Verwarming met een warmtepomp
Een milieuvriendelijk alternatief voor de klassieke verwarmingsinstallatie is een warmtepomp. Een warmtepomp werkt ongeveer op dezelfde manier als een koelkast, maar in de omgekeerde richting.
Hoe werkt een warmtepomp?
Een warmtepomp onttrekt warmte aan een warmtebron (water, grond, lucht) op een bepaalde temperatuur en geeft die warmte op een hogere temperatuur af aan het verwarmingssysteem (woningverwarming, sanitair warm water). De warmtepomp pompt dus warmte van een laag naar een hoog temperatuursniveau. Om warmte aan de omgeving te kunnen onttrekken en in de woning te kunnen afgeven, maakt de warmtepomp gebruik van een speciale vloeistof die warmte kan transporteren. De belangrijkste eigenschap van dit soort vloeistof is dat ze al op lage temperatuur verdampt en weer vloeibaar wordt. Deze vloeistof zorgt voor het warmtetransport tussen de warmtebron en het verwarmingssysteem.
De hoofdonderdelen van de warmtepomp zijn de compressor, de condensor, de verdamper en de ontspanner.
Hoeveel energie haalt een warmtepomp uit de natuur?
De compressor is het enige onderdeel van de warmtepomp dat (elektrische) energie gebruikt. Het rendement, of juister geformuleerd de winstfactor (of COP), van een warmtepomp wordt berekend door de geleverde energie (afgegeven warmte) te delen door de gebruikte elektrische energie. Zo kan een warmtepomp voor elke kWh elektriciteit die ze verbruikt tussen 2,5 en 6 kWh warmte afgeven. De winstfactor of COP is dan 2,5 à 6. Hoe groter het temperatuursverschil tussen de warmtebron en het verwarmingssysteem, hoe hoger het energieverbruik van de warmtepomp, hoe lager de winstfactor. Hoe dichter de temperatuur van de warmtebron en het verwarmingssysteem bij elkaar liggen, hoe hoger de winstfactor, hoe lager het elektrische verbruik van de warmtepomp.
Waar haalt de warmtepomp haar warmte?
De temperatuur van de warmtebron is bepalend voor de winstfactor, de opbrengst, van de warmtepomp. De keuze van warmtebron is daarom heel belangrijk. De meest gebruikte warmtebronnen zijn grond, grondwater en buitenlucht:
Grond
- temperatuur: op 1 meter onder de grond tussen 4 en 17°C, afhankelijk van het seizoen;
- onttrekking van warmte: horizontaal in de bodem ingegraven buizennetwerk. De vloeistof in de buizen leidt de warmte naar de warmtepomp;
- winstfactor: schommelt naar gelang van de grondtemperatuur;
- temperatuur: op 5 à 7 meter diepte van 10 tot 12°C, de seizoensinvloed is bijna verdwenen;
- onttrekking van warmte: verticaal geboord huizennet;
- winstfactor: bijna gelijk gedurende het seizoen.
Grondwater
- temperatuur: constant 10 à 14°C;
- onttrekking van warmte: het opgepompte water geeft zijn warmte af in de warmtepomp en wordt weer in de grond gepompt;
- winstfactor: hoog en gelijk gedurende het volledige stookseizoen.
Buitenlucht
- temperatuur: wisselend;
- onttrekking van warmte: rechtstreeks aan buitenlucht (warmtepomp staat buiten);
- winstfactor: wisselend, afhankelijk van de buitentemperatuur.
Hoe geeft de warmtepomp haar warmte af?
De temperatuur van het verwarmingssysteem bepaalt eveneens de winstfactor. Een veel gebruikte methode om een woning te verwarmen is een centraal verwarmingssysteem met een watertemperatuur van 90°C (vertrektemperatuur) à 70°C (retourtemperatuur). Moderne verwarmingssystemen op lage temperatuur hebben een watertemperatuur van maximaal 55°C. Bij een warmtepomp ligt de maximumtemperatuur liefst op 35°C en maximaal op 45°C. Om een woning te verwarmen op die lage temperatuur, is voldoende isolatie en een verwarmingssysteem met een groot oppervlak nodig. Daarom wordt een warmtepomp bijna steeds gekoppeld aan vloerverwarming, muurverwarming of plafondverwarming. Die vormen van verwarming verhogen het comfort in huis door een gelijkmatige temperatuur en weinig luchtbeweging of tocht. Een rechtstreekse verbinding van de vloerverwarming (muurverwarming of plafondverwarming) aan de warmtebron (grond of water) maakt koelen in de zomer mogelijk zonder de warmtepomp in te schakelen, dus met een laag energiegebruik.
Een omkeerbare warmtepomp (bijvoorbeeld airconditioning) kan in de zomer de woning koelen door de woning zelf als warmtebron (lucht) te gebruiken en de overtollige warmte aan de omgeving af te geven. Hierbij gebruikt de warmtepomp ongeveer evenveel energie als bij verwarming. Dit is geen energiezuinige oplossing en wordt daarom niet aangemoedigd.
De warmtepomp kan ook zorgen voor sanitair warm water (lagere winstfactor).