Wat is een warmtepomp en hoe werkt een warmtepomp?

Wat is een warmtepomp?

Het warmtepompsysteem, als onderdeel van de verwarming en koeling van het huis, koelt niet alleen het huis, maar zorgt ook voor verwarming. Ze gebruiken koelmiddelen om warmte van binnen naar buiten over te brengen en in de warmere maanden halen ze warmte uit de binnenlucht. Deze systemen, die buiten uw huis zijn geïnstalleerd en op elektriciteit werken, zorgen het hele jaar door voor comfortabele binnentemperaturen zonder dat er extra verwarmingssystemen nodig zijn.

Welke soorten warmtepompen zijn er?

Er zijn 3 soorten warmtepompen:

1.Luchtbronwarmtepompen (ASHP):

• ASHP's halen warmte uit de buitenlucht en gebruiken het voor verwarmingsdoeleinden binnenshuis. Ze werken door warmte uit de omgevingslucht te absorberen en deze via een koelmiddelcyclus naar binnen te transporteren.
• Ze worden vaak gebruikt in gematigde klimaten waar de temperaturen doorgaans niet extreem laag worden. ASHP's zijn efficiënt en kosteneffectief voor zowel verwarmings- als koeldoeleinden.

Er is nog een andere term: "ATW-warmtepomp", wat staat voor "lucht-water-warmtepomp". Het is het meest voorkomende type warmtepomp dat warmte uit de buitenlucht haalt en deze overdraagt aan water, meestal voor het verwarmen van binnenruimtes of voor het gebruik van warm water voor huishoudelijk gebruik.
Een ATW-warmtepomp werkt op dezelfde manier als een lucht-waterwarmtepomp (ASHP), die warmte uit de buitenlucht haalt. Het belangrijkste verschil zit echter in de manier waarop de onttrokken warmte wordt gebruikt. Terwijl een ASHP de warmte rechtstreeks in de binnenlucht kan verdelen, brengt een ATW-warmtepomp de verzamelde warmte over naar een watergebaseerd systeem.
Dit type warmtepomp wordt vaak gebruikt in hydronische verwarmingssystemen waarbij water door vloerverwarmingssystemen, radiatoren of voor warmwaterdoeleinden wordt gecirculeerd. De warmte die uit de buitenlucht wordt gehaald, wordt overgebracht naar het water, dat vervolgens door het gebouw circuleert om warmte te leveren.
ATW-warmtepompen staan bekend om hun efficiëntie en veelzijdigheid, en bieden zowel verwarmings- als potentieel koelmogelijkheden door gebruik te maken van de latente warmte die aanwezig is in de omgevingslucht. Ze zijn vooral populair in gematigde klimaten waar ze efficiënt warmte uit de lucht kunnen halen, zelfs bij lagere temperaturen.

2.Waterbronwarmtepompen (WSHP):

• WWHP's werken op een vergelijkbare manier als WWHP's, maar halen warmte uit een waterbron zoals een put, meer of rivier in plaats van uit de grond.
• Ze gebruiken water als warmteoverdrachtsmedium om warmte over te brengen naar een gebouw of om te verwarmen of te koelen.
• WSHP's zijn voordelig in gebieden waar waterbronnen beschikbaar zijn en kunnen zorgen voor consistente en efficiënte verwarming en koeling.

3.Grondbronwarmtepompen (GSHP of Geothermische warmtepompen):

• Warmtepompen met aardwarmte halen warmte uit de grond of uit een watermassa. Hiervoor gebruiken ze een aardlussysteem dat onder de grond of in water is geplaatst.
• Ze zijn zeer efficiënt omdat de temperatuur onder de grond het hele jaar door relatief stabiel is. Hierdoor ontstaat er een constante verwarming of koeling, ongeacht de weersomstandigheden.
• Voor aardlekschakelaars zijn de initiële installatiekosten hoger vanwege het aardlussysteem, maar op de lange termijn bespaart u energie.

Elk type warmtepomp heeft zijn eigen voordelen en is geschikt voor verschillende omgevingsomstandigheden en geografische locaties. Het voorziet in verschillende verwarmings- en koelbehoeften.

