Hoe werkt een warmtepomp bij koude temperaturen: technologie, efficiëntie en handhaving

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

De vraag hoe een warmtepomp in staat is om warmte uit koude lucht te halen, is essentieel voor iedereen die overweegt om vanaf nu duurzamer en efficiënter te verwarmen. In dit artikel wordt een gedetailleerde uitleg gegeven over het principe achter warmtepompen, de werking bij koude omstandigheden en wat er gebeurt wanneer er ijsvorming optreedt op de verdamper. Ook worden technische processen en mogelijke oplossingen behandeld, zoals het passieve en actieve ontdooien van een lucht-water warmtepomp. Het artikel richt zich op zowel professionals in de bouw- en renovatiebranche als particuliere huiseigenaren die overwegen om een warmtepomp aan te schaffen of al in gebruik hebben.

Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een duurzaam alternatief voor traditionele verwarmingssystemen zoals een cv-ketel. In plaats van gas te verbranden, haalt een warmtepomp warmte uit een natuurlijke bron zoals de buitenlucht, de bodem of grondwater. Deze warmte wordt vervolgens omgezet in energie voor de verwarming van een woning of voor het verwarmen van tapwater. Het proces is efficiënt en zorgt voor een aanzienlijke vermindering van de CO₂-uitstoot en lagere energiekosten.

Het principe van een warmtepomp is thermodynamisch. Het werkt op basis van een cyclus waarbij een koelmiddel wordt verdampt en gecomprimeerd, waardoor warmte wordt opgewekt. Dit proces is vergelijkbaar met hoe een koelkast werkt, maar dan omgekeerd. In plaats van warmte uit een kamer te onttrekken, haalt een warmtepomp warmte uit de omgeving en brengt die naar binnen.

Er zijn verschillende soorten warmtepompen, zoals lucht-water, bodem-water en water-water warmtepompen. In dit artikel focussen we op de lucht-water warmtepomp, die de meest voorkomende is in particuliere woningen.

Hoe werkt een lucht-water warmtepomp?

Een lucht-water warmtepomp haalt zijn energie uit de omgevingslucht. Het proces verloopt in meerdere stappen:

Aanvoer van buitenlucht: Een ventilator zuigt buitenlucht aan en stuurt deze door een verdamper. De verdamper is een warmtewisselaar waarin het koelmiddel warmte opneemt.
Compressie: Het koelmiddel verdampt bij lage temperatuur en wordt samengeperst door een compressor. Hierbij stijgt de temperatuur van het koelmiddel aanzienlijk.
Warmteafgifte: De verwarmde damp geeft zijn energie af aan het cv-water via een condensor. Het cv-water transporteert deze warmte naar het verwarmingssysteem (zoals radiatoren of vloerverwarming).
Expansie en herhaling: Na de warmteafgifte wordt het koelmiddel afgekoeld en verandert het in vloeistof. Deze vloeistof passeert een expansieventiel, waarbij de druk en temperatuur dalen. Vervolgens keert het koelmiddel terug naar de verdamper, waar het opnieuw warmte uit de lucht haalt.

Deze cyclus herhaalt zich constant en zorgt ervoor dat de woning continu wordt verwarmd. Een belangrijk aspect is dat de efficiëntie van deze cyclus afhankelijk is van de omgevingstemperatuur.

Werking bij koude temperaturen

Hoewel het idee om warmte uit koude lucht te halen tegenintuïtief lijkt, is het een feit dat warmtepompen ook bij lage temperaturen werken. Jasper Vis, duurzaamheidsadviseur bij De Groene Grachten en installatie-expert, legt uit dat de kou relatief is. "Wij vinden -10 heel erg koud, maar pas bij -273°C zit je op het absolute nulpunt, dan zit er geen energie meer in de lucht. Dus als je het op die schaal bekijkt, valt er nog veel warmte uit die lucht te halen."

Toch moet de warmtepomp harder werken bij lage temperaturen, omdat er minder warmte aanwezig is in de lucht. Dit is een feit dat ook voor cv-ketels op gas geldt: het is voor alle verwarmingssystemen moeilijker om warmte op te wekken wanneer het vriest. Installateurs melden dat ze deze dagen extra druk zijn, omdat zowel warmtepompen als traditionele verwarmingssystemen harder moeten presteren.

De COP (Coefficient of Performance) is een maat voor het rendement van een warmtepomp. De COP is hoger bij warmere temperaturen en dus lager bij koude. Hoe kouder het is, hoe lager de COP of het gemiddelde rendement. Bij temperaturen onder nul kan de COP aanzienlijk dalen, waardoor de warmtepomp minder efficiënt werkt.

Frank Agtenberg, voorzitter van de Vereniging Warmtepompen, benadrukt dat het logisch is dat een warmtepomp minder efficiënt werkt bij koude temperaturen. "Een warmtepomp haalt warmte uit de lucht, en de lucht die eruit komt is vervolgens veel kouder. Als het zoals vandaag -4 is, dan komt er dus lucht uit de pomp die -8 is." Dit betekent dat de temperatuur van de lucht die uit de warmtepomp komt, lager is dan de temperatuur van de lucht die erin gaat.

Hoewel het rendement bij kou lager is, is het belangrijk om te weten dat warmtepompen nog steeds efficiënter zijn dan traditionele verwarmingssystemen. Jasper Vis benadrukt dat zelfs bij extreem koude temperaturen, zoals vandaag met -4°C, een warmtepomp nog steeds twee keer zo efficiënt is als een op gas gestookte cv-ketel.

