Leesgids
Warmtepompen zijn tegenwoordig razend populair, vooral in Europa. In sommige landen wordt gewerkt aan een verbod op de installatie van kachels en boilers op fossiele brandstoffen ten gunste van milieuvriendelijkere opties, waaronder energiezuinige warmtepompen. (Warmtepompen verwarmen lucht en verspreiden deze via leidingen door het hele huis, terwijl boilers water verwarmen om warm water of stoomverwarming te produceren.) Sinds dit jaar biedt de Amerikaanse overheid belastingvoordelen voor de installatie van warmtepompen. Deze zijn in eerste instantie meestal duurder dan traditionele boilers, maar op de lange termijn veel efficiënter.
Ook op het gebied van nieuwe energievoertuigen heeft de beperkte accucapaciteit de industrie ertoe aangezet om over te stappen op warmtepompen. Misschien is het dus tijd om snel te leren wat warmtepompen precies inhouden en wat ze doen.
Welk type warmtepomp is het meest voorkomend?
Gezien de recente hype zult u misschien verbaasd zijn als u erachter komt dat u al eenwarmtepomp- je hebt er waarschijnlijk meer dan één in huis en meer dan één in je auto. Je noemt ze alleen geen warmtepomp: je gebruikt de termen 'koelkast' of 'airco'.
In feite zijn deze machines warmtepompen, wat betekent dat ze warmte verplaatsen van een relatief koude naar een relatief warme plek. Warmte stroomt spontaan van warm naar koud. Maar als je het van koud naar warm wilt omzetten, moet je het "pompen". De beste analogie hiervoor is water, dat vanzelf een heuvel af stroomt, maar de heuvel op gepompt moet worden.
Wanneer je de warmte die in een koude opslag (lucht, water, enz.) zit, naar de warme opslag pompt, wordt de koude opslag kouder en de warme opslag warmer. Dat is precies waar het bij je koelkast of airconditioner om draait: hij verplaatst warmte van waar hij niet nodig is naar ergens anders, en het kan je niet schelen of je wat extra warmte verspilt.
Hoe maak je een praktische koelmachine met een warmtepomp?
Het belangrijkste inzicht dat hieruit voortkwamwarmtepompen De uitvinding kwam in het begin van de 19e eeuw, toen een aantal uitvinders, waaronder Jacob Perkins, zich realiseerden dat ze op deze manier iets konden koelen zonder de vluchtige vloeistoffen te verspillen die verdampten om de koeling te bereiken. In plaats van deze dampen in de atmosfeer te lozen, zo betoogden ze, zou het beter zijn om ze op te vangen, te condenseren tot een vloeistof en die vloeistof te hergebruiken als koelmiddel.
Daar zijn koelkasten en airconditioners voor. Ze verdampen vloeibare koelmiddelen en gebruiken de koude damp om warmte uit de binnenkant van een koelkast of auto te absorberen. Vervolgens comprimeren ze het gas, dat weer condenseert tot vloeistof. Deze vloeistof is nu heter dan toen hij ontstond, waardoor een deel van de warmte die erin zit gemakkelijk (eventueel met behulp van een ventilator) naar de omgeving kan stromen - of dat nu buiten is of elders in de keuken.
Dat gezegd hebbende: u bent zeer bekend met warmtepompen. U noemt ze alleen steeds airconditioners en koelkasten.
Laten we nu nog een gedachte-experiment doen. Als je een raamairco hebt, kun je het zelfs als een echt experiment uitvoeren. Installeer het achterstevoren. Dat wil zeggen, installeer de bediening buiten het raam. Doe dit bij koel, droog weer. Wat gebeurt er?
Zoals je zou verwachten, blaast het koude lucht je tuin in en geeft het warmte af aan je huis. Het transporteert dus nog steeds warmte, waardoor je huis comfortabeler wordt door het te verwarmen. Natuurlijk koelt het de buitenlucht af, maar dat effect is minimaal zodra je geen ramen meer hebt.
Je hebt nu een warmtepomp om je huis te verwarmen. Het is misschien niet de beste optie.warmtepomp, maar het werkt wel. En als de zomer komt, kun je hem ook omdraaien en als airconditioning gebruiken.
Doe dat natuurlijk niet echt. Als je het probeert, zal het ongetwijfeld mislukken zodra het de eerste keer regent en er water in de controller komt. Je kunt in plaats daarvan een commerciële lucht-waterwarmtepomp kopen die hetzelfde principe gebruikt om je huis te verwarmen.
