Zeg Leo, hoe werkt een warmtepomp eigenlijk?

In dit deel vraagt Lex zich af hoe een warmtepomp eigenlijk werkt. Leo legt aan de hand van een praktisch voorbeeld de werking uit.

Hee broer, we hebben het nu al een tijdje over een warmtepomp, maar hoe werkt zoiets eigenlijk? Want als ik het goed begrijp dan gebruikt hij de warmte uit de buitenlucht om mijn huis op te warmen. Dat klinkt leuk, maar hoe kan je nou je huis opwarmen tot 21 graden als het buiten 4 graden is?

Dat lijkt inderdaad niet mogelijk hè?

Weet je wat ik zal doen?

Nee?

Ik zal je aan de hand van een heel praktisch voorbeeld kort uitleggen hoe een warmtepomp werkt.

Leo en kort, is dit niet een contradictio in terminis? Ik zou zeggen, daag jezelf uit!

Ja leuk hoor.

Zeg Lex jij had toch een tafelkoelkast toen je nog op de hoek van de Laan van Nieuw Oost Einde en de Theresiastraat woonde?

Ja.

Is het je toen wel eens opgevallen dat aan de achterkant van de koelkast veel warmte vrijkwam?

Ja, dat is me opgevallen.

En hoeveel graden schat je in dat het aan de achterkant van de koelkast was?

Tja, een graad of 35?

Ja, iets in die richting.

Nou, stel je koopt een pot jam, en na gebruik zet je die in de koelkast. Dan heeft die pot eerst een temperatuur van zeg 20° C, en na enige tijd is hij door de koelkast afgekoeld tot een temperatuur van zo'n 4° C.

Dus uit die pot jam is 16° warmte "onttrokken".

De vraag nu is, waar blijft die warmte?

Die komt aan de achterkant van de koelkast vrij?

Inderdaad. Aan de achterkant zit een zwart rooster en daar komt de warmte vrij die de koelkast uit de producten heeft onttrokken.

Wat je dus ziet is dat de koelkast, door iets af te koelen van 20 naar 4 graden, die warmte aan de achterkant afstaat en daarvan warmte maakt van circa 35 graden.

En weet je hoe het onderdeel in je koelkast, die dit mogelijk maakt, heet?

Ik zou het niet weten.

Een warmtepomp!

Een warmtepomp, in die koelkast?

Ja, in iedere koelkast zit een warmtepomp.

Maar een warmtepomp wordt toch gebruikt voor verwarming?

Ja.

Maar een koelkast verwarmt toch niet?

Ja, dat doet hij wel.

Kijk, jij gebruikt de koelkast om te koelen, maar hij produceert toch aan de achterkant warmte?

Dan is het toch ook een soort (kleine) verwarming?

Dat wel natuurlijk, maar een koelkast levert toch veel meer koelvermogen dan dat hij warmte afgeeft aan de achterkant?

Nee, dat doet hij dus niet. Ik zal het je aan de hand van een gedachte-experiment uitleggen.

Stel je zet de koelkast precies in de deuropening naar je tuin. De koelkastdeur is open, en die kant zit "buiten" en de achterkant, met dat zwarte rooster bevindt zich binnen.

En stel nou dat je de ruimte in de deuropening rond de koelkast goed dicht zou maken met isolatiemateriaal.

Als je dan de koelkast aanzet, dan gaat hij de buitenlucht die in de koelkast komt afkoelen. Stel het is buiten 10 graden dan koelt hij de lucht af tot zo'n 4 graden.

De warmte die je aan de buitenlucht onttrekt komt aan de achterzijde van je koelkast vrij, daar wordt het dus warm en met die warmte kan je het huis een klein beetje verwarmen.

Ik geloof je oprecht, maar op die manier verwarmen kost toch heel veel elektriciteit?

Nou, nu komt het. Dat kost juist heel weinig elektriciteit!

Weinig elektriciteit? Waar moet ik dan aan denken?

Ik weet het niet exact hoe dat bij een koelkast zit, maar ga er van uit dat je voor iedere kWu die je koelkast aan elektriciteit verbruikt, hij er bijvoorbeeld vier kWu aan warmte voor teruglevert.

O, en dat is die COP-waarde waarover je me eerder vertelde met die grafiek?

Precies!

Nou heeft een koelkast maar een hele kleine warmtepomp en de koelkast is niet geoptimaliseerd om als verwarming te werken, maar het ging maar even om het principe.

Exact dezelfde warmtepomp die in je koelkast maar ook in je vriezer zit, zit ook in een warmtepomp die gebruikt wordt voor het verwarmen van je huis. Alleen die warmtepomp heeft meer koelvermogen, dus geeft "aan de achterkant" ook meer warmte af.

En die warmtepomp doet niets anders dan de buitenlucht afkoelen, van bijvoorbeeld 6 graden boven nul, naar een aantal graden lager. En die onttrokken warmte, die technici thermische energie noemen, komt als warmte vrij in je woning.

Als je langs een buitenunit van een warmtepomp loopt, zal je dan ook merken dat er een koude luchtstroom uit komt, omdat die warmtepomp de buitenlucht afkoelt.

Juistem. En werkt zo'n warmtepomp ook als het buiten vriest?

Jazeker! Dan werkt hij ook nog. Dan koelt hij bijvoorbeeld de buitenlucht van -5 graden af tot een nog lagere temperatuur.

Als ik die grafiek bekijk dan zie ik dat naarmate de buitentemperatuur daalt, de COP-waarde ook daalt. Rond het vriespunt is de COP-waarde gedaald tot 3.

Klopt, dat is de eigenschap van een warmtepomp. Hoe groter het verschil tussen de buitentemperatuur en de temperatuur van het cv-water, hoe lager de COP-waarde, dus hoe meer elektriciteit de warmtepomp gebruikt.

Daar kan ik gelijk mooi op inhaken Lex. Sommige fabrikanten bieden zogenaamde "hoog temperatuur warmtepompen" aan. Ze willen je doen geloven dat zij "het probleem van warmtepompen hebben opgelost". Want een warmtepomp werkt het liefst met een zo laag mogelijke cv-watertemperatuur want dan verbruikt hij de minste elektriciteit, en dat heeft wel een paar minder prettige consequenties zoals het traag opwarmen van de woning.

Maar hun "HT-warmtepomp" (HT van hoge temperatuur), kan cv-water leveren van 65 of wel 75 graden Celsius. Probleem opgelost! Maar wat ze maar niet er bij vertellen is dat de warmtepomp bij deze hoge temperaturen helemaal niet efficiënt werkt. Dus flink meer elektriciteit gebruikt dan noodzakelijk.

Voor iedere warmtepomp, van welk merk dan ook, geldt: hoe groter het temperatuurverschil tussen de buitentemperatuur en de temperatuur van het cv-water, hoe onzuiniger de warmtepomp. Ik zeg bewust niet dat er geen markt is voor deze HT-warmtepompen, zeker niet, zolang je ze maar je huis laat verwarmen op een warmtepomp vriendelijk cv-watertemperatuur, dus een lage watertemperatuur. Die hoge temperatuur gebruik je dan alleen maar voor het maken van heet tapwater.

Helemaal duidelijk Leo. Kort was het niet echt, maar het was wel heel duidelijk.

(Leo glimlacht) Graag gedaan Lex!

Lees door in het boekje waarbij het gaat over de terugverdientijd van een warmtepomp.