Werking warmtepomp | Warm water en verwarming in huis

Met een warmtepomp kun je een woning tot een aangename temperatuur verwarmen, maar hoe werkt een warmtepomp eigenlijk? We leggen de werking van de verschillende soorten warmtepompen aan je uit en we achterhalen welke warmtepomp het hoogste rendement heeft!

Hoe werkt een warmtepomp eigenlijk?

Warmte is overal om ons heen. Het ligt opgeslagen in de bodem, in grondwater en ook in de lucht. Een warmtepomp kan deze warmte aan de natuurlijke bron onttrekken en omzetten in bruikbare warmte voor in huis. 

Algemeen werkingsprincipe

Het werkt zo: de onttrokken warmte wordt langs de verdamper geleid. In deze verdamper zit vloeistof (koudemiddel) die door de warmte wordt omgezet in gas. Een compressor kan dit gas samenpersen waardoor de temperatuur stijgt. Vervolgens wordt het gas door een condensor geleid en kan de warmte worden afgegeven aan je verwarmingssysteem. 

Het proces kan zich blijven herhalen doordat het gas na het afgeven van de warmte weer vloeibaar wordt. Om te voorkomen dat de druk te hoog wordt stroomt de vloeistof via het expansieventiel naar de verdamper. 

Uitleg onderdelen warmtepomp

 Een warmtepomp bestaat uit een aantal onmisbare onderdelen: de verdamper, compressor, condensor en het expansieventiel. Soms wordt aan de installatie een buffervat toegevoegd. 

Een warmtepomp onttrekt warmte aan de buitenlucht, ook wanneer het niet erg warm is. Hoe werkt dat eigenlijk? Het hoeft buiten niet warm te zijn om de woning op te kunnen warmen. Een warmtepomp kan de temperatuur van de warmte namelijk laten stijgen.

We laten je zien hoe dat proces in zijn werk gaat aan de hand van de verschillende onderdelen!

1. Verdamper

Een cruciaal onderdeel van de warmtepomp is de verdamper. In de verdamper bevindt zich koelvloeistof waarmee je telkens opnieuw warmte kunt opwekken. De buitenunit van een warmtepomp onttrekt warmte aan een natuurlijke bron en zal deze warmte langs de verdamper leiden.

Het koudemiddel in de verdamper zal door de warmte worden omgezet in gas. Dit gas wordt vervolgens naar een compressor geleid. In een CO2 warmtepomp bestaat die koudemiddel uit CO2.

2. Compressor

De compressor drukt het gas uit de verdamper samen. Bij dit proces stijgt de temperatuur van het gas. 

Het kan zo zijn dat je merkt dat je stroomverbruik stijgt nadat je een warmtepomp hebt laten plaatsen. Dit onderdeel van de warmtepomp verbruikt namelijk elektriciteit. 

3. Condensor

Nadat de warmte de compressor verlaat kan het worden afgegeven aan je warmteafgiftesysteem in huis. Denk bijvoorbeeld aan je vloerverwarming of radiatoren. Nadat de warmte is afgegeven verandert het koudemiddelgas in de condensor weer in een vloeistof. 

4. Expansieventiel

Nadat het koudemiddel weer vloeibaar is geworden kan het opnieuw naar de verdamper gestuurd worden. Het is dan wel belangrijk dat de druk eerst wordt verlaagd. De druk wordt verlaagd in het expansieventiel. 

Door het koudemiddel langs het expansieventiel te laten stromen voorkom je dat gevaarlijke situaties ontstaan.

5. Buffervat of niet?

Sommige soorten warmtepompen vragen mogelijk om een buffervat. Het buffervat is een soort opslagtank voor het warme water. Op het moment dat je vlug veel warmte nodig hebt kan het buffervat bijspringen. 

Dat zorgt ervoor dat de warmtepomp niet zo hard hoeft te werken. Het gevolg daarvan is dat het systeem efficiënter werkt en je niet onnodig veel energie verbruikt. 

Het is goed om te weten dat het toevoegen van een buffervat ook vaak om een extra circulatiepomp vraagt. Met deze pomp kan de warmte aan het tapwater worden afgegeven. 

