Hoe werkt een warmtepomp?

Laatst aangepast op: 7 januari 2021
Home » Warmtepomp » Hoe werkt een warmtepomp

Hoe een warmtepomp werkt, is als volgt. Een warmtepomp maakt gebruik van de (gratis) energie uit de omgeving, bijvoorbeeld uit de lucht, de bodem of uit het grondwater. Er is altijd warmte in deze bronnen aanwezig, maar we kunnen de temperatuur hiervan nog verhogen, zodat deze bruikbaar is om ons huis of ons tapwater te verwarmen.

We leggen hieronder stap voor stap uit hoe een warmtepomp werkt.

1. De buitenlucht wordt vervoerd naar een buizensysteem, waarin een vorstvrije vloeistof stroomt;
2. De vloeistof is kouder dan de omgevingstemperatuur, waardoor de warmte uit de buitenlucht wordt onttrokken;
3. De gewonnen warmte wordt vervoerd naar een ander buizensysteem met koelvloeistof;
4. Deze koelvloeistof absorbeert de warmte, deze gaat koken en daarna verdampen;
5. Vervolgens zal een compressor de druk op de damp verhogen, waardoor de temperatuur stijgt;
6. De damp is nu heet genoeg om te gebruiken voor het verwarmingssysteem van je woning;
7. De druk op de gebruikte koelvloeistof wordt door middel van een expansieventiel verlaagd;
8. Hierdoor zakt de temperatuur van de koelvloeistof snel en kan het weer opnieuw gebruikt worden om warmte aan de buitenlucht te onttrekken.

Welke types warmtepompen zijn er?

Er zijn verschillende types warmtepompen. Ze hebben allemaal hun eigen werking, voor- en nadelen. Lees hieronder welke types warmtepompen er zijn:

De lucht-lucht warmtepomp

Deze pomp bestaat uit twee onderdelen: een buitendeel en een binnendeel. Het deel dat buiten zit, zuigt de buitenlucht aan en verwarmt deze. Het binnendeel blaast de verwarmde lucht in de woning. Je kunt meerdere delen binnen koppelen aan hetzelfde buitendeel, zodat je meerdere kamers kunt verwarmen.

Voordeel van dit systeem is dat het relatief goedkoop is in aanschaf en gemakkelijk te installeren is. Nadeel van dit systeem is dat je een constante luchtstroom in je woning hebt (dit wordt wel eens als onprettig ervaren) en dat je op koude dagen bij moet verwarmen met aardgaswarmte.

Voordelen

• Relatief goedkoop;
• Eenvoudige installatie;
• Ook te gebruiken als airco.

Nadelen

• Constante luchtstroom in huis;
• Op koude dagen niet krachtig genoeg.

De lucht-water warmtepomp

Deze warmtepomp onttrekt eveneens zijn warmte aan de buitenlucht. De temperatuur van de warmte wordt verhoogd via een compressor en vervolgens geeft het hete koelmiddel zijn warmte af aan water. Dit water wordt zo heet dat het gebruikt kan worden als tapwater en om een vloerverwarming of radiatoren te verwarmen.

Voordeel van deze pomp is dat deze energiezuinig en milieuvriendelijk is, omdat het driekwart van zijn energie uit de natuur haalt. Nadeel van deze pomp is dat het rendement afhankelijk is van de buitentemperatuur. Onder drie graden Celsius gaat het rendement fors omlaag.

Voordelen

• Energiezuinig;
• Milieuvriendelijk;
• Ook te gebruiken als airco;
• Eenvoudig aan te sluiten op vloerverwarming.

Nadelen

• Bij lage buitentemperatuur, laag rendement;
• Niet goedkoop.

De water-water warmtepomp

Deze warmtepomp onttrekt zijn warmte aan het grondwater. Er wordt een put geslagen van waaruit er grondwater wordt opgepompt. De diepte van de put is afhankelijk van de bodemsamenstelling en deze kan zo’n 25 tot 150 meter bedragen.

Het opgepompte water wordt extra verwarmd door een koelvloeistof en de ontstane warmte wordt afgegeven aan het water dat je gebruikt als tapwater of om je huis mee te verwarmen. Het afgekoelde grondwater stroomt via een andere put weer terug.

Voordeel van dit systeem is dat het rendement behoorlijk hoog is, omdat grondwater een constante temperatuur heeft. Nadeel is dat het boren en slaan van putten zeer hoge kosten met zich meebrengt.

Voordelen

• Energiezuinig;
• Milieuvriendelijk;
• Hoog rendement.

Nadelen

• Zeer hoge kosten;
• Ingrijpende installatie.

De bodem-water warmtepomp

Deze warmtepomp haalt zijn warmte uit aardwarmte. Hiervoor wordt een buizensysteem in de grond gebracht, waarmee de aardwarmte uit de aarde onttrokken wordt. De aardwarmte wordt vervolgens verhoogd in temperatuur. Hiermee kun je het tapwater verwarmen of gebruiken voor de radiatoren of vloerverwarming.

