Hoe werkt een warmtepomp

Een warmtepomp is een uiterst energie-efficiënt, en vooral duurzaam systeem dat energie uit de buitenlucht onttrekt en die gebruikt voor verwarming van lucht en water.  Hoe gaat dit precies in zijn werk?

Proces van verwarmen
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 bron zijde (het buitendeel) en de afgifte zijde (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.

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).