Werking per type warmtepomp

De verschillende soorten warmtepompen werken ongeveer volgens hetzelfde principe, maar de exacte werking van een warmtepomp is afhankelijk van het gekozen type. 

Zo wijkt de werking van een hybride warmtepomp wat af omdat het systeem een aanvulling is op je huidige cv-ketel. 

1. Hybride warmtepomp

Een hybride warmtepomp kan met behulp van een buitenunit, ventilator, verdamper, compressor, binnenunit en een condensor warmte aan de buitenlucht onttrekken en omzetten in warmte. De onttrokken warme lucht warmt verder op nadat het wordt samengeperst. Vervolgens wordt het water in je centrale verwarming met deze warme lucht verwarmd. Op deze wijze kun je een huis verwarmen met een warmtepomp.

Deze werking kan wat afwijken afhankelijk van het gekozen type hybride warmtepomp:

• Warmtepomp combinatiesysteem: het meest gekozen systeem met binnen- en buitenunit. Met deze warmtepomp wordt niet alleen de woning verwarmd, maar ook het kraanwater.
• Warmtepomp met buitenunit: een hybride warmtepomp met een buitenunit onttrekt warmte aan de buitenlucht om een woning te verwarmen. Met dit systeem kan het water in de woning niet worden verwarmd.
• Warmtepomp zonder buitenunit: dit type hybride warmtepomp gebruikt enkel lucht uit ventilatiesystemen en worden doorgaans gebruikt om het water in een woning te verwarmen.

2. Lucht-water

De lucht-water warmtepomp is de originele warmtepomp, dit systeem werd gebruikt toen de warmtepomp werd ontwikkeld. De buitenunit van de lucht-water warmtepomp onttrekt warmte aan de buitenlucht, daar hoeft het buiten niet erg warm voor te zijn. Met deze warmte kan het koelmiddel in de warmtepomp worden verdampt.

Het gas dat hieruit ontstaat wordt samengeperst door een compressor, bij dit proces stijgt de temperatuur. Deze warmte kan vervolgens worden afgegeven aan het verwarmingssysteem in de woning.

3. Lucht-lucht

De lucht-lucht warmtepomp is geen traditionele warmtepomp, het systeem bestaat namelijk uit een buiten- en binnenunit waarmee warme lucht in de woning wordt geblazen. Je kunt het principe vergelijken met een airconditioning. 

Het verschil met de andere soorten warmtepompen is dat deze warme lucht niet in de verwarmingssystemen wordt gebruikt. De warmte lucht wordt onttrokken, verder opgewarmd en blaast  vervolgens uit de binnenunit.

4. Water-water

Voor een water-water warmtepomp worden twee putten in de grond geboord, een pompput en een retourput. Het warme grondwater wordt in de pompput naar de verdamper gepompt. Hier kan het warme water het koudemiddel omzetten in warm gas. 

Ook dit systeem vraagt om een compressor, condensor, expansievatventiel en een verdamper. Deze warmtepomp werkt al vanaf een lage temperatuur, het grondwater in de aardbodem is vaak slechts 5 à 10 graden.

5. Bodem-water

Een bodem-water warmtepomp wordt ook wel een geothermische warmtepomp genoemd. De geothermische warmtepomp vraagt om een ingrijpende installatie. Dit systeem bestaat uit een gesloten buizensysteem met een mengsel van water en antivries. Het mengsel wordt naar een verdamper geleid om tot damp omgezet te worden. 

Het gas dat hieruit ontstaat wordt door de compressor samengeperst waardoor de temperatuur wordt verhoogd. Vervolgens koelt het antivriesmengsel af waarna het weer vloeibaar wordt en de cyclus opnieuw kan beginnen.

Rendement van de verschillende warmtepompen

Het rendement van de verschillende soorten warmtepompen wordt berekend aan de hand van de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) en de COP (Coefficient of Performance). Met de COP wordt het rendement van de warmtepomp aan de hand van één maand berekend, terwijl voor de SCOP metingen door het hele jaar heen worden gebruikt. 

