Warmtepompen

Een warmtepomp is een systeem dat energie (warmte) onttrekt aan zijn omgeving (lucht, grond, water) op een bepaalde temperatuur en deze energie op een hogere temperatuur weer afgeeft. 
Het meest gekende systeem van warmtepomp is een koelkast, hier gebruikt men dan wel de energie om koude mee af te geven om produkten mee koel te houden. 
De bedoeling van een warmtepomp is de gratis energie die zich in de omgeving (lucht, grond, water) bevindt te gebruiken om er de woning mee te verwarmen en van warm water te voorzien.

De thermische energie wordt van een laag naar een hoog temperatuurniveau gebracht. Het warmtetransport gebeurt door middel van een vloeistof.

Drie natuurkundige verschijnselen liggen aan de basis van de werking van een warmtepomp.

  • Bij verdamping wordt warmte opgenomen en bij condensatie komt warmte vrij.
  • Het kookpunt van een vloeistof stijgt bij stijgende druk.
  • De temperatuur van een gas stijgt onder toenemende druk.

Niet elke vloeistof is dus geschikt als warmtedrager in een warmtepomp. Men kiest een vloeistof waarvan het kookpunt bij lage druk onder de temperatuur van de warmtebron ligt. Dan kan de vloeistof al bij die lage temperatuur verdampen en warmte onttrekken aan de warmtebron.

Vier elementen, vier fases

Een warmtepomp bestaat uit vier elementen die een kring vormen waarbinnen de warmtedragende vloeistof circuleert. Die elementen zijn: een verdamper, een compressor, een condensor en een ontspanner. Een warmtewisselaar maakt de overdracht van de warmte naar de verwarmingsinstallatie van de woning mogelijk.

Eerste fase
De warmtedrager is vloeibaar bij het binnenkomen van de verdamper, dat wil zeggen: op lage druk en lage temperatuur. Vermits de omgevingstemperatuur (lucht, grond of water) hoger is dan die van de vloeistof, verhuizen de calorieën op een natuurlijke wijze naar deze omgeving en doen ze de temperatuur stijgen. De vloeistof verdampt en slaat de warmte op.

Tweede fase
De ontstane damp brengen we met een compressor onder een hogere druk, daardoor stijgen het kookpunt en de temperatuur en zal de damp bij een hogere temperatuur condenseren (dus vloeibaar worden) en warmte afstaan aan het warmteafgiftesysteem.

Derde fase
De overgang van vloeistof naar gasvorm op hoge temperatuur in de condensor zal aanleiding geven tot een condensatie die steeds gepaard gaat met een vrijgave van warmte. Door te condenseren wordt het gas weer vloeibaar.

Vierde fase
Om terug te keren naar de begintoestand is het nodig om de druk te verlagen met behulp van een expansieventiel (ontspanner). Nu kan de cyclus herbeginnen.

Geschikt voor verwarming en warm water

Vloerverwarming, warmeluchtverwarming en radiatoren zijn geschikt voor systemen op lage temperatuur die een warmtepomp genereert: tussen de 35 en 40 °C. De oppervlakte van die radiatoren zal wel groter moeten zijn dan bij een gewoon verwarmingssysteem (dat werkt op watertemperaturen van 65 à 70 °C), om de lagere watertemperatuur te compenseren. Convectoren zijn niet interessant omdat die altijd op warmer water werken.

Het vermogen van warmtepompen varieert van 4,8 kW tot 160 kW, waarmee zelfs de verwarmingsbehoeften van een gemiddeld appartementsgebouw kunnen gedekt worden.

Voor sanitair warm water moet je een warmtepomp met een uitgangstemperatuur van 50 à 55 °C installeren. Dat is geen probleem, sommige toestellen met dubbele compressor laten zelfs toe een watertemperatuur te bereiken van 75 °C.

Het is ook mogelijk een warmtepomp te laten werken in combinatie met een zonneboiler en fotovoltaïsche zonnepanelen, en zo de volledige energiebehoeften op een milieuvriendelijke manier te dekken.

Partners