Warmtepomp: verwarmen en koelen

Een warmtepomp is een systeem dat net als een CV-installatie of zonnecollector het huis kan voorzien van verwarming en warm water. Een warmtepomp kan bovendien ook koelen. Feitelijk is een warmtepomp niks anders dan een apparaat dat energie verplaatst. Van de plaats waar de warmte beschikbaar is, naar een plaats waar die warmte gewenst is. Een systeem dat erg populair is vanwege de aanzienlijke energiebesparing.
Warmtepompen onttrekken duurzame -lage temperatuur- energie aan de omgeving (grond of gesteente) en staan deze warmte op een hoger, bruikbaar temperatuurniveau weer af. Een warmtepomp gebruikt de constante temperatuur van de aardbodem als energiebron. In Nederland ligt de bodemtemperatuur vanaf 10 meter diepte op een vrijwel constante temperatuur tussen de 10 en 14 graden Celsius. Deze gratis warmtebron kan uitstekend worden benut voor verwarming en koeling.

Warmtepompen, twee systemen

  • Verticale grondwarmtewisselaar: In dit geval wordt een put geboord, de diepte hangt af van de grootte van de te verwarmen oppervlakte, In die put laat men water door pijpen vloeien. Het water neemt de warmte van de diepe grondlagen op en wordt weer naar boven gepompt. In het warmtepompsysteem wordt de temperatuur dan weer verhoogd tot een bruikbare temperatuur. Voor dit soort type is wel een vergunning nodig voor het boren van de put. Ook kan het rendement verminderen naar het einde van het stookseizoen door uitputting van de grond. Maar door de grote diepte is de temperatuur niet seizoensafhankelijk.
  • Horizontale grondwarmtewisselaar: Hierbij wordt er een groot buizennetwerk onder de tuin aangelegd, deze buizen bevatten water aangelengd met antivries. Er is een groot oppervlak nodig: ongeveer drie maal de grootte van het te verwarmen oppervlak. De COP is ook sterk seizoensafhankelijk omdat de leidingen maar 70 cm tot 1.5 m onder de grond liggen. Dit is ideaal als men een grote nog aan te leggen tuin heeft. Als de tuin al aangelegd is is er nog altijd de mogelijkheid om horizontale boringen uit te voeren. Dat zal natuurlijk de kostprijs verhogen. Een andere factor waar rekening mee moet worden gehouden is dat er geen diepwortelende planten boven de collector geplaatst mogen worden.

Werking warmtepomp

Een warmtepomp is in feite een omgekeerde koelkast. In een koelkast wordt warmte onttrokken aan de binnenkant van de koelkast, waardoor de temperatuur daalt in de koelkast. Het apparaat geeft de warmte af aan de lucht buiten het apparaat. Dat is ook te voelen aan de achterkant als de koelkast aanstaat. Als aandrijving voor verwarming in huis doet een warmtepomp ongeveer hetzelfde, alleen ontrekt het systeem dan warmte aan bijvoorbeeld bodemwater. In een notendop werkt een warmtepomp als volgt. Bodemwater of buitenlucht wordt geleid langs een vloeistof in de warmtepomp die op lage temperatuur al verdampt. Bij het verdampen neemt die vloeistof warmte op uit de warmtebron. De pomp drukt vervolgens de vloeistofdamp samen. Daardoor stijgt de druk en neemt de temperatuur nog meer toe. De warmte wordt vervolgens langs bijvoorbeeld waterleidingen van een verwarmingssysteem geleid, en daaraan afgegeven.