Voordeel van deze pomp is dat het rendement bij deze pomp hoger ligt dan welke andere warmtepomp dan ook. Nadeel is dat het een intensieve en kostbare klus is om het systeem aan te leggen.

Verderop in dit artikel kun je meer lezen over de werking van de bodem- water warmtepomp.

Voordelen

• Energiezuinig;
• Milieuvriendelijk;
• Allerhoogste rendement;
• Goedkoop te gebruiken als airco.

Nadelen

• Zeer hoge kosten;
• Ingrijpende installatie.

De hybride warmtepomp

De hybride warmtepomp is een combinatie tussen een warmtepomp en een cv-ketel. De hybride waterpomp wordt daarom ook vaak aan de cv-ketel gekoppeld. In principe zorgt de hybride pomp voor de verwarming van het tapwater en de woning door warmte aan de buitenlucht te onttrekken.

Het rendement op koudere dagen is echter niet hoog genoeg en in dat geval verwarmt de cv-ketel de woning. Voordeel van dit systeem is dat het goedkoop in aanschaf is en gemakkelijk te installeren is. Nadeel van deze pomp is dat je dus af en toe gebruik moet maken van de cv- ketel.

Verderop in dit artikel kun je meer lezen over de werking van de bodem- water warmtepomp.

Voordelen

• Relatief goedkoop;
• Eenvoudige installatie;
• Ook te gebruiken als airco;
• Te koppelen aan bestaande cv.

Nadelen

• Op koude dagen bijverwarmen met gas;
• Laag rendement.

Hoe werkt een warmtepomp met aardwarmte?

De aarde wordt verwarmd door de zon en slaat deze warmte op. In de winter is het onder de grond warmer dankzij de hitte binnenin de aarde. Op een diepte van vijftig meter heeft de aarde een constante temperatuur van 10°C.

Er wordt een buis in de bodem geplaatst, waarin (in een gesloten circuit) koelvloeistof stroomt. Deze buis met koelvloeistof onttrekt de warmte uit de aarde en via een verdamper komt deze in de warmtepomp terecht. Hier wordt de warmte via een compressor verhoogd qua temperatuur, waarna het geschikt is om tapwater het huis te verwarmen. De koelvloeistof koelt daarna weer af en kan dan weer opnieuw gebruikt worden om aardwarmte uit de bodem te onttrekken.

Hoe werkt een warmtepomp cv?

Een warmtepomp cv werkt middels een combinatie tussen een cv-ketel en een lucht-water warmtepomp. Dit wordt een hybride warmtepomp genoemd. De werking lees je hieronder.

Hoe werkt een hybride warmtepomp?

Een hybride warmtepomp werkt in principe als een lucht-water warmtepomp die gekoppeld is aan de cv-ketel. De hybride pomp onttrekt zijn warmte dus aan de buitenlucht. Deze warmte wordt door middel van koelvloeistof en een compressor zo heet gemaakt dat het water voor de radiatoren, vloerverwarming of tapwater kan verwarmen.

Bij lage buitentemperaturen neemt de cv-ketel de verwarming van het huis over. Omdat heel veel bestaande huizen zijn aangesloten op het aardgasnet is een hybride warmtepomp een goede optie. Er hoeven namelijk geen extra leidingen en dergelijke worden aangelegd.

Hoe werkt een warmtepomp als het vriest?

Als het vriest, kan de warmtepomp gewoon zijn werk blijven doen. De koelvloeistof (koudemiddel) die in het apparaat zit, verdampt al bij een hele lage temperatuur en kookt bij -48°C. Ook bij lage temperaturen blijft de koelvloeistof dus gewoon warmte verdampen. De meeste warmtepompen werken nog bij een temperatuur van -20°C.

Het is wel zo dat een warmtepomp op koude dagen een minder hoog rendement heeft dan op warmere dagen, omdat het meer energie nodig heeft om de warmte verder te verwarmen. Warmtepompen die aardwarmte gebruiken of warmte halen uit grondwater, kennen dit ‘probleem’ niet, omdat de bron in dit geval altijd een constante temperatuur heeft.

Kan een warmtepomp ook koelen?

In principe kunnen sommige warmtepompen ook koelen. We bekijken het per warmtepomp:

• Bij een lucht-lucht warmtepomp kun je het systeem omschakelen van verwarmen naar koelen. Deze optie moet dan wel op de warmtepomp aanwezig zijn en dat is niet bij alle warmtepompen het geval. Deze manier van koelen kost wel energie;
• Een lucht-water warmtepomp kan warmte uit de woning halen door het buitendeel van de pomp te laten draaien. In principe is dit dezelfde werking als die van een koelkast. Ook deze manier van koelen kost wel de nodige energie;
• Een bodem-water warmtepomp kan heel simpel koelen door de aardwarmte niet te verwarmen. Aardwarmte is ongeveer tien graden Celsius en daarmee kouder dan de buitenlucht op warme dagen. Je hebt alleen maar pompenergie nodig om het water rond te laten stromen tussen de bodem en het afgiftesysteem. Deze manier van koelen is zeer voordelig, omdat het weinig energie kost.