Daarnaast kan de warmtepomp, afhankelijk van het ontwerp en de systeemsamenstelling, ook worden onderverdeeld in Split warmtepomp en Monobloc warmtepomp. Terwijl een monobloc warmtepomp de meeste componenten in één unit consolideert, scheidt een split warmtepomp de belangrijkste componenten in binnen- en buitenunits die met elkaar zijn verbonden door koelmiddelleidingen.

Split warmtepomp:

• Ontwerpkenmerken: Een split warmtepomp bestaat uit twee afzonderlijke units: een binnenunit en een buitenunit. De buitenunit bevat de compressor en condensor, terwijl de binnenunit de verdamper en het expansieventiel herbergt.
• Kenmerken: Een split warmtepomp verbindt de binnen- en buitenunits via koelmiddelleidingen. Dit ontwerp vereist meer installatiestappen en ruimte, brengt mogelijk complexer onderhoud met zich mee, maar biedt flexibiliteit om aan te passen aan verschillende installatievereisten.

Monobloc warmtepomp:

• Ontwerpkenmerken: Een monobloc-warmtepomp integreert de meeste essentiële componenten in één enkele buitenunit, waaronder doorgaans de compressor, warmtewisselaars (verdamper en condensor), expansieventiel en het regelsysteem.
• Kenmerken: Het ontwerp van een monobloc-warmtepomp is eenvoudig, de installatie en het onderhoud zijn relatief eenvoudig, de pomp ziet er netjes uit en heeft over het algemeen een compactere structuur.

Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een warmtepompsysteem?

1. Compressor: Dit is het hart van het warmtepompsysteem. De compressor brengt het koelmiddel onder druk en laat het circuleren, waardoor het warmtewisselingsproces wordt vergemakkelijkt. In een monobloc-warmtepomp is de compressor geïntegreerd in de buitenunit, meestal in een compact en omsloten ontwerp.
2. Warmtewisselaar (Condensor- en verdamperspiralen): Monobloc-warmtepompen bevatten warmtewisselaarspiralen voor zowel de condensatie als de verdamping van het koelmiddel. De condensorspiraal geeft warmte af aan de binnenomgeving tijdens de verwarmingsmodus en absorbeert warmte van binnen tijdens de koelmodus. De verdamperspiraal absorbeert warmte van de buitenlucht of de grond tijdens de verwarmingsmodus en geeft deze af aan het koelmiddel.
3. Expansieventiel: Dit onderdeel reguleert de stroming van koelmiddel en regelt de druk en temperatuur ervan. Het zorgt ervoor dat het koelmiddel kan uitzetten van een vloeistof met hoge druk naar een vloeistof-gasmengsel met lage druk voordat het de verdamperspiraal binnengaat om warmte van de externe omgeving te absorberen.
4. Beheerder En Elektronica: De regeleenheid en elektronica in een monobloc warmtepomp beheren de werking van het systeem. Het bewaakt en reguleert de temperatuur, activeert verschillende componenten zoals de compressor en ventilatoren, en kan slimme functies bevatten voor efficiëntie-optimalisatie en systeembewaking.

Deze componenten werken samen om het warmtewisselingsproces te vergemakkelijken, waardoor de warmtepomp warmte uit de externe omgeving (lucht, grond of water) kan halen en deze naar de binnenruimte kan overbrengen voor verwarming of warmte van binnen kan verwijderen voor koeling. Het monobloc-ontwerp stroomlijnt installatie en onderhoud, aangezien de meeste vitale componenten in één buitenunit zijn ondergebracht.

Hoe werkt een warmtepomp?

Luchtbronwarmtepompen zijn revolutionaire apparaten die zijn ontworpen om efficiënt warmte over te brengen van de omgevingslucht om verwarming en warm water te leveren voor residentiële en commerciële ruimtes. Ze werken volgens een principe dat vergelijkbaar is met dat van een koelkast, maar dan omgekeerd.

