Werking warmtepomp

Geschiedenis van de warmtepomp

Het principe van de warmtepomp bestaat reeds meer dan 100 jaar maar het is pas tijdens de energiecrisis in de jaren 70 van vorige eeuw dat er schot kwam in de verdere ontwikkeling van warmtepompen en dit vooral in huishoudelijke apparaten zoals koelkasten en diepvriezers. Toen werd er ook al gekeken naar de mogelijkheden om warmtepompen in te zetten als extra energiebron in de woning maar door de dalende energieprijzen in de jaren ‘80 en het gebrek aan goede collectorvloeistof (deze collectorvloeistof brengt de warmte van de omgeving over naar je woning) werd er weinig vooruitgang geboekt.

In de 20ste eeuw veranderde dit echter langzaam omdat het milieuaspect belangrijker werd. Het zoeken naar alternatieve en hernieuwbare energiebronnen ter vervanging van de fossiele brandstoffen mazout en gas was begonnen. Naast de doorbraak in de technologie van zonnepanelen en zonneboilers werden ook de warmtepompen een meer dan betaalbare energiebron voor de meeste huishoudens. De combinatie maakt huidige woningen bijna energieneutraal.

Hoe werkt een warmtepomp?

Een object dat warmer is dan haar omgeving zal haar warmte afgeven aan deze omgeving en zelf afkoelen. Het transport van warmte is niet één op één. Er is een verlies aan energie omdat er arbeid verricht wordt om de warmte te verplaatsen ( tweede hoofdwet van de fysica ).

De werking van een warmtepomp is vergelijkbaar maar ook omgekeerd. Ongeacht het soort warmtepomp ( bodem/water, water/water of lucht/water ) neemt een warmtepomp warmte op bij lage temperaturen en geeft deze warmte terug af bij hoge temperaturen.

Een warmtepomp steunt daarvoor op vier fysische verschijnselen:

1. bij condens komt warmte vrij;
2. bij verdamping wordt er warmte ontnomen aan de omgeving;
3. het kookpunt van een vloeistof is afhankelijk van de druk van deze vloeistof. Hoe hoger de druk, hoe hoger het kookpunt;
4. temperatuur van gas stijgt onder druk;

Een warmtepomp zal dus vloeistof ( collectorvloeistof ) bij lage temperaturen laten verdampen en bij hoge temperatuur te laten condenseren. Bij lage temperaturen moet het kookpunt worden verlaagt en bij hoge temperaturen dient het kookpunt net verhoogt te worden. Een warmtepomp kan het kookpunt van de collectorvloeistof aanpassen door de druk op de vloeistof aan te passen met een compressor/pomp en een smoorventiel. De compressor kan de druk verhogen en het smoorventiel laat de druk vallen.

Al dit geleverde werk kost energie en er is ook een natuurlijk verlies ( geluid, niet opgeslagen warmte, infraroodstraling, … ) Ondanks dit verlies en de nood aan energie voor de geleverde arbeid, levert een warmtepomp meer warmte dan bijvoorbeeld mazout, gas of elektriciteit. Het aantal keer meer energie dat een warmtepomp ophaalt, drukt men uit in COP (Coëfficiënt Of Performance). In veel gevallen heeft een warmtepomp een COP van 4 of meer. Dit betekent dat de warmtepomp 4 maal meer energie aflevert dan het verbruikt.

Soorten warmtepompen: de aanwezige warmte bij de invoer

Het grote verschil tussen warmtepompen is waar de warmte wordt onttrokken. Hoe hoger en constanter de reeds aanwezige temperatuur, hoe minder energie er verloren gaat om tot aan de gevraagde temperatuur te komen. In België zijn de bodem/water warmtepompen dus in het voordeel. In warmere, zuidelijke landen zoals Italië of Spanje kan een warmtepomp met luchtaanvoer ook een hoog rendement halen.