Een warmtepomp is een duurzame oplossing voor de verwarming van je huis én de voorziening van warm tapwater. Een warmtepomp werkt op elektriciteit, wat betekent dat er geen gebruik gemaakt hoeft te worden van gas. De warmtepomp is energie-efficiënt en een goed alternatief voor de cv-ketel. Maar hoe werkt een warmtepomp nu precies?

Waar haalt de warmtepomp zijn warmte vandaan?

In basis is de werking van een warmtepomp heel eenvoudig: de warmtepomp pompt warmte. Dit principe kennen we eigenlijk al heel lang, het wordt namelijk ook ingezet bij de werking van onze koelkast. Net als bij de koelkast haalt het de warmtepomp warmte uit zijn omgeving. In een koelkast wordt warmte onttrokken aan de binnenkant van de koelkast, waardoor de temperatuur in de kast daalt, en de onttrokken warmte lucht wordt aan de achterkant uitgeblazen.

Ook een airco werkt op deze manier: de airconditioning onttrekt warmte uit je kamer, waardoor de temperatuur daalt en voert de warme lucht naar buiten af. Je koelkast en airco zijn dus ook warmtepompen! De warmtepomp die wij gebruiken voor de verwarming van ons huis en warmwatervoorziening werkt op dezelfde manier, maar dit systeem onttrekt warmte aan de buitenlucht en geeft dit binnen het verwarmingssysteem af voor de verwarming van de huis. Hij pompt de warmte dus van buiten naar binnen.

Type warmtepompen

Als we het hebben over de warmtepomp die we gebruiken ter vervanging van de traditionele cv-ketel, dan hebben we het over een lucht/water-warmtepomp. Deze warmtepomp bestaat uit een aantal onderdelen die aan elkaar geschakeld zijn.

Waaruit bestaat een warmtepomp?

De buitenunit van de warmtepomp staat, de naam zegt het al, buiten. De buitenunit haalt warmte uit de buitenlucht en geeft deze door aan de binnenunit in huis. Voor het proces van verwarmen gebruikt de unit een koudemiddel die ervoor zorgt dat een warmte van de buitenlucht van een lage temperatuur naar een hoge temperatuur wordt gebracht. Hoe dit precies werkt leggen we later in dit artikel uit.  De buitenunit van de warmtepomp kan op verschillende plekken rondom je huis worden gemonteerd, vaak is dit aan de gevel, op het dak of op de grond.

De binnenunit gebruikt de warmte om water voor verwarming en water voor de kraan op de juiste temperatuur te brengen. Afhankelijk van de geplaatste installatie kun je de binnenunit omschakelen van warme lucht naar koele lucht.

In de boiler wordt warm tapwater opgeslagen. De boiler kan worden geïnstalleerd als los toestel, maar nog makkelijker is het als deze geïntegreerd is in de binnenunit. De Samsung ClimateHub biedt zo’n geïntegreerde oplossing, waardoor je enkel een kast zo groot als je koelkast in huis hoeft te plaatsen, zonder losse toevoegingen.

Op de warmtepomp kan je je radiatoren, vloerverwarming en/of convectors aansluiten. Om er zeker van te zijn dat het verwarmingssysteem voldoende verwarmingswater beschikbaar heeft, wordt dit opgeslagen in een buffervat. Zo weet je zeker dat je altijd voldoende verwarmingscapaciteit beschikbaar hebt.

Proces van verwarmen

Een warmtepomp maakt gebruik van de natuurkundige principes zoals verdampen en condenseren. Bij het verdampen van een vloeistof neemt de warmtepomp warmte op en geeft deze vervolgens vrij bij het condenseren van de vloeistof. Simpel gezegd: tijdens het verwarmen onttrekt de warmtepomp energie uit de buitenlucht (de bron). Deze energie wordt in het buitendeel opgepompt naar een bruikbaar niveau voor verwarming, waarna de warmte wordt afgegeven in de ruimte (de afgifte). Hier liggen bekende natuurkundige processen aan ten grondslag: verdampen en condenseren.

Wat gebeurt er in de warmtepomp tijdens het proces van verwarmen?

Tussen de bronzijde (het buitendeel) en de afgiftezijde (het binnendeel) van het warmtepompsysteem stroomt een koudemiddel. Met behulp van de compressor in het buitendeel wordt dit koudemiddel rondgepompt. Voorop staat dat de warmte van een lage naar een hoge temperatuur wordt gebracht, zodanig dat deze kan dienen als verwarming.

Met behulp van het koudemiddel wordt warmte aan de buitenlucht onttrokken. Dit koudemiddel heeft de bijzondere eigenschap dat het al verdampt bij een lage temperatuur. Daardoor kan een warmtepomp zelfs bij hele lage buitentemperaturen toch bruikbare warmte uit de buitenlucht opnemen. Het koudemiddel haalt warmte uit de bron doordat het verdampt onder lage druk en wordt gasvormig. In een gesloten systeem wordt vervolgens het aanwezige gas rondgepompt en weer in druk verhoogd. Het resultaat is dat het warme gas condenseert bij de hoge temperatuur en verhoogde druk, waardoor warmte vrij komt. Deze warmte wordt aan de lucht of een watercircuit afgegeven.Vervolgens wordt dit in de ruimte afgestaan. Als dit is gebeurd, wordt de druk in de condensor weer verlaagd, wordt het koudemiddel als vloeistof getransporteerd naar het buitendeel en kan er weer nieuwe energie uit de buitenlucht worden opgenomen. Zo herhaalt de cyclus zich.

Wat doet een warmtepomp?

Kort samengevat: het ‘winnen’ van warmte bij een lage temperatuur en het afgeven van deze warmte bij een hogere temperatuur wordt mogelijk gemaakt door:

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

Energie-efficiënte warmteopwekking

De hoeveelheid warmte die dit systeem produceert, is opgebouwd uit de energie die wij ‘gratis’ uit de buitenlucht onttrekken plus de energie die wij nodig hebben voor het oppompen. Alleen de hoeveelheid energie die benodigd is voor het oppompen, verbruiken we en moeten we betalen. Dit is ongeveer een kwart van het geleverde vermogen. Deze efficiënte manier van verwarmen zorgt ervoor dat er zeer hoge rendementen, van meer dan 400%, kunnen worden behaald. Dit rendement wordt uitgedrukt in COP (Coëfficiënt of Performance).