De warmtepomp is een intrigerend apparaat dat al jarenlang bestaat in de ijskast: daar wordt het toestel gebruikt om een afgebakende ruimte af te koelen door de warme lucht buiten te pompen. Vaak wordt deze warmte gebruikt om de verwarming een extra boost te geven, waardoor er minder energie uit moet gaan naar opwarming. De warmtepomp wordt ook specifiek gebruikt als verwarmingsmiddel dat hetzelfde principe gebruikt als bij de koelkast. Maar hoe werkt dit juist?

Wat?

Iedere warmtepomp neemt warmte op bij lage temperatuur die het weer uitstoot wanneer de temperatuur hoger komt te liggen. Omdat dit niet vanzelf gaat volgens de tweede hoofdwet van de thermodynamica zal hierbij een vorm van arbeid aan te pas moeten komen. Daarom heeft een warmtepomp een aansluiting nodig op het elektriciteitsnet. En hier zit het goede nieuws: de warmtepomp heeft een hoog prestatiecoëfficient, wat betekent dat het meer opbrengt dan dat het energie kost. Het beste rendement wordt behaald bij een lage afgiftetemperatuur, dus een klein verschil tussen de bron- en doeltemperatuur. Op deze manier wordt de minste energie vereist en maakt dit de warmtepomp een erg rendabel verwarmingsmiddel.

Hoe?

De warmtepomp werkt via een kringloop. Eerst wordt een gasvorming koudemiddel in een compressor samengeperst, waardoor de temperatuur hoger wordt dan die van de ruimte die verwarmd moet worden. De hete damp die hieruit ontstaat wordt in de condensor tegen de koude wand gestuwd, waardoor er warmteoverdracht bestaat. Het gas condenseert en stroomt als vloeistof door een nauwe opening naar de verdamper, waar de lagere druk ervoor zorgt dat de vloeistof aan de kook geraakt. Hiervoor moet warmte worden onttrokken aan de omgeving, waarbij een vorm van arbeid aan te pas moet komen. Van hieraf begint het proces opnieuw, want deze vloeistof verdampt door de opwarming en gaat naar de compressor.

Waardoor?

De warmte kan onttrokken worden aan verschillende bronnen en hiervoor zijn er dan ook specifieke warmtepompen voor ontwikkeld. Grosso modo gaat het om water, lucht en aarde. De locatie bepaalt de efficiëntie en afhankelijk van de warmtebron is er soms een grote werkingsoppervlakte nodig. Woon je niet in de buurt van een meer, mankeert de werking van de warmtepomp aan rendement, waardoor het prestatiecoëfficiënt ondermaats is. De warmtepomp heeft verschillende werkingswijzen die interessanter zijn bij bepaalde warmtebronnen.

Een overzicht:
  • Monovalente werking: de warmtepomp voorziet het hele huis van warmte zonder gebruik van bijverwarming. Noodzakelijk is een degelijke dimensionering van de warmtepomp om aan de behoefte van de bewoners te voldoen. Vooral waterwarmtepompen zijn hiervoor interessant, op voorwaarde dat er altijd warm water beschikbaar is.
  • Mono-energetische werking: de warmtepomp draagt het gros van de verwarming, maar bij koude temperaturen wordt deze bijgestaan door een elektrische warmtegenerator.
  • Bivalent-parallelle werking: de waterpomp wordt bijgestaan door een warmtegenerator, wat interessant kan zijn bij bestaande verwarmingsinstallaties waarvan de stookkosten drastisch verlaagd kunnen worden door een goed gedimensioneerde warmtepomp.
  • Bivalent-alternatieve werking: de warmtepomp zal instaan voor de volledige verwarming bij een minimumbuitentemperatuur. Omdat het rendement laag is bij koudere temperaturen, zal een andere verwarmingsinstallatie de taak overnemen en wordt de warmtepomp uitgeschakeld.