de winter mogelijk en zuinig dankzij het hoge rendement. Als er extreme temperaturen tot -20 °C optreden, wordt er tijdelijk een elektrische verwarming als back-up ingeschakeld. Op deze manier kan de warmtepomp zelfs bij zeer lage buitentemperaturen nog voldoende warmte leveren zonder aan efficiëntie in te leveren. Als alternatief kan een warmtepomp ook als hybride systeem worden gebruikt in combinatie met een gasketel, die de piekbelasting in de winter overneemt.

Het voordeel van een warmtepomp is dat het het enige verwarmingssysteem is dat zowel kan verwarmen als koelen. Op die manier kun je het hele jaar door goed gebruikmaken van je warmtepomp en heb je geen extra airconditioning in huis nodig. Als je warmtepomp een omkeerbare warmtepompfunctie heeft, kun je je kamers in de zomer koelen met een warmtepomp. Bij veel modellen kan achteraf ook een koelfunctie worden ingebouwd. Het belangrijkste is dat het verwarmingssysteem optimaal is afgestemd op de warmtepomp-airconditioner. Wand- of vloerverwarmingssystemen zijn het meest geschikt voor koeling met een warmtepomp.

Koelen met een warmtepomp werkt op dezelfde manier als warmteopwekking, maar dan via een omgekeerd koelmiddelcircuit. Hierbij wordt de warmte van het verwarmingssysteem naar buiten afgevoerd, waardoor het verwarmingssysteem afkoelt. Het koeleffect van een omkeerbare warmtepomp is echter niet zo sterk als dat van een airconditioner.

Nefit Bosch werkt samen met de beste specialisten bij jou in de buurt. Vraag vrijblijvend een afspraak aan om de beste opties in kaart te brengen voor jouw situatie.