De werking van een warmtepomp
Wat is een warmtepomp en hoe werkt het? Een warmtepomp is een milieuvriendelijk verwarmingssysteem dat dankzij zijn efficiënte technologie gebruik maakt van energie uit onze omgeving. Als je op zoek bent naar een eenvoudige uitleg over de werking van een warmtepomp, ben je bij Bosch aan het juiste adres. We leggen je in dit artikel kort en duidelijk uit hoe de verschillende warmtepompen werken en hoe deze zijn opgebouwd.
- Hoe werkt warmtepompverwarming?
- Onderdelen van een warmtepomp
- De lucht-water warmtepomp
- Hoe werkt een geothermische warmtepomp?
- Werking van een water-water warmtepomp
- Hoe werkt een warmtepomp in de winter?
- Kan een warmtepomp ook koelen?
- Vraag jouw gratis offerte
- Veelgestelde vragen over de werking van een warmtepomp
Hoe werkt warmtepompverwarming?
Hoe werkt warmtepompverwarming? Onze omgeving biedt onuitputtelijke energiebronnen. Denk hierbij aan de omgevingslucht, de bodem en het grondwater. Dit zijn bronnen die een warmtepomp kan benutten. Simpel gezegd haalt de warmtepomp energie uit de omgevingslucht, de bodem of het grondwater en maakt deze gewonnen warmte bruikbaar voor verwarming die vervolgens naar de leefruimtes worden getransporteerd. Zo kan een warmtepomp, met behulp van gratis omgevingsenergie, op een eenvoudige en efficiënte manier een hoog comfortniveau bereiken in een woning. De werking van elke warmtepomp is gebaseerd op hetzelfde principe, ook al verschilt per type warmtepomp de soort energiebron.
De werking van een warmtepomp kan worden vergeleken met het principe van een koelkast. Het verschil is dat er geen kou, maar juist warmte wordt geproduceerd. Terwijl een koelkast warmte onttrekt aan de binnenruimte en deze afvoert naar buiten om de voedingsmiddelen te koelen, onttrekt de warmtepomp juist warmte aan de omgeving buiten het huis en verwarmt daarmee jouw leefruimtes.
Hoe werkt het verwarmen met een warmtepomp? In deze video wordt het werkingsprincipe van de warmtepomp eenvoudig uitgelegd:
Onderdelen van een warmtepomp
De opbouw van een warmtepomp bestaat uit drie componenten waarmee het warmtepompsysteem werkt:
- De warmtebron (lucht, aarde, grondwater) waaruit de energie uit de omgeving wordt onttrokken.
- De warmtepomp, die de gewonnen omgevingswarmte bruikbaar maakt door middel van warmtepomptechnologie.
- Het verdeel- en/of opslagsysteem, dat de warmte verdeelt of opslaat in de leefruimtes.
Maar wat doet een warmtepomp precies om omgevingswarmte om te zetten in bruikbare verwarmingsenergie? In de warmtepomp verloopt een continu technisch principe dat bestaat uit vier stappen in een gesloten cyclus. In de zich herhalende warmtepompcyclus vindt de verdamping, compressie, vloeibaarmaking en expansie van een koelmiddel plaats om warmte-energie op te wekken. Het vloeibare koelmiddel absorbeert thermische energie uit de omgeving en moet worden verhoogd tot een temperatuurniveau dat bruikbaar is voor het verwarmingssysteem. Dit gebeurt met behulp van elektriciteit. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de energiebron en de vereiste nuttige warmte, hoe meer elektrisch aandrijfvermogen moet worden toegepast.
Het principe van de warmtepomp nader bekijken:
- Verdamping: In de verdamper wordt de warmte uit de omgeving overgedragen aan het warmtepompcircuit. Een koelmiddel is verantwoordelijk voor het opnemen en transporteren van de warmte-energie. Het absorbeert de omgevingswarmte in vloeibare toestand, waardoor het verdampt en gasvormig wordt.
- Compressie: In een door stroom aangedreven compressor wordt het gasvormige koelmiddel samengeperst, waardoor de druk en de temperatuur sterk toenemen. Dit deel van het werkingsprincipe van een warmtepomp kun je ook waarnemen bij een luchtpomp voor de fiets, die opwarmt als je lucht oppompt.
- Vloeibaar maken: In de derde stap geeft het samengeperste, verwarmde koudemiddel zijn warmte af aan het verwarmingscircuit, waardoor het afkoelt en weer vloeibaar wordt. Dit gebeurt in de zogenaamde condensor met behulp van een warmtewisselaar. De warmte wordt vervolgens opgeslagen in het warmwater- en buffervat van de warmtepomp.
