De werking van een warmtepomp

Warmtepompen worden steeds populairder. In de media lees je vaak over hun voordelen, hun prijs of de premies die je krijgt wanneer je voor een warmtepomp kiest. Maar over hun werking wordt weinig of niets gezegd. Nochtans is het interessant om te weten welke technologie er achter dit systeem schuilt. We leggen je de werking van je warmtepomp uit in vier heldere stappen.

Stap 1: de warmtepomp haalt warmte uit de omgeving

Zoals je wellicht al weet, haalt je warmtepomp gratis energie uit de omgeving. Het systeem onttrekt warmte uit een van de volgende bronnen:

• Uit de bodem: de warmtepomp haalt warmte uit de grond via een ingegraven horizontaal captatienet of via verticale boringen.
• Uit water: de warmtepomp haalt thermische energie uit het grondwater via twee putten. Hiervoor is er wel een ondergrondse bron nodig, die voldoende water kan voorzien.
• Uit de lucht: de warmtepomp heeft een buitenunit met ventilator die warmte uit de buitenlucht onttrekt.

Bij systemen die hun warmte uit de bodem of het grondwater halen, wordt die omgevingswarmte via een vorstvrije vloeistof in leidingen naar de warmtepomp gestuurd. Een bronpomp zorgt voor de circulatie in de leidingen.

Maakt het systeem gebruik van de warmte uit de omgevingslucht? Dan zorgt een ventilator ervoor dat die warmte kan worden opgenomen. Deze techniek werkt zelfs in de winter, bij vriestemperaturen tot – 20°C.

Stap 2: het koudemiddel warmt op

In een tweede fase wordt de omgevingswarmte naar een verdamper getransporteerd. Dat onderdeel is gevuld met een koudemiddel dat de omgevingswarmte meteen opneemt. Het koudemiddel heeft een zeer laag kookpunt en verdampt dus snel. Het verdampte koudemiddel komt vervolgens terecht in een compressor die de druk verhoogt. Hiervoor is slechts 25 procent elektrische energie nodig.

Stap 3: je hebt warm water én verwarming

In een derde stap wordt de warmte van het verdampte koudemiddel gebruikt om je verwarminssysteem aan het werk te zetten. Het koudemiddel geeft zijn warmte af aan je verwarmingssysteem waardoor je kunt genieten van een goed verwarmd huis of een heerlijk warm bad.

Stap 4: het verhaal begint opnieuw

In een laatste fase heeft het koudemiddel al zijn warmte afgegeven en is het opnieuw afgekoeld. Daardoor wordt het verdampte koudemiddel weer vloeibaar (vergelijkbaar met een deo). Een expansieventiel verlaagt de druk op de vloeistof, zodat de hele cyclus kan herbeginnen.

De werking van een warmtepomp is dus gebaseerd op een vicieuze cirkel van verdamping, compressie, uitzetting en condensatie, zoals onderstaande figuur illustreert.

De verschillende onderdelen van een warmtepomp

In cyclus van een warmtepomp zijn vier onderdelen cruciaal

• De verdamper met het koelmiddel: dit onderdeel bevat het koudemiddel dat begint te koken door de opgenomen omgevingswarmte. Het koudemiddel wordt in de verdamper omgezet tot gas (damp).
• De compressor: de compressor drukt het gas samen, waardoor het nog warmer wordt. Daarbij maakt hij gebruik van elektriciteit waardoor elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie.
• De condensor: dit onderdeel brengt de warmte over naar je verwarmingssysteem (meestal vloerverwarming).
• Het expansieventiel: in het expansieventiel kan het koudemiddel weer helemaal terug op zijn oorspronkelijke temperatuur komen, waardoor het uitzet (want gas neemt minder plaats in dan een vloeistof).