Hoe hoger de COP, hoe beter het rendement. Bij een lage COP score moet de warmtepomp waarschijnlijk te hard werken om rendabel te zijn. In de zomer ligt de COP van warmtepompen gemiddeld tussen de 6 en 7, terwijl dat in de winter tussen de 2 en 3 zal zijn.

Factoren die het rendement beïnvloeden

Hoe hoog het rendement van je warmtepomp is zal afhankelijk zijn van verschillende factoren, met name van het vermogen van de warmtepomp. Een warmtepomp met een hoog vermogen is vaak rendabeler dan een warmtepomp met een laag vermogen. 

Daarnaast zijn de buitentemperatuur, de conditie van je huidige verwarmingssysteem, je waterverbruik en de mate van onderhoud van invloed op het rendement van je systeem. Door verschillende merken te vergelijken kies je de juiste warmtepomp.

Enkele bekende warmtepomp merken zijn onder andere Ecoforest, Inventum, Daikin, Mitsubishi en Panasonic.

De meest rendabele soorten op volgorde

1. Bodem-water warmtepomp: dit systeem is betrouwbaar en geeft het hoogste rendement, maar het is ook de duurste installatie.

2. Lucht-lucht warmtepomp: het rendement van dit type warmtepomp is erg hoog, bovendien is de prijs in aanschaf laag. Daar staat tegenover dat de warmte niet in je verwarmingssystemen kan worden gebruikt. De warme lucht wordt enkel in de woning geblazen. De lucht-lucht warmtepomp warmt het tapwater ook niet op.

3. Lucht-water warmtepomp: met deze warmtepomp kun je de energiekosten fors laten dalen. De lucht-water warmtepomp is in vergelijking met andere warmtepompen ook nog eens opvallend stil. Daar moet je echter wel eerst een prijzige installatie voor laten plaatsen. Afhankelijk van het klimaat kan het rendement bovendien behoorlijk wisselvallig zijn.

4. Water-water warmtepomp: dit systeem kan in de zomer ook als koeling worden gebruikt. Bovendien is de temperatuur van grondwater erg constant, waardoor betrouwbare resultaten behaald kunnen worden. Daar staat tegenover dat de installatie vaak ingrijpende putboringen vereist waarvoor je vaak verschillende vergunning voor nodig hebt.

5. Hybride warmtepomp: een hybride warmtepomp is voor de meeste huishoudens de meest toegankelijke warmtepomp, het is een uitbreiding op je huidige cv-ketel. Daardoor blijven de kosten relatief laag. Een nadeel van de hybride variant is dat de buitenunit door trillingen geluidsoverlast kan veroorzaken. Daarnaast is de hybride warmtepomp niet geschikt voor iedere woning.

En in de winter / bij vorst?

Een van de misvattingen van de warmtepomp is dat het systeem in de winter niet zou werken. Het tegendeel is waar, juist in de winter maken we vanzelfsprekend veelvuldig gebruik van de warmtepomp. 

Dat komt doordat warmte ook bij lage temperaturen kan worden onttrokken. De temperatuur van de onttrokken warmte stijgt namelijk in het systeem.

Lager rendement in de winter

Er zijn wel enkele aandachtspunten waar je rekening mee moet houden in de koudere maanden. Het rendement van een warmtepomp is namelijk lager als het buiten koud is. Dat komt doordat het systeem harder moet werken om evenveel warmte te kunnen leveren. 

Het gevolg daarvan is dat je meer stroom verbruikt. Het gevolg daarvan is dat de warmtepomp in de winter een lagere besparing oplevert dan wanneer het warm is. 

Warmtepomp combineren met zonnepanelen

Om dit extra stroomverbruik te compenseren kun je een warmtepomp combineren met genoeg zonnepanelen. Houd er dan wel rekening mee dat het rendement van zonnepanelen in de winter vaak óók lager is.

Het fijne van een warmtepomp met zonnepanelen is dat het systeem ondanks de koudere maanden nog steeds rendabel genoeg is om op termijn terug te verdienen. Je bespaart meer op gas dan je extra verbruikt aan stroom.

Veelgestelde vragen

Offerte