- Expansie: In de laatste stap wordt de druk van het vloeibare koudemiddel weer verlaagd in een expansieventiel, waardoor het verder afkoelt tot het zijn oorspronkelijke temperatuur heeft bereikt. De warmtepompcyclus kan weer beginnen.
De lucht-water warmtepomp
Bij een lucht-water warmtepomp wordt de thermische energie van de buitenlucht als warmtebron gebruikt.
De lucht-water-warmtepomp werkt op dezelfde manier als andere soorten warmtepompen, in die zin dat een koelmiddel de omgevingswarmte absorbeert. Bij een lucht/water warmtepomp wordt de omgevingslucht door een ventilator aangezogen, naar een warmtewisselaar geleid en via een gesloten cyclus van koelmiddel in de warmtepompkringloop in verwarmingsenergie omgezet. Bepalend hierbij 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 aangezogen buitenlucht, hoe meer de temperatuur in het koelmiddelcircuit moet worden verhoogd om de energie te kunnen gebruiken voor verwarming en warmwaterbereiding.
Hoe werkt een geothermische warmtepomp?
De werking van een geothermische warmtepomp is gebaseerd op het principe van geothermische energie. Dit verwijst naar de thermische energie die in de grond is opgeslagen. De werking van een grond/water-warmtepomp wordt mogelijk gemaakt door aardsondes of grondcollectoren, die warmte aan de grond onttrekken en deze in de warmtepompcyclus omzetten in bruikbare energie voor verwarming en warmwaterbereiding. Om de geothermische energie aan te boren zijn grondwerken of diepe boorgaten nodig. De temperatuur van de warmtebron is cruciaal voor het rendement en de werking van een warmtepomp. De grond heeft het hele jaar door een relatief constante temperatuur. Dit maakt de geothermische warmtepomp bijzonder efficiënt.
Werking van een water-water warmtepomp
Een water-water warmtepomp gebruikt thermische energie uit het grondwater als warmtebron. Om te functioneren heeft de zogenaamde grondwaterwarmtepomp twee bronnen nodig: Een pompput, die het grondwater onttrekt, en een lozingsput, die het gebruikte water weer afgeeft aan de bodem. De werking van de water-water warmtepomp is, zoals bij alle typen warmtepompen, gebaseerd op een gesloten koelmiddelcircuit. In dit geval absorbeert het koelmiddel de thermische energie van het grondwater en maakt deze bruikbaar voor ruimteverwarming in de warmtepompcyclus. Grondwater heeft constant hoge temperaturen. Daarom wordt de water-water warmtepomp beschouwd als de meest efficiënte warmtepomp.
Hoe werkt een warmtepomp in de winter?
Ondanks lagere buitentemperaturen werkt een warmtepomp ook in de winter betrouwbaar, omdat er in de bodem en het grondwater constante temperaturen heersen, ongeacht het seizoen. Zelfs bij buitentemperaturen in de lucht onder de 0 °C is de werking van de warmtepomp in de winter mogelijk en economisch vanwege de hoge efficiëntie. Bij extreme vorst tot -20 °C schakelt tijdelijk een elektrisch verwarmingselement als ondersteuning in. Zo kan de warmtepomp ook bij zeer lage buitentemperaturen nog voldoende warmte leveren zonder aan effectiviteit te verliezen. Als alternatief kan een warmtepomp ook als hybridesysteem worden gebruikt in combinatie met een gasgestookte ketel, die de piekbelasting in de winter overneemt.
Kan een warmtepomp ook koelen?
Het geniale van een warmtepomp is dat het, het enige verwarmingssysteem is dat in staat is om zowel te verwarmen als te koelen. Op deze manier kunt u het hele jaar door optimaal gebruik maken van uw warmtepomp en afzien van een extra airconditioning in huis. Met een warmtepomp kunt u uw ruimtes in de zomer koelen, als het apparaat een omkeerbare warmtepompfunctie heeft en vanaf het begin dienovereenkomstig is gepland. Bij veel modellen kan een koelfunctie ook achteraf worden toegevoegd. Belangrijk hierbij is dat het verwarmingssysteem optimaal moet worden afgestemd op de warmtepomp-koeling. Wand- of vloerverwarming is het meest geschikt voor koelen met een warmtepomp.
Vraag jouw gratis offerte
Veelgestelde vragen over de werking van een warmtepomp
Hoe ziet een warmtepomp eruit?
Hoe werkt een warmtepomp voor een huis?
Hoe werkt een lucht/water-warmtepomp in de winter?