Warmtepomp
Pieter Vercruysse
Een warmtepomp werkt meestal op elektriciteit en maakt gebruik van de reeds aanwezige warmte in een bron. Er wordt gebruik gemaakt van de natuurkundige principes zoals verdampen en condenseren. Bij het verdampen van een vloeistof neemt de warmtepomp warmte op en geeft deze vervolgens vrij bij het condenseren van de vloeistof. Er wordt steeds gebruik gemaakt van natuurlijke bronnen van warmte zoals de buitenlucht, een waterbron of de aarde.
Werking stap voor stap
- De verdamper haalt via een ventilator warmte uit de buitenlucht of met buizen uit de grond of water.
- De warmte wordt afgegeven aan een vloeibaar koudemiddel in het buizensysteem.
- Het koudemiddel wordt aan de kook gebracht en verdampt in de verdamper.
- Deze damp wordt in de compressor samengedrukt en wordt hierdoor nog heter.
- De hete damp bereikt de condensor. Hier wordt de warmte afgestaan waarna hij terug vloeibaar wordt.
- Het expansieventiel verlaagt de druk waardoor de vloeistof verder afkoelt.
- Het principe begint opnieuw.
Soorten warmtepompen
Een warmtepomp kan werken op gas, maar meestal wordt gebruik gemaakt van elektriciteit voor het aandrijven van de compressor. We maken vooral onderscheid in het collectorsysteem voor het opnemen van omgevingswarmte.
Soorten warmtecaptatie:
- omgevingslucht: hierbij wordt warmte onttrokken aan de buitenlucht.
- ventilatielucht: hierbij wordt warmte onttrokken aan de warme extractielucht van bv. een machinekamer.
- water: de warmte wordt onttrokken uit een groot waterbassin of een rivier.
- grond: de warmte wordt via verticale boringen of een horizontaal captatienet onttrokken uit de bodem.
Voordelen
Het grote voordeel van een warmtepomp is zijn hoge rendement. In tegenstelling tot bv. een gasketel, zit de warmte niet enkel omvat in de brandstof. Het merendeel wordt onttrokken uit de lucht, bodem of water.
De gebruikte elektriciteit dient in hoofdzaak voor het verpompen en samendrukken van het koelmiddel. Via deze weg kunnen rendementen van 300 tot 800% worden bereikt, iets wat ondenkbaar is bij klassieke verwarmingssystemen.
Meestal zijn warmtepompen ook frequentiegestuurd. Dit leidt tot een hoger rendement, maar de opbrengst kan ook perfect worden afgestemd op de vraag. Op deze manier wordt pendelen voorkomen, wat resulteert in een hoger comfort.
Aandachtspunten
-
Grondboringen
Wanneer er wordt gewerkt met grondboringen wordt er warmte onttrokken aan de bodem. De bodemtemperatuur zal hierbij stelselmatig zakken.
Indien de boringen te klein zijn gedimensioneerd, zal de bodem rond de boringen uiteindelijk opvriezen. Dit zorgt voor een isolerend laagje rond de boringen waardoor er nog moeilijker warmte wordt afgegeven. Als gevolg zal de bodem nog harder opvriezen en zal het rendement stelselmatig dalen.
Kies dus voor voldoende ruim gedimensioneerde boringen. De initiële kost is hoger, maar dankzij een lager verbruik (hogere efficiëntie) wordt deze kost al snel terugverdiend. Ook blijft er op deze manier steeds warmte ter beschikking, ook op de koudste dagen.
-
Temperatuurverschil
Het rendement is rechtstreeks afhankelijk van het temperatuurverschil tussen het opname- en afgiftesysteem. Hoe groter dit temperatuurverschil, hoe lager het rendement.
Om deze reden hebben systemen die werken met vloerverwarming (= lage temperatuur) een veel hoger rendement dan systemen met klassieke radiatoren (= hoge temperaturen).
Beperk dus zoveel mogelijk de temperatuur van het afgiftesysteem of kies voor een warmtebron met hogere temperatuur (bv. warme extractielucht in plaats van koudere buitenlucht).
-
Dimensionering
Laat steeds je systeem op maat samenstellen. Klassieke gasketels werden vaak veel te groot gedimensioneerd. Vervang dus niet zomaar een 50 kW gasketel door een 50 kW warmtepomp, maar laat eerst een warmtelastberekening uitvoeren.
Dit zal resulteren in enerzijds een goedkopere warmtepomp (kleiner vermogen), maar ook in een hoger rendement, omdat de frequentiesturing de kans krijgt om zich in te stellen op het optimale werkingspunt.
-
Intelligente sturing
Meer en meer warmtepompen kunnen worden uitgerust met een intelligente sturing. Dit is vooral interessant op locaties met veel hernieuwbare energie. Op deze manier kan het systeem worden ingesteld om maximaal warmte te produceren op de ogenblikken met veel productie. Zodoende kan een groot warmwatervat of de vloer worden opgeladen met warmte bij overschot zodat het verbruik kan beperkt worden bij momenten zonder productie.