Warmtepomp, wat is dat?

Een warmtepomp is een elektrisch apparaat dat warmte aan één plaats onttrekt en naar een andere overbrengt. De warmtepomp is geen nieuwe technologie; dit wordt namelijk al tientallen jaren over de hele wereld gebruikt. Koelkasten en airconditioners zijn beide veel voorkomende voorbeelden van deze technologie. Met een warmtepomp kun je zowel verwarmen als koelen.

Warmtepompen brengen warmte over door een stof, een koelmiddel genaamd, te laten circuleren in een cyclus van verdamping en condensatie. Een compressor pompt vervolgens het koelmiddel tussen twee warmtewisselaarspoelen. In de ene spoel wordt het koudemiddel bij lage druk verdampt en neemt het warmte op uit de omgeving. Het koudemiddel wordt vervolgens samengeperst en naar de andere spoel geleid, waar het condenseert bij hoge druk. Op dit punt geeft het de warmte af die het eerder in de cyclus heeft opgenomen.

Koelkasten en airconditioners zijn beide voorbeelden van warmtepompen die alleen in de koelmodus werken. Een koelkast is in wezen een geïsoleerde doos waarop een warmtepompsysteem is aangesloten. De verdampingsspoel bevindt zich in de doos, meestal in het vriesvak. De warmte wordt vanaf deze plaats geabsorbeerd en naar buiten getransporteerd, meestal achter of onder de eenheid waar de condenserspoel zich bevindt.
Op dezelfde manier brengt een airconditioner warmte van binnen in een huis naar buiten.

De warmtepompcyclus is volledig omkeerbaar, en warmtepompen kunnen het hele jaar door klimaatregeling voor uw huis bieden – verwarmen in de winter en koelen en ontvochtigen in de zomer. Aangezien de grond en de buitenlucht altijd enige warmte bevatten, kan een warmtepomp zelfs op koude winterdagen warmte aan een huis leveren. In feite bevat lucht bij -18°C ongeveer 85 procent van de warmte die het bij 21°C bevatte.

Een luchtwarmtepomp absorbeert warmte van de buitenlucht in de winter en stoot warmte af naar de buitenlucht in de zomer. Het is het meest voorkomende type warmtepomp dat op dit moment in woningen wordt aangetroffen.

Bodemwarmtepompen (ook wel aardwarmte, geothermische warmtepompen of geoexchange warmtepompen genoemd), die warmte onttrekken aan de grond of aan grondwater, worden echter steeds meer gebruikt. Hier zijn enkele veel voorkomende termen die u zult tegenkomen bij het onderzoeken van warmtepompen.

Het koelmiddel is de vloeibare/gasvormige substantie die door de warmtepomp circuleert en afwisselend warmte absorbeert, transporteert en afgeeft.

De omkeerklep regelt de stromingsrichting van het koelmiddel in de warmtepomp en schakelt de warmtepomp van verwarming naar koeling of omgekeerd.

Een batterij is een lus, of lussen, van buizen waar warmteoverdracht plaatsvindt. De buizen kunnen voorzien zijn van lamellen om het oppervlak dat beschikbaar is voor warmte-uitwisseling te vergroten.

De verdamper is een spiraal waarin het koelmiddel warmte uit de omgeving opneemt en kookt tot een damp van lage temperatuur. Terwijl het koelmiddel van de keerklep naar de compressor stroomt, vangt de accumulator de overtollige vloeistof op die niet in een gas is verdampt. Niet alle warmtepompen hebben echter een accumulator.

De compressor perst de moleculen van het koelgas samen, waardoor de temperatuur van het koelmiddel stijgt.

De condensor is een spiraal waarin het koelmiddel warmte afgeeft aan de omgeving en een vloeistof wordt.

Het expansieapparaat verlaagt de druk die door de compressor wordt gecreëerd. Hierdoor daalt de temperatuur en wordt het koudemiddel een damp-vloeistofmengsel met een lage temperatuur.

Het plenum is een luchtcompartiment dat deel uitmaakt van het systeem voor de distributie van verwarmde of gekoelde lucht door het huis. Het is meestal een grote ruimte direct boven of rond de warmtewisselaar.

Een Btu/h, of Britse thermische eenheid per uur, is een eenheid die wordt gebruikt om de warmte-output van een verwarmingssysteem te meten. Eén Btu is de hoeveelheid warmte-energie die wordt afgegeven door een gemiddelde verjaardagskaars. Als deze warmte-energie in de loop van één uur zou vrijkomen, zou dat het equivalent zijn van één Btu/h.

Verwarmingsgraden-dagen zijn een maatstaf voor de strengheid van het weer. Er wordt één graaddag geteld voor elke graad dat de gemiddelde dagtemperatuur lager is dan de basistemperatuur van 18°C. Als de gemiddelde temperatuur op een bepaalde dag bijvoorbeeld 12°C is, worden er voor die dag zes graaddagen bijgeteld. Het jaartotaal wordt berekend door eenvoudig de dagtotalen op te tellen. Een kW, of kilowatt, is gelijk aan 1000 watt. Dit is de hoeveelheid stroom die nodig is voor tien gloeilampen van 100 watt.

Een ton is een maat voor de capaciteit van een warmtepomp.
Het komt overeen met 3,5 kW of 12 000 Btu/h. Het wordt bepaald door de energie-output van de warmtepomp te delen door de elektrische energie die nodig is om de warmtepomp te laten werken, bij een specifieke temperatuur. Dit getal is vergelijkbaar met het steady-state rendement van olie- en gasgestookte ovens. Dit getal is vergelijkbaar met het seizoensgebonden rendement van een brandstofgestookt verwarmingssysteem en omvat de energie voor bijverwarming. Het wordt bepaald door het koelvermogen van de warmtepomp in Btu/h te delen door de elektrische energie-input in watt bij een specifieke temperatuur. Het wordt bepaald door de totale koeling die gedurende het koelseizoen wordt geleverd in Btu te delen door de totale energie die gedurende die tijd door de warmtepomp wordt gebruikt in watt-uren.

Het thermische balanspunt is de temperatuur waarbij de door de warmtepomp geleverde hoeveelheid verwarming gelijk is aan de hoeveelheid warmte die uit het huis verloren gaat. Op dit punt komt het vermogen van de warmtepomp overeen met de volledige verwarmingsbehoefte van het huis. Beneden deze temperatuur is aanvullende warmte uit een andere bron nodig.

Het economische evenwichtspunt is de temperatuur waarbij de kosten van de warmte-energie geleverd door de warmtepomp gelijk zijn aan de kosten van warmte geleverd door een aanvullend verwarmingssysteem. Beneden dit punt is het niet economisch om de warmtepomp te laten werken.