Warmtepomp: werkingsprincipe
Warmtepompen kunnen ingedeeld worden naargelang hun werkingsprincipe: compressiewarmtepompen of thermisch aangedreven warmtepompen.
Warmtebronnen
Een warmtepomp kan warmte halen uit verschillende bronnen:
- bodem
- water (bijvoorbeeld: grondwater, afvoerwater)
- lucht (bijvoorbeeld: buitenlucht, afvoerlucht of een mengsel van afvoerlucht en buitenlucht).
Werkingsprincipes
Warmtepompen kunnen opgedeeld worden naargelang hun werkingsprincipe. De 2 meest voorkomende types:
- compressiewarmtepomp: bij deze warmtepompen wordt het verdampte koudemiddel samengedrukt door een compressor. Door deze samendrukking stijgt de temperatuur van het koudemiddel waardoor het terug kan condenseren en zijn warmte afgeeft. Deze compressor kan op verschillende manieren aangedreven worden, meestal gebeurt dit door een elektrische motor of een gasmotor.
- thermisch aangedreven warmtepomp: dit type warmtepomp wordt niet aangedreven door een compressor, maar door thermische processen. Zowel absorptiewarmtepompen als adsortiewarmtepompen vallen onder dit type.
Warmtepomp met elektrische bijverwarming
In veel gevallen worden warmtepompen gecombineerd met een elektrische weerstand. Die elektrische weerstand kan geïnstalleerd zijn in of buiten de warmtepomp, op het circuit van de ruimteverwarming en/of op het circuit van sanitair warm water (bijvoorbeeld: warmtepompboiler).
Voor ruimteverwarming wordt deze bijverwarming toegepast om de koudste dagen van het jaar toch te voldoen aan de warmtevraag. De warmtepomp is ontworpen om gedurende het grootste deel van het stookseizoen de volledige warmtevraag te dekken. Enkel op piekmomenten springt de elektrische bijverwarming aan. Op die manier kan de warmtepomp kleiner gedimensioneerd worden.
Voor sanitair warm water wordt elektrische bijverwarming vaak toegepast om het warm tapwater gedurende een korte periode te verwarmen tot boven 60 °C, ter bestrijding van de legionellabacterie.
Warmtepompen met directe verdamping en/of condensatie
Bij een warmtepomp met directe verdamping is de verdamper ingebed in de bodem. Het werkmedium van de thermodynamische cyclus (‘koelmiddel’) circuleert direct doorheen de bodemwarmtewisselaar waarin het verdampt. Er is geen intermediair warmtetransport fluïdum (bijvoorbeeld: een glycoloplossing) tussen de bodem en de verdamper.
Bij een warmtepomp met directe condensatie is de condensor ingebed in de structuur van het gebouw (bijvoorbeeld: vloeren, muren, plafonds). Het koelmiddel circuleert direct doorheen de gebouwstructuur waarin het condenseert en zijn warmte afgeeft. Er is geen intermediair warmtetransport fluïdum (bijvoorbeeld: water) tussen de condensor en de ruimte.
Transport- en warmteafgiftemedium
Het warmteafgiftemedium en het transportmedium zijn 2 verschillende zaken:
Bij een warmtepomp wordt het warmteafgiftemedium van het toestel gevraagd.
Dit is het medium waar de warmtepomp zijn warmte aan afgeeft.
Dat kan water, lucht of ‘geen medium’ (directe condensatie) zijn.
Bij een afgiftesysteem voor ruimteverwarming geeft u het transportmedium in.
Dit is de vloeistof of het gas die de warmte verdeelt binnen de eenheid naar de afgifte-elementen. Dat kan water, lucht, koelmiddel of een combinatie zijn.
Bij een warmtepomp als opwekker zijn warmteafgifte- en transportmedium niet noodzakelijk gelijk, maar het is wel mogelijk. Het warmteafgiftemedium hangt af van het type warmtepomp:
- warmteafgiftemedium water: lucht/water, water/water of bodem/water warmtepomp
- warmteafgiftemedium lucht: bodem/lucht, water/lucht of lucht/lucht warmtepomp.
Het transportmedium hangt af van het type warmtepomp en het verdeelsysteem. Dat wordt hieronder geïllustreerd met twee voorbeelden:
Voorbeeld 1: lucht-waterwarmtepomp aangesloten op radiatoren (grijze blokjes)
Dit type warmtepomp bestaat typisch uit een binnenunit en een buitenunit (blauwe blokjes). De buitenunit onttrekt warmte aan de buitenlucht. De binnenunit geeft warmte af aan een watercircuit: warmteafgiftemedium is water.
Het warme water transporteert de warmte van de warmtepomp, door het verdeelsysteem (oranje leidingen) naar het afgiftesysteem. Het transportmedium is hier dus ook water. In dit voorbeeld zijn transportmedium en warmteafgiftemedium gelijk. Dit is meestal het geval bij een warmtepomp met afgiftemedium water.
Voorbeeld 2: lucht-luchtwarmtepomp
Dit type warmtepomp bestaat meestal uit minstens 1 buitenunit en binnenunit. Eén buitenunit is vaak aangesloten op meerdere binnenunits. De buitenunit onttrekt warmte aan de buitenlucht en verdeelt die via een koelmiddelcircuit naar de binnenunit(s). Het transportmedium is in dit geval koelmiddel (werkingsmedium van de warmtepomp). De binnenunits geven de warmte af aan de binnenlucht. Het afgiftemedium is lucht.