1. Warmteabsorptie:
   Het proces begint met de koelvloeistof van de warmtepomp, meestal een verbinding zoals R32, die in het systeem circuleert. Wanneer de pomp in de verwarmingsmodus staat, passeert het koelmiddel een verdamperspiraal, waarbij thermische energie uit de buitenlucht wordt geabsorbeerd, zelfs bij koude temperaturen tot -25°C.
2. Compressie en temperatuurstijging:
   De geabsorbeerde warmte zorgt ervoor dat het koelmiddel verdampt tot een gas. Dit gas met lage temperatuur wordt vervolgens gecomprimeerd door de compressor in de warmtepomp, waardoor de temperatuur aanzienlijk stijgt. Dit proces verandert het gas in een hogedruk-, hogetemperatuurtoestand.
3. Warmteafgifte:
   Het nu hete koelgas gaat door een condensorspiraal, waar het zijn opgehoopte warmte afgeeft aan de binnenruimte of om water te verwarmen. Deze warmte wordt vervolgens via een ventilatorsysteem door het hele gebouw verdeeld of gebruikt om het water in een tank op te warmen voor huishoudelijke doeleinden.
4. De cyclus herhalen:
   Nadat de warmte is afgegeven, keert het koelmiddel terug naar een vloeibare toestand en stroomt terug naar de verdamper om de cyclus opnieuw te beginnen. Dit continue proces van het absorberen van warmte, het comprimeren van het koelmiddel, het vrijgeven van warmte en vervolgens terugkeren naar het beginpunt vormt de operationele cyclus van een luchtbronwarmtepomp.

Werkingsprincipes van warmtepompen

In de koelmoduswarmtepompen absorberen de warmte binnenshuis en geven deze af aan de buitenkant.
In de verwarmingsmodusze nemen warmte op uit de grond of de buitenlucht en geven deze binnen af.
Deze geavanceerde warmtepompsystemen zijn niet afhankelijk van de omgevingstemperatuur en blijven stabiel werken, zelfs onder extreme omstandigheden.

Wat zijn de voordelen van een warmtepomp?

• Efficiëntie: Lucht-waterwarmtepompen kunnen efficiënte verwarming en warm water leveren, zelfs in koudere klimaten. Hun effectiviteit kan echter afnemen naarmate de temperaturen dalen.
• Milieu-impact:Ze maken gebruik van de warmte uit de lucht, een hernieuwbare bron, waardoor ze milieuvriendelijker zijn dan traditionele verwarmingssystemen die afhankelijk zijn van fossiele brandstoffen.
• Veelzijdigheid: Lucht-waterwarmtepompen kunnen tijdens de warmere maanden ook andersom werken en fungeren als airconditioners door warmte uit binnenruimtes te verwijderen en naar buiten te transporteren.

Toekomstige trends in warmtepompen

Geavanceerde technologie maakt warmtepompsystemen milieuvriendelijker en efficiënter. Naarmate de technologie vordert, zullen toekomstige warmtepompsystemen intelligenter, efficiënter en milieuvriendelijker zijn.

De laatste jaren zijn warmtepompboilers enorm populair geworden als efficiënte en milieuvriendelijke oplossingen voor warm water. Sommige ATW-warmtepompen kunnen werken bij een temperatuurbereik van -25°C tot 43°C.

De evolutie van deze warmtepompen, zoals Hetapro Thermalux R290 ATW warmtepomp, heeft technologie naar ongekende hoogten gebracht. Uitgerust met R290-koelmiddelen, DC-omvormer compressoren, en Verbeterde dampinjectie (EVI) technologie kunnen deze nieuwste warmtepompen indrukwekkende temperaturen bereiken tot wel 75°COpmerkelijk genoeg blijven ze zelfs onder extreme omstandigheden stabiel werken, en kunnen ze temperaturen tot wel 30 graden doorstaan. -35°C.

Conclusie

Lucht-waterwarmtepompen maken gebruik van een slim en milieuvriendelijk mechanisme om latente warmte uit de lucht te halen. Dit biedt een efficiënte oplossing voor de behoefte aan verwarming en warm water in verschillende situaties.
De evoluerende warmtepompsystemen zijn een ideale keuze geworden voor verwarming, koeling en warmwatervoorziening in huis. De nieuwste warmtepompwaterverwarmers die R290-koelmiddelen gebruiken, bieden niet alleen een hoge efficiëntie, maar zijn ook een voorbeeld voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke technologie.