Een warmtepomp die geen warmte maakt.

Een warmtepomp is een apparaat dat buiten gratis warmte uit lucht haalt, en het je huis in pompt. Steeds meer mensen besparen veel geld omdat ze zo minder gas gebruiken. Maar hoe kan je een huis verwarmen met buitenlucht als het buiten kouder is? En een efficientie van meer van 100%.. dat kan toch niet?

Eerst een klein beetje natuurkunde, voor de liefhebbers.

De Gaswet uit 1834 zegt p*V = n*R*T. 

( p = druk | V = volume | n = hoeveelheid gas-moleculen | R  = gasconstante | T = temperatuur)

De regel is dat als er aan de ene kant van het =-teken iets gebeurt, dat er aan de andere kant ook iets moet gebeuren, anders klopt de formule niet meer. We laten je zien hoe dat werkt aan de hand van een voorbeeld:

Druk zetten op gas maakt warmte.

Als je een vlam van een aansteker onder een busje gas houdt gaat de T(emperatuur rechts) omhoog. Er verandert niets aan het V(olume links) dus gaat de p (druk links) mee omhoog tot ‘ie uit elkaar knalt. Logisch. Andersom werkt het ook; als je de druk in dat busje verhoogt gaat aan de andere kant van de vergelijking de temperatuur omhoog. Voel maar eens aan je ventiel volgende keer dat je je band oppompt, die kan loeiheet worden.

Druk verlagen maakt kou.

Ook dit voorbeeld kunnen we omdraaien: Als je de druk in een bus verlaagt wordt het daarbinnen kouder. Voel maar eens aan de bodem van je deo als je flink aan het spuiten bent. Die wordt ijskoud omdat de druk in de spuitbus snel lager wordt.

Gebruik die warmte en kou om de juiste temperatuur in huis te krijgen.

Als je de vergaste deo op zou vangen en terug zou persen in de bus gaat ‘ie nooit leeg en kan je continu kou maken. Zet nu een ventilator op de koude onderkant die de koele lucht je huis in blaast, en heb je een airco gebouwd. Heerlijk in de zomer. Als je langs de buitenunit van een airco loopt voel je toch een warme luchtstroom langs je been? Als je die warme lucht nou naar binnen zou blazen en je laat de binnenunit de koude lucht naar buiten blazen, heb je een warmtepomp gemaakt. Heerlijk in de winter.  Het is precies hetzelfde apparaat. Hij zuigt gewone lucht op met een ventilator, en dan gooit ‘ie er aan de ene kant warmte uit, en aan de andere kant kou.

Verschil tussen cv-ketels en warmtepompen

Andere warmteapparaten - zoals een cv-ketel of een straalkachel - gebruiken energie om er warmte bij te maken op onze wereld die al te warm is. Een warmtepomp niet; die pikt warmte die al bestaat en stopt het in je verwarming. Hij verplaatst dus (bestaande) warmte en maakt er geen warmte bij. Zo slaat hij de warmte op in je huis terwijl hij de kou naar buiten brengt en de planeet een beetje afkoelt. Wie wil dat nou niet?

Hoe kan een warmtepomp warmte halen uit buitenlucht die kouder is dan binnen?

Warmte komt van moleculen die trillen en tegen elkaar aan botsen. Dat doen ze ook als ze heel koud zijn. Ze stoppen daar zelfs pas mee bij -273°C. Dus zelfs als wij het buiten koud vinden, hebben alle moleculen in de lucht gewoon trillingsenergie. Die warmte-energie kan je afpakken en aan je verwarming geven. Die buitenlucht wordt dan nog kouder. Dat is wat een warmtepomp doet.

Hoe het werkt.

Buiten staat een rooster van dunne buisjes dat een beetje op de grille van een auto lijkt. (1) Daar wordt een gas doorheen gepompt dat veel kouder is dan de buitenlucht. Een ventilator blaast de buitenlucht door het rooster waardoor dat gas in de buisjes opwarmt en verdampt, daarom heet dat rooster ‘de verdamper’. Zo wordt de buitenlucht nog kouder en ‘steelt’ het gas in de warmtepomp warmte van de buitenlucht, hoe koud die ook voor ons lijkt. Om die warmte aan de verwarming te geven moet het wel warmer zijn dan het water in die verwarming. (2) De compressor perst daarom al dat opgewarmde gas bij elkaar tot het loeiheet wordt. (3) Het hete gas stroom door een onderdeel waar ook het verwarmingswater doorheen loopt. Het gas kan daar z’n warmte aan het water afgeven via de dunne metalen platen die de twee stromen scheiden. Zo raakt het gas z’n energie kwijt en wordt het weer vloeibaar; het condenseert. Daarom heet dit onderdeel ‘condensor’. (4) Als het gas z’n warmte af heeft gegeven aan het huis, stroomt het door een ventiel (net als die deo) waardoor de druk er af gaat en het weer helemaal koud gas wordt. Nu kan het ijskoude gas zich weer lekker ‘opwarmen’ aan de koele, maar toch warmere buitenlucht. Zo blijft het gas rondjes draaien in de warmtepomp, en blijft jouw huis lekker warm.

Wat is het voordeel?

Mensen kopen warmtepompen omdat ze het huis net zo warm maken als een cv-ketel voor 20% van het geld. Een cv-ketel is heel efficiënt in het omzetten van aardgas in warmte. Als je er 1 eenheid energie in stop, komt er zo'n 0,95 eenheden warmte-energie uit. 95% efficiënt dus; best goed. Als je echter dezelfde hoeveelheid energie in een warmtepomp stop, gebruikt hij die om tot wel 5 eenheden bestaande warmte-energie uit de buitenlucht te trekken en in je huis te pompen. Dat is 5 keer zo efficiënt. Die energie hoef je dus ook niet te kopen, dus je hebt ook maar 1/5e van de kosten. Dat scheelt 80% op je energierekening. Omdat die energiekosten de laatste tijd steeds hoger worden, besluiten steeds meer mensen een warmtepomp te kopen. Je verdient 'm namelijk snel terug, en daarna maak je er nog jaren winst op.