Ijsvorming en ontdooien van een warmtepomp

Een van de bekendste problemen bij het gebruik van een lucht-water warmtepomp in het koude seizoen is ijsvorming op de verdamper. Dit gebeurt wanneer de lucht op de verdamper onder het dauwpunt komt te liggen. De verdamper onttrekt warmte uit de lucht, en als de temperatuur daardoor onder nul zakt, vriest het vocht dat zich in de lucht bevindt. Dit vocht vriest als het op de verdamper komt en vormt ijs.

Na enige tijd kan de verdamper volledig onder het ijs zitten. Dit heeft invloed op de werking van de warmtepomp. De ventilator krijgt moeite om lucht over de verdamper te trekken en zal mogelijk iets meer geluid maken. De warmtepomp, die constant metingen verricht, merkt dit op en gaat over in de ontdooi stand.

Er zijn twee manieren waarop een warmtepomp zichzelf van ijsvorming kan bevrijden:

Passief ontdooien: In sommige gevallen vriest het ijs langzaam weg door de warmte die de warmtepomp afgeeft. Dit gebeurt meestal in de uren dat de warmtepomp minder hard werkt.
Actief ontdooien: Bij een lucht-water warmtepomp kan het ontdooien ook actief worden gestart. Dit gebeurt door de cyclus om te keren. Het circuit met het koelmiddel wordt door middel van een omschakelventiel in de andere richting bediend. Hierdoor wordt warmte naar de verdamper geleid, wat ervoor zorgt dat het ijs snel ontdooit.

Het is aan te raden om het ontdooien van de verdamper actief uit te voeren als er duidelijk ijs zichtbaar is. Dit zorgt ervoor dat de warmtepomp efficiënt kan blijven werken en niet onder belast wordt gesteld door het gewicht van het ijs.

Hybride warmtepompen: een oplossing bij koude temperaturen

Een hybride warmtepomp, ook wel een lucht-water warmtepomp genoemd, is een interessante oplossing bij koude temperaturen. Deze warmtepomp werkt met een gascondensatieketel. Het is een intelligent systeem dat is geprogrammeerd op basis van de energieprijzen, de buitentemperatuur en de verwarmingscapaciteit.

Het systeem reguleert zichzelf automatisch. Zo wordt de voordeligste warmtebron gekozen: gas of buitenlucht. Bij zeer koude temperaturen en lage COP-waarden is het meestal efficiënter om het gas te gebruiken, omdat de warmtepomp onder deze omstandigheden minder rendement biedt. Dit zorgt voor een optimale balans tussen comfort, efficiëntie en energiekosten.

Hybride warmtepompen zijn een populaire keuze in regio’s met extreem koud weer, zoals Scandinavie. In deze regio’s zijn luchtwarmtepompen al jarenlang wijdverspreid en hebben ze bewezen dat ze goed functioneren ook bij lage temperaturen. In Nederland is het gebruik van hybride warmtepompen ook steeds populairder geworden, omdat het een praktische en duurzame oplossing biedt.

Veiligheidsmaatregelen en tips voor huiseigenaren

Voor huiseigenaren die overwegen om een warmtepomp aan te schaffen of al een warmtepomp gebruiken, zijn er een aantal tips en maatregelen om ervoor te zorgen dat de warmtepomp efficiënt en veilig blijft werken:

Regelmatige onderhoud: Het is belangrijk om de warmtepomp regelmatig te laten onderhouden door een ervaren installateur. Dit zorgt ervoor dat het systeem optimaal blijft functioneren.
Actief ontdooien bij ijsvorming: Wanneer er ijs zichtbaar is op de verdamper, is het aan te raden om het ontdooien actief te starten. Dit voorkomt overbelasting van het systeem en zorgt voor een efficiëntere werking.
Thermostaat niet te hoog zetten: Een warmtepomp is niet gemaakt om in korte tijd het huis te verwarmen. Als je een weekend weg bent en je wilt het huis op een maandagochtend in twee uur warm stoken, dan is dit voor de warmtepomp niet mogelijk. Het is verstandiger om de thermostaat iets lager te zetten en de warmtepomp te laten functioneren zoals bedoeld is.
Koelcircuit optimaliseren: Het rendement van een warmtepomp hangt sterk af van het ontwerp van het koelcircuit. Modernere warmtepompen gebruiken geavanceerde onderdelen die zorgen voor een stille werking, weinig trillingen en een lange levensduur.
Goede isolatie: Het is belangrijk dat de woning goed geïsoleerd is. Een warmtepomp functioneert het efficiëntst wanneer er weinig warmteverlies is. Goede isolatie zorgt ervoor dat de warmtepomp niet hoeft te overwerken.

Conclusie

Een warmtepomp is een efficiënte en duurzame manier om een woning te verwarmen. Hoewel het idee om warmte uit koude lucht te halen tegenintuïtief lijkt, is het een feit dat warmtepompen ook bij lage temperaturen werken. De efficiëntie van de warmtepomp hangt af van de omgevingstemperatuur, en bij koude temperaturen is het rendement lager. Dit betekent dat de warmtepomp harder moet werken, maar het is nog steeds efficiënter dan traditionele verwarmingssystemen.

Een van de bekendste problemen bij het gebruik van een lucht-water warmtepomp in het koude seizoen is ijsvorming op de verdamper. Dit kan passief of actief worden opgelost, afhankelijk van de omstandigheden. Hybride warmtepompen zijn een praktische oplossing bij koude temperaturen en bieden een optimale balans tussen comfort en efficiëntie.

Voor huiseigenaren is het belangrijk om de warmtepomp goed te onderhouden, de thermostaat niet te hoog te zetten en ervoor te zorgen dat de woning goed geïsoleerd is. Door deze maatregelen te nemen, kan de warmtepomp efficiënt blijven werken en lang meegaan.