Schema en werking van een complete warmtepompinstallatie

Published by Redactie on oktober 2, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

Een warmtepomp is een duurzame en energie-efficiënte technologie die gebruikt wordt voor het verwarmen en afkoelen van huizen en gebouwen. De technische werking van een warmtepomp is gebaseerd op een thermodynamische cyclus, waarbij warmte wordt opgenomen uit een bron (zoals lucht, water of grond) en overgedragen naar een warmteneemt, zoals een verwarmingsinstallatie of warmwaterreservoir. In dit artikel wordt een gedetailleerde uitleg gegeven over het schema en de werking van een complete warmtepompinstallatie, inclusief de belangrijkste componenten, de verschillende types en de installatie-aspecten die specifiek van toepassing zijn bij een warmtepomp in vergelijking met een traditionele CV-ketel.

Het doel is om een duidelijk overzicht te geven van hoe een warmtepomp werkt, wat de belangrijkste onderdelen zijn en wat er bij de installatie van belang is. De informatie is gebaseerd op de technische data en installatie-aanbevelingen die in de beschikbare bronnen zijn beschreven.

De thermodynamische cyclus van een warmtepomp

De werking van een warmtepomp kan worden begrepen aan de hand van de vier fasen van de thermodynamische cyclus. Deze fasen zijn:

Verdamping (verdamper)
In de verdamper wordt het vloeibare koelmiddel opgewarmd door warmte te onttrekken aan de bron (zoals lucht, water of grond). Hierbij verandert het koelmiddel van vloeistof naar gas, waarbij de temperatuur en druk laag blijven.
Compressie (compressor)
De compressor zorgt ervoor dat het gasvormige koelmiddel wordt samengeperst, waardoor de druk en temperatuur sterk stijgen. Dit proces verbruikt elektriciteit, maar het is essentieel om de warmte op een hogere temperatuur beschikbaar te maken.
Condensatie (condensor)
In de condensor geeft het koelmiddel zijn warmte af aan het warmteneemt, zoals een verwarmingsinstallatie of warmwaterreservoir. Het gas condenseert terug naar een vloeistof.
Expansie (expansieventiel)
Het koelmiddel passeert het expansieventiel, waarbij de druk snel daalt en de temperatuur verlaagt. Hiermee begint de cyclus opnieuw.

Dit proces herhaalt zich continu, afhankelijk van of de warmtepomp in verwarmings- of koelmodus werkt.

Schema's van verschillende warmtepompinstallaties

1. Lucht-lucht warmtepomp

De lucht-lucht warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en gebruikt deze om de binnenlucht te verwarmen. In koelmodus werkt het proces omgekeerd: warmte wordt uit de binnenlucht onttrokken en via een externe warmtewisselaar aan de buitenlucht afgegeven.

Schema: 1. Verdamper (buitenunit) 2. Compressor 3. Condensor (binnenunit) 4. Expansieventiel 5. Ventilator

Voordelen: - Lage installatiekosten - Zowel verwarming als koeling mogelijk - Zeer efficiënt met een SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) van 3,0–4,0 - Laag geluidsniveau

Nadelen: - De prestaties worden beïnvloed door de buitenluchttemperatuur - Biedt geen warmwaterfunctie

2. Lucht-water warmtepomp

De lucht-water warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht en geeft deze af aan een hydraulisch verwarmingscircuit, zoals radiatoren, vloerverwarming of een warmwaterreservoir.

Schema: 1. Verdamper (buitenunit) 2. Compressor 3. Condensor (binnenunit) 4. Expansieventiel 5. Verwarmingssysteem (radiator, vloerverwarming, warmwater)

Voordelen: - Verlaagde energiekosten en onderhoudskosten - Gebruik van groene verwarmingsoplossingen - Langdurige levensduur - Kan het hele jaar door werken

Nadelen: - Hoge installatiekosten - Mogelijk is een nieuwe radiator of vloerverwarming nodig - Verlaagde efficiëntie in de winter

3. Water-water warmtepomