Hoe werkt een lucht-water- en lucht-lucht warmtepomp in de praktijk?

Inleiding

Een warmtepomp is tegenwoordig een steeds populaardere keuze voor woningverwarming en warmwaterproductie, met name vanwege de groeiende aandacht voor duurzame energie. De lucht-water- en lucht-lucht warmtepomp zijn twee veelvoorkomende varianten die elk hun eigen werking en toepassingen hebben. In dit artikel wordt de werking van beide systemen gedetailleerd uitgelegd aan de hand van relevante technische principes, componenten en installatiemogelijkheden.

Deze uitleg is gebaseerd op technische informatie uit betrouwbare bronnen zoals Viessmann, Duurzaamheidsvergelijker en Verwarming Plaatsen. Het doel van het artikel is om professionals, eigenaren en renovatieenthusiastes een duidelijk en feitelijk onderbouwd overzicht te geven van de werking en toepassing van deze warmtepomptypes.

Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een technische installatie die warmte uit een lage-temperatuurbron (zoals lucht, bodem of water) opzuigt en deze omzet in bruikbare warmte voor woningverwarming en warmwaterproductie. Het principe lijkt op dat van een koelkast, maar dan in omgekeerde richting. In plaats van warmte uit een koele ruimte naar buiten af te voeren, haalt een warmtepomp warmte uit de omgeving en brengt die naar een verwarmingssysteem.

Een warmtepomp maakt gebruik van een koelkringloop met een koelvloeistof die verdampt, comprimeert, condenseert en uitzet. Deze cyclus verhoogt de temperatuur van de opgezogen warmte tot een niveau dat geschikt is voor verwarming. Het proces is energie-efficiënter dan conventionele verwarmingssystemen, omdat de warmtepomp gebruik maakt van gratis, herbruikbare warmte uit de omgeving.

Er zijn verschillende typen warmtepompen, afhankelijk van de bron van de warmte en de manier waarop de warmte aan de woning wordt afgegeven. De lucht-water- en lucht-lucht warmtepomp zijn twee veelvoorkomende varianten die in dit artikel centraal staan.

Werking van de lucht-water warmtepomp

De lucht-water warmtepomp is een populaire keuze voor woningverwarming, omdat het zowel kan worden gebruikt voor radiatoren, vloerverwarming als warmwaterproductie. Het systeem haalt warmte uit de buitenlucht en brengt deze via een verwarmingssysteem naar binnen. De werking van deze warmtepomp is gebaseerd op een gesloten koelkringloop.

1. Warmteopname

Het proces begint met het opnemen van warmte uit de buitenlucht. Een ventilator zuigt de omgevingslucht aan en leidt deze naar een warmtewisselaar (verdamper), die onderdeel is van de warmtepomp. In de verdamper bevindt zich een koelvloeistof die bij lage temperatuur verdampt. De luchtgeleidde warmte wordt door deze koelvloeistof opgenomen, waardoor deze verdampt.

Deze opname van warmte kan ook plaatsvinden bij lage temperaturen. Zoals aangegeven in de bronnen, kan een lucht-water warmtepomp zelfs bij -20°C nog warmte uit de lucht halen.

2. Compressie

De verdampte koelvloeistofdamp wordt door een compressor samengeperst. Tijdens deze compressie stijgt de temperatuur van de damp aanzienlijk. De compressor speelt dus een cruciale rol in het verhogen van de temperatuur tot een niveau dat geschikt is voor woningverwarming.

De efficiëntie van de compressor bepaalt de energieconsumptie van de warmtepomp. Volgens de informatie uit bron [3], is het ontwerp van het koelcircuit van groot belang voor het rendement van de warmtepomp. Uitgevoerde warmtepompen zoals die van Viessmann gebruiken geavanceerde onderdelen die efficiënter en stille werking garanderen.

3. Warmteafgifte

De verwarmde damp geeft zijn warmte af aan een tweede warmtewisselaar, die gekoppeld is aan het verwarmingssysteem van de woning. Deze warmtewisselaar kan bijvoorbeeld een buffervat of warmwaterboiler zijn. De warmte wordt hierdoor overgedragen naar het verwarmingswater, dat vervolgens via radiatoren of vloerverwarming de woning verwarmt.

4. Expansie en herhaling

Na de warmteafgifte verlaagt een expansieklep de druk en temperatuur van de koelvloeistof, waarna het circuit opnieuw begint. De cyclus is dus continu en kan zich herhalen, zolang er voldoende warmte beschikbaar is in de omgeving.

Split- versus monoblok-uitvoering

Lucht-water warmtepompen zijn beschikbaar in twee uitvoeringen: monoblok en split. In een monoblok-uitvoering bevinden alle onderdelen (zoals de compressor, verdamper en ventilator) zich binnen een enkel apparaat, dat vaak in de woning is geïnstalleerd. Deze uitvoering is voordelig omdat de verbindingsbuizen tussen binnen- en buitenunit enkel gevuld zijn met water, waardoor de installatie eenvoudiger is en geen koelcertificaat vereist.

Een split-uitvoering bestaat uit een buitenunit en een binnenunit. De buitenunit bevat de onderdelen die geluid produceren (zoals de ventilator, verdamper en compressor), waardoor de binnenunit compact en stille kan zijn. Deze uitvoering biedt de mogelijkheid tot omkeerbare werking, zodat de warmtepomp ook kan worden gebruikt om in de zomer warme lucht af te voeren.

Voordelen van lucht-water warmtepompen

Lucht-water warmtepompen bieden meerdere voordelen:

• Relatief lage investeringskosten vergeleken met andere warmtepomptypes.
• Verschillende installatiemogelijkheden (monoblok of split).
• Mogelijkheid om in combinatie met een cv-ketel te werken (hybride systeem).
• Subsidiebeleid maakt het aantrekkelijker voor particulieren.
• Mogelijkheid tot omkeerbare werking in zomermaanden (in split-uitvoering).

Nadelen van lucht-water warmtepompen

De warmtepomp is afhankelijk van de omgevingstemperatuur. Op zeer koude dagen kan de warmteopname uit de lucht minder efficiënt zijn, wat kan leiden tot het noodzakelijk maken van bijverwarming via een cv-ketel in een hybride systeem.

Daarnaast is de installatie van een split-uitvoering enkel toegestaan door een erkend koelspecialist, wat de kosten en complexiteit kan verhogen.

Werking van de lucht-lucht warmtepomp

De lucht-lucht warmtepomp is een andere vorm van warmtepomp, waarbij de warmte uit de lucht wordt opgezogen en direct in de vorm van verwarmde lucht in de woning wordt afgegeven. In tegenstelling tot de lucht-water warmtepomp, die warmte via een verwarmingssysteem overbrengt, genereert de lucht-lucht warmtepomp direct verwarmde lucht.

1. Opbouw van het systeem

Een lucht-lucht warmtepomp bestaat uit twee hoofdonderdelen: een buitendeel (buitenunit) en een binnendeel (binnenunit). Het buitendeel bevat de componenten die verantwoordelijk zijn voor het opnemen van warmte uit de omgeving. Het binnendeel blaast de verwarmde lucht de woning in.

2. Werking van de warmtepomp

De werking van de lucht-lucht warmtepomp is vergelijkbaar met die van een airco, maar dan in omgekeerde richting. Het buitendeel zuigt de omgevingslucht aan en onttrekt warmte aan die lucht. Deze warmte wordt via een koelkringloop verwerkt en verhoogd in temperatuur door middel van een compressor.

De verwarmde lucht wordt vervolgens door het binnendeel in de woning geblazen. Zoals uit de bronnen blijkt, is het mogelijk om meerdere binnendelen aan één buitendeel te koppelen, waardoor meerdere ruimtes tegelijkertijd kunnen worden verwarmd.

3. Voordelen van lucht-lucht warmtepompen

• Relatief lage aanschafkosten.
• Eenvoudige installatie.
• Geen warmwaterproductie vereist.
• Kan meerdere ruimtes tegelijk verwarmen.
• Gebruik als airco in de zomermaanden.

4. Nadelen van lucht-lucht warmtepompen

• Op koude dagen is de warmteproductie minder krachtig, wat leidt tot de noodzaak van bijverwarming.
• Er is een constante luchtstroom in de woning, wat sommigen onprettig vinden.
• Geen subsidies beschikbaar (volgens bron [2]).
• Minder geschikt voor woningen met bestaande CV-systemen.

Toepassing in woningen

Zowel de lucht-water- als de lucht-lucht warmtepomp is geschikt voor toepassing in verschillende types woningen, afhankelijk van de behoeften en de beschikbare infrastructuur.

Lucht-water warmtepomp in bestaande woningen

Een lucht-water warmtepomp kan goed worden gekoppeld aan bestaande CV-systemen, wat het een aantrekkelijke keuze maakt voor renovaties. In combinatie met een CV-ketel vormt het een hybride systeem dat op koude dagen kan bijverwarmen. Dit zorgt voor een betere prestatie en comfort in extreme winters.

De monoblok- of split-uitvoering kan worden gekozen afhankelijk van de ruimtelijke voorwaarden en het gewenste comfortniveau. Split-uitvoeringen zijn bijvoorbeeld geschikt voor woningen waar stilte en compactheid belangrijk zijn.

Lucht-lucht warmtepomp in nieuwe woningen

De lucht-lucht warmtepomp is vooral geschikt voor woningen waar de warmte direct in de vorm van lucht wordt aangebracht, zoals in moderne woningen met vloerverwarming of in ruimtes waar snel verwarming gewenst is. Het is minder geschikt voor woningen die een warmwaterverwarmingssysteem vereisen.

Kosten en subsidies

De investering in een warmtepomp varieert afhankelijk van het type, de uitvoering en de omvang van het systeem. Voor lucht-water warmtepompen zijn subsidies beschikbaar, die de aanschafkosten kunnen verlagen. Voor lucht-lucht warmtepompen is geen subsidie mogelijk, wat deze optie minder aantrekkelijk maakt voor particuliere huiseigenaren.

De werkelijke besparing op energiekosten hangt af van de efficiëntie van het systeem, het type woning en het gedrag van de bewoner. In het algemeen is een warmtepomp energie-efficiënter dan conventionele verwarmingssystemen, maar is het rendement lager bij zeer lage temperaturen.

Keuze tussen lucht-water en lucht-lucht warmtepomp

De keuze tussen een lucht-water- en een lucht-lucht warmtepomp hangt af van meerdere factoren, waaronder de behoeften van de woning, de beschikbare ruimte, de verwachtingen qua comfort en het budget.

• Lucht-water warmtepomp is geschikt voor woningen met een CV-systeem of warmwaterverwarming. Het biedt een hogere efficiëntie en is geschikt voor langdurige verwarming.
• Lucht-lucht warmtepomp is goedkoper in aanschaf en eenvoudiger in installatie, maar minder geschikt voor woningen met hoge warmtebehoeften of lage temperaturen.

Conclusie

Lucht-water- en lucht-lucht warmtepompen zijn beide bruikbare oplossingen voor woningverwarming, maar ze hebben verschillende werkingen en toepassingen. De lucht-water warmtepomp is efficiënter en geschikt voor langdurige verwarming en warmwaterproductie, terwijl de lucht-lucht warmtepomp goedkoper is, maar minder geschikt is voor extreme winters.

De keuze hangt af van factoren zoals het type woning, de verwachtingen qua comfort, de beschikbare budgetten en de omgevingsomstandigheden. Voor zowel particuliere huiseigenaren als professionals in de bouw- en renovatiebranche is het belangrijk om de technische principes en werking van deze systemen goed te begrijpen om de meest geschikte oplossing te kiezen.

Bronnen

1. Viessmann - Lucht/water-warmtepompen
2. Duurzaamheidsvergelijker - Hoe werkt een warmtepomp
3. Viessmann - Warmtepompen
4. Verwarming Plaatsen - Lucht-lucht warmtepomp