Warmtepompen

De warmtepomp: een eenvoudig principe, maar zeer bijzonder. In de naam schuilt het geheim: het verpompen van warmte. De energiestroom kan van buiten naar binnen zijn of omgekeerd. Onderstaand treft je een beknopte uitleg aan van het werkingsprincipe en de voor- en nadelen van de drie typen warmtepompen.

Een warmtepomp is vergelijkbaar met het principe van een koelkast. De werkwijze van een warmtepomp is eenvoudig: deze onttrekt warmte aan de lucht, het water of de aarde en geeft deze door aan het verwarmingssysteem. De gratis natuurlijke energie wordt eerst naar de warmtewisselaar (verdamper) van de warmtepomp gevoerd. Hier bevindt zich het vloeibare koudemiddel (werkmedium), dat nu de warmte van de energiebron opneemt en daarbij verdampt. De compressor zuigt het gasvormige werkmedium aan en perst dit samen. De druk loopt op, de temperatuur stijgt. Vervolgens zorgt een tweede warmtewisselaar (condensor) ervoor, dat de warmte in het circulatiesysteem van de verwarming terechtkomt. Tot slot volgt een drukverlaging door het expansieventiel en de circulatie begint weer opnieuw. Zo wordt van gratis natuurlijke laagwaardige energie, nuttige hoogwaardige energie gemaakt. Een warmtepomp functioneert het beste in combinatie met een laagtemperatuurafgiftesysteem (LTV) in dit geval is het rendement het grootst. Er zijn drie verschillende soorten warmtepompen, die hieronder aan bod komen.

Lucht/lucht-warmtepomp

Buitenlucht is altijd en onbegrensde ter beschikking. Een lucht/luchtwarmtepomp benut deze lucht als primaire (natuurlijke) bron voor de warmtepomp. Het secundaire systeem is koudemiddelvoerend en kan worden aangesloten op DX-verdampers, binnendelen van airconditioners, e.d. In de zomer wordt de onttrokken warmte van het te klimatiseren gebouw of de te klimatiseren ruimte via de warmtepomp afgegeven aan de buitenlucht. In de winter wordt de toe te voeren warmte van het gebouw of de ruimte onttrokken aan de buitenlucht en door middel van het koelsysteem van de warmtepomp toegevoerd aan de secundaire kant naar de verdampers.

Voordelen:

  • breed toepasbaar;
  • laagste investering op het gebied van warmtepomp;
  • eenvoudig te realiseren;
  • laag energieverbruik voor verwarmen.
  • Geen pompen benodigd voor energietransport;
  • hogere COP door het principe van directe koeling.

Nadelen:

  • geen vrije koeling mogelijk (warmtepomp dient te werken bij warmtetransport);
  • er dienen koeltechnische voorzieningen te worden getroffen om bij lage buitentemperaturen de gevraagde warmtecapaciteit te kunnen halen;
  • beperkte subsidiemogelijkheden.

Lucht/water-warmtepomp

Net als bij de lucht/luchtwarmtepomp benut de lucht/waterwarmtepomp de buitenlucht als primaire (natuurlijke) bron voor de warmtepomp. Het secundaire systeem is watervoerend en kan worden aangesloten op vloer verwarming/koeling, ventilatorconvectoren, e.d. In de zomer wordt de onttrokken warmte van het te klimatiseren gebouw of de te klimatiseren ruimte via een platenwisselaar aan de warmtepomp afgegeven en deze geeft het af aan de buitenlucht. In de winter wordt de toe te voeren warmte van het gebouw of de ruimte onttrokken aan de buitenlucht en door middel van de warmtepomp (koelsysteem) aan de platenwisselaar van het secundaire systeem toegevoerd aan het binnenklimaat.

Voordelen:

  • breed toepasbaar;
  • laag energieverbruik voor verwarmen.
  • subsidiemogelijkheden;
  • vrije koeling mogelijk (warmtepomp aangesloten op bronsysteem).

Nadelen:

  • er dienen koeltechnische voorzieningen te worden getroffen om bij lage buitentemperaturen de gevraagde warmtecapaciteit te kunnen halen;
  • lagere COP ten opzichte van lucht/ luchtwarmtepomp door het principe van indirecte koeling aan de primaire en secundaire zijde;
  • pompen benodigd voor energietransport aan secundaire zijde;
  • in combinatie met bodemopslag complexere installatie dan lucht/lucht;
  • milieuregelgeving met betrekking tot bodemopslag;
  • bodemgesteldheid met betrekking tot eventuele bodemopslag;
  • complexe (regeltechnische) installatie met vele pompen, wisselaars, e.d.;
  • opstarten in tussenseizoen aan te bevelen bronnen dienen geladen te worden;
  • verwarmingscapaciteit niet altijd voldoende om aan de warmtevraag te kunnen voldoen en dan is aanvullende verwarming noodzakelijk.

Water/water-warmtepomp

Net als bij de lucht/luchtwarmtepomp en de lucht/water kan de water/ waterwarmtepomp de buitenlucht als primaire (natuurlijke) bron voor de warmtepomp benutten; ook is het mogelijk om de bodem als natuurlijke bron te gebruiken. Zowel het primaire als het secundaire systeem zijn watervoerend. Het primaire systeem kan worden aangesloten op bodembronnen, een droge koeler, een zonneweg, enz.; het secundaire systeem kan worden aangesloten op vloerverwarming/koeling, ventilatorconvectoren, e.d. In de zomer wordt de onttrokken warmte van het te klimatiseren gebouw of ruimte via een platenwisselaar aan de warmtepomp afgegeven en deze geeft het af via een wisselaar, zodat de onttrokken warmte kan worden opgeslagen in de bodem of via bijvoorbeeld een droge koeler kan worden afgegeven aan de buitenlucht. Bij warmtevraag wordt de cyclus omgedraaid. Als de bronnen voldoende koude of warmte bevatten is het mogelijk om de warmtepomp uit te schakelen en direct (via warmtewisselaars) aan de koude- of warmtevraag te voldoen door de bronnen.

Voordelen:

  • breed toepasbaar (veelal in nieuwbouwsituaties);
  • laag energieverbruik (voor verwarmen en koelen);
  • subsidiemogelijkheden;
  • vrije koeling mogelijk;
  • warmtepomp uitgeschakeld en secundair systeem via wisselaars aangesloten op bronsysteem;
  • vrije verwarming mogelijk (vooral in tussenseizoen);
  • warmtepomp uitgeschakeld en secundair systeem via wisselaars aangesloten op bronsysteem;
  • optimale benutting van aardwarmte en eventueel zonne-energie.

Nadelen:

  • er dienen koeltechnische voorzieningen te worden getroffen om bij lage buiten temperaturen de gevraagde warmtecapaciteit te kunnen halen;
  • lagere COP ten opzichte van lucht/luchtwarmtepomp door het principe van indirecte koeling aan de primaire en secundaire zijde;
  • pompen benodigd voor energietransport aan de primaire en secundaire zijde;
  • in combinatie met bodembeslag complexere installatie dan lucht/lucht;
  • milieuregelgeving met betrekking tot bodemopslag;
  • bodemgesteldheid met betrekking tot eventuele bodemopslag;
  • complexe (regeltechnische) installatie met vele pompen, wisselaars, e.d.;
  • opstarten in tussenseizoen aan te bevelen; bronnen dienen geladen te worden;
  • berwarmingscapaciteit niet altijd voldoende om aan de warmtevraag te kunnen voldoen en dan is aanvullende verwarming noodzakelijk.