2.1 Uitleg werkingsprincipe
Een warmtepomp neemt met behulp van een koudemiddelcircuit warmte op bij lage temperatuur, en geeft deze af op hogere temperatuur. Eigenlijk het omgekeerde proces van een koelkast. Een koelkast neemt de warmte in de koelkast op in het koudemiddelcircuit, en geeft deze af buiten de koelkast (via het rooster aan de achterzijde) op een hogere temperatuur.
Uiteraard is bij een koelkast het doel om de producten te koelen. Bij een warmtepomp is het voornaamste doel om binnen te verwarmen, met als restproduct koude lucht buiten af te voeren. Door het proces om te keren, kan men een warmtepomp ook gebruiken om te koelen.
Het koudemiddelcircuit is een gesloten circuit waarin op verschillende plaatsen verschillende drukken en temperaturen zijn, waardoor warmteoverdracht plaatsvindt. In dit proces maakt men gebruik van de fase overgang van het koudemiddel. Er zijn in de natuurkunde drie verschillende fasen voor een stof mogelijk. Als men dit voor de bekende stof ‘water’ bekijkt, geldt:
- vloeibare fase: water
- vaste fase: ijs
- gasvormige fase: waterdamp (stoom)
Op afbeelding 3 ziet men wat er gebeurt wanneer men water kookt. Tijdens het verwarmen van het water (van punt A naar B) loopt de temperatuur van het water op tot uiteindelijk 100 °C. Als het water blijft doorkoken, neemt het nog steeds warmte op, terwijl de temperatuur niet meer verder stijgt (tussen punt B en C). Op dat moment vindt de faseovergang plaats van vloeibaar naar gasvormig, bij gelijkblijvende temperatuur. Pas zodra het vloeibare water op is en volledig omgezet is in stoom (gasvormig), lopen (in een gesloten pan) de druk én de temperatuur op.
Wanneer hoog in de bergen een lagere luchtdruk is, kookt water (afhankelijk van de druk) al bij 80 °C. Wanneer men water gekookt onder hoge druk (snel-kookpan), kan men hogere temperaturen dan 100 °C behalen, omdat het kookpunt is verschoven.
Veelgestelde vragen over het werkingsprincipe van een warmtepomp
Veel mensen zijn nieuwsgierig hoe een warmtepomp precies werkt en wat het verschil is met een koelkast. Hieronder beantwoorden we de meest gestelde vragen op een begrijpelijke manier.
Hoe werkt een warmtepomp?
Een warmtepomp neemt warmte op uit de buitenlucht bij een lage temperatuur en geeft deze af op een hogere temperatuur binnen het huis. Dit gebeurt via een gesloten koudemiddelcircuit, waarbij gebruik wordt gemaakt van drukverschillen en faseovergangen van het koudemiddel. Het proces lijkt sterk op dat van een koelkast, maar dan omgekeerd.
Wat is het verschil tussen een warmtepomp en een koelkast?
Een koelkast neemt warmte op uit de binnenkant en geeft deze af aan de buitenkant via het rooster achteraan, met als doel de inhoud te koelen. Een warmtepomp doet precies het omgekeerde: warmte van buiten wordt opgenomen en binnen afgegeven om de woning te verwarmen. Door het proces om te keren, kan een warmtepomp ook gebruikt worden om te koelen.
Wat is een faseovergang en waarom is dat belangrijk bij een warmtepomp?
Een faseovergang is het moment waarop een stof van de ene fase (vloeibaar, vast of gasvormig) overgaat naar een andere fase. Bij een warmtepomp maakt het koudemiddel gebruik van deze overgangen om grote hoeveelheden warmte op te nemen of af te geven zonder dat de temperatuur verandert. Dit maakt het systeem zeer efficiënt in het transporteren van warmte.
Waarom kookt water op grote hoogte bij een lagere temperatuur?
Op grote hoogte is de luchtdruk lager, waardoor het kookpunt van water daalt en het al bij bijvoorbeeld 80 °C begint te koken. Dit principe geldt ook voor het koudemiddel in een warmtepomp: door de druk te verhogen of te verlagen, kan men het kookpunt van het koudemiddel aanpassen. Zo kan de warmtepomp efficiënt warmte opnemen bij lage buitentemperaturen en deze op hogere temperatuur afleveren.
Heb je nog vragen? Neem dan contact met ons op.