Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp is een milieuvriendelijke manier om een huis te verwarmen en warm tapwater te verkrijgen. Maar hoe werkt een warmtepomp precies?

Een warmtepomp wint warmte uit lucht, bodem of grondwater

De warmtepomp wint warmte uit de bodem, de lucht of het grondwater. Daarna zet hij dit om in bruikbare energie om uw huis te verwarmen.

Een warmtepomp gebruikt elektriciteit. Het stroomverbruik in huis neemt dan ook toe, terwijl het gasgebruik afneemt.

Neem bijvoorbeeld een lucht/water warmtepomp: tijdens het verwarmen onttrekt deze warmtepomp energie uit de buitenlucht. De energie pompt hij in het buitendeel op naar een bruikbaar niveau voor verwarming, waarna het systeem de warmte afgeeft in de ruimte. Hier liggen de bekende natuurkundige processen aan ten grondslag: verdampen en condenseren.

De werking van een warmtepomp

Tussen het buitendeel en het binnendeel van het warmtepompsysteem stroomt een koudemiddel. Met behulp van een compressor in het buitendeel wordt dit koudemiddel rondgepompt. Voorop staat dat hij de warmte van een lage naar een hoge temperatuur brengt, zodat deze kan dienen als verwarming.

Met behulp van het koudemiddel onttrekt de warmtepomp warmte aan de buitenlucht. Dit koudemiddel heeft de bijzondere eigenschap dat het al verdampt bij een heel lage temperatuur. Hierdoor kan een warmtepomp zelfs bij een lage buitentemperatuur toch bruikbare warmte uit de buitenlucht opnemen.

Het koudemiddel haalt warmte uit de buitenlucht doordat het verdampt onder lage druk en zich vormt tot een soort gas. In een gesloten systeem wordt dit gas vervolgens rondgepompt en wordt de druk verhoogd.

Het resultaat is dat het warme gas condenseert bij hoge temperatuur en verhoogde druk, waardoor warmte vrijkomt. Deze warmte wordt afgegeven aan lucht of een watercircuit. Daarna verlaagt het systeem de druk weer, stroomt het koudemiddel terug als vloeistof naar het buitendeel en begint de cyclus opnieuw.

Kort samengevat

• Warmte winnen: koudemiddel bij lage temperatuur laten verdampen door de druk te verlagen. Vloeistof wordt gas.
• Warmte afgeven: koudemiddel in gasvorm bij hoge temperatuur laten condenseren door de druk te verhogen. Gas wordt weer vloeistof en er komt warmte vrij voor verwarming.

Energieverbruik van een warmtepomp

Om de vraag over het energieverbruik van een warmtepomp goed te beantwoorden, moeten we eerst twee andere vragen beantwoorden:

• Hoeveel energie is er nodig om een huis te verwarmen, van warm water te voorzien en te koelen?
• Met welk rendement kan de warmtepomp warmte uit de omgeving omzetten in nuttige warmte en eventueel actief koelen?

Benodigde energie

De benodigde energie hangt vooral af van de warmtebehoefte van je huis. Die wordt bepaald door:

• De grootte van je huis
• De mate van isolatie
• Het aantal personen in je huishouden
• De gewenste hoeveelheid warm water

Een groot, matig geïsoleerd huis heeft uiteraard een hogere warmtebehoefte dan een goed geïsoleerd klein huis. En wie dagelijks uitgebreid in bad gaat, verbruikt meer warm water dan iemand die kort doucht.

Koelen met een warmtepomp

Voor koeling geldt: een water/water warmtepomp met passieve koeling gebruikt maar weinig elektrische energie, omdat de compressor hierbij niet inschakelt. Wil je met een lucht/water warmtepomp koelen, dan wordt de compressor wél gebruikt en dat kost meer elektrische energie.

Geen of veel minder gasverbruik

Heb je een all-electric woning met een warmtepomp, dan verbruik je meer elektriciteit. Daar staat tegenover dat je geen gas meer verbruikt en zelfs geen gasaansluiting meer nodig hebt.

Je bespaart dus op gasverbruik en betaalt ook geen vastrechtkosten meer voor de gasmeter. Heb je een kleinere warmtepomp in combinatie met een cv-ketel, dan spreken we van een hybride installatie. Dan gebruik je nog wel gas, maar veel minder dan voorheen.

Verwacht geen wonderen van een warmtepomp

Het vermogen ten opzichte van een cv-ketel is lager. Het duurt langer om het huis op te warmen en bij koud weer hebben lucht/water warmtepompen minder vermogen. Daarom is het vaak beter om geen nachtverlaging toe te passen. Een extra elektrisch element kan helpen om extra vermogen te leveren wanneer dat nodig is.

Warm tapwater en combinaties

De warmtepomp maakt niet automatisch warm tapwater. Daarvoor is een (warmtepomp)boiler of hygiënebuffervat nodig. Mijn voorkeur is om dit met een zonneboiler aan te vullen. Omdat de zonneboiler ook de verwarming ondersteunt, maakt de warmtepomp minder draaiuren en verbruikt hij minder stroom, waardoor er ook minder zonnepanelen nodig zijn.

Links een voorbeeld van hoe een warmtepomp hybride toegepast kan worden en rechts een versie met vloerverwarming.