Het probleem is natuurlijk dat wodka duur is, en je bent snel door je voorraad heen om de wijn te koelen. Zelfs als je wodka vervangt door een goedkopere ontsmettingsalcohol, zul je al snel klagen over de kosten.
Sommige van deze apparaten zijn voorzien van zogenaamde omkeerkleppen, waardoor hetzelfde apparaat een dubbele functie kan vervullen: het kan warmte van buiten naar binnen of van binnen naar buiten pompen en zo zowel verwarming als airconditioning leveren, zoals hieronder wordt beschreven.
Waarom zijn warmtepompen efficiënter dan elektrische verwarming?
Warmtepompen zijn efficiënter dan elektrische verwarmingen omdat ze geen elektriciteit nodig hebben om warmte op te wekken. Het elektriciteitsverbruik van eenwarmtepompgenereert wel wat warmte, maar belangrijker nog: het pompt warmte van buitenaf je huis in. De verhouding tussen de warmte die in huis wordt afgegeven en de energie die naar de elektrische compressor wordt gestuurd, wordt de prestatiecoëfficiënt of COP genoemd.
Een eenvoudige elektrische ruimteverwarmer die alle warmte levert die door het elektrische verwarmingselement wordt gegenereerd, heeft een COP van 1. De COP van een warmtepomp kan daarentegen een orde van grootte hoger zijn.
De COP van een warmtepomp is echter geen vaste waarde. Deze is omgekeerd evenredig met het temperatuurverschil tussen de twee reservoirs waarin de warmte wordt gepompt. Als u echter warmte pompt van een niet al te koud reservoir naar een niet al te warm gebouw, zal de COP een hoge waarde hebben, wat betekent dat uw warmtepomp zeer efficiënt is in het gebruik van elektriciteit. Probeert u echter warmte te pompen van een extreem koud reservoir naar een reeds warm gebouw, dan neemt de COP-waarde af, wat de efficiëntie negatief beïnvloedt.
Het resultaat is wat u intuïtief verwacht: het beste is om het warmste wat u kunt vinden te gebruiken als warmteopslag buitenshuis.
Lucht-waterwarmtepompen, die buitenlucht als warmteopslag gebruiken, zijn in dit opzicht de slechtste optie, omdat de buitenlucht in de winter erg koud is. Nog beter zijn bodemwarmtepompen (ook wel geothermische warmtepompen genoemd), omdat de grond zelfs in de winter op gemiddelde diepte nog steeds behoorlijk warm is.
Wat is de beste warmtebron voor warmtepompen?
Het probleem met grondbronnenwarmtepompenis dat je een manier nodig hebt om toegang te krijgen tot dit ondergrondse warmtereservoir. Als je voldoende ruimte hebt rondom je huis, kun je greppels graven en een aantal leidingen op een redelijke diepte ingraven, bijvoorbeeld een paar meter diep. Je kunt dan een vloeistof (meestal een mengsel van water en antivries) door deze leidingen laten circuleren om warmte uit de grond te absorberen. Je kunt ook diepe gaten in de grond boren en daar verticaal leidingen in installeren. Dit alles is echter wel prijzig.
Een andere strategie die een paar gelukkigen tot hun beschikking hebben, is om warmte te onttrekken aan een nabijgelegen waterlichaam door een pijp op een bepaalde diepte in het water te steken. Dit worden waterbronwarmtepompen genoemd. Sommige warmtepompen maken gebruik van de meer ongebruikelijke strategie om warmte te onttrekken aan de lucht die het gebouw verlaat of aan warm water via de zon.
In zeer koude klimaten is het zinvol om, indien mogelijk, een grondwaterwarmtepomp te installeren. Dit is waarschijnlijk de reden waarom de meeste warmtepompen in Zweden (dat een van de hoogste aantallen warmtepompen per hoofd van de bevolking heeft) van dit type zijn. Maar zelfs Zweden heeft een groot percentage luchtwaterwarmtepompen, wat de veelgehoorde bewering (althans in de Verenigde Staten) dat warmtepompen alleen geschikt zijn voor het verwarmen van huizen in milde klimaten, tegenspreekt.
Dus waar u ook bent, als u de hogere initiële kosten kunt betalen, kunt u de volgende keer dat u voor de keuze staat hoe u uw huis wilt verwarmen, overwegen om een warmtepomp te gebruiken in plaats van een traditionele kachel of boiler.
Plaatsingstijd: 19-10-2023