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.