Hoe werkt een warmtepomp?

Iedereen kent zowat het basisprincipe van een airconditioner, koelen. Het toestel dat binnen geplaatst is blaast koude lucht naar binnen en het toestel dat buiten staat blaast de warme lucht uit. Dit principe kan ook omgedraaid.

Hoe gaat dit in zijn werk?

De compressor zet hete gassen, van ongeveer 80°C, onder druk naar de condensorbatterij (buitentoestel) die ze op zijn beurt pompt naar de ventilator. De buitenlucht wordt afgekoeld waardoor de gassen vloeibaar worden. Dit gas zal via koperen leidingen, en onder hoge druk van buitenlucht, naar binnen gepompt worden. Dit gas zal “afgeknepen” terug komen d.m.v. een zogenaamd expansieventiel. Hierdoor zal de druk sterk dalen en de vloeistof terug verdampen. Deze fase gebeurt in het binnentoestel en men krijgt het effect zoals vloeibare ether, het product verdampt en onttrekt de warmte. Het binnentoestel stuurt de gekoelde lucht via een ventilator de ruimte in. Het gas dat op dat moment nog in het binnentoestel aanwezig is, zal terug aangezogen worden door de compressor die het gas onder hoge druk weer naar de condensorbatterij pompt. Hierna begint de hele cyclus opnieuw. Bij verwarming (warmtepomp) zal door middel van een vierwegventiel het systeem omgedraaid werken. Dus de hete gassen stromen naar het binnentoestel i.p.v. naar het buitentoestel. Het systeem kan werken met een buitentemperatuur tot -15°C. Hoe werkt een warmtepomp? Er bestaan verschillende soorten warmtepompen, maar het principe is steeds dezelfde.

De werking ervan is onder te verdelen in drie stappen: Stap 1: Onttrekking van warmte Een vloeistof, met een kookpunt lager dan de omgevingstemperatuur, dient als transportmiddel van warmte. De vloeistof onttrekt warmte aan de buitenlucht en verdampt in de verdamper. Stap 2: Compressie De compressor druk op zijn beurt de verdampte vloeistof samen waardoor de druk stijgt en de temperatuur van de damp. Dit is vergelijkbaar met het oppompen van een fietsband. Door het pompen neemt de druk toe en wordt de onderkant van de pomp, waar de druk het hoogst is, behoorlijk heet. Stap 3: Afgifte van warmte De warmte van de damp kan worden opgeslagen, bijvoorbeeld in een batterij. In de condensor wordt de warmte afgegeven aan de koelere lucht. De damp koelt af, zelfs zó ver dat deze weer condenseert tot vloeistof. De vloeistof stroomt naar de verdamper, waar het proces van voor af aan begint. De koelkast als warmtepomp In een koelkast gebeurt hetzelfde proces. De vloeistof onttrekt warmte aan de koelkast, waardoor de temperatuur binnenin daalt. De compressor laat de druk en de temperatuur van de vloeistof stijgen en aan de achterkant wordt de warmte afgegeven aan de omgeving.

Het geluid dat bij het aanslaan hoorbaar is, is de elektrische compressor. Soorten, maten en markten Het samenpersen van de vloeistof kan op verschillende manieren, enerzijds via een mechanische compressor en via een absorptieproces. De compressor kan met behulp van elektriciteit aangedreven worden. Dit is een elektrische warmtepomp. Bij warmtepompen op gas, kan de compressor direct door een gasmotor aangedreven worden of door het zogehete absorptieproces. Combinaties van warmtekrachtkoppelingen komen ook voor. Voor de industrie zijn er nog andere varianten, zoals de mechanische en de thermische dampcompressie en een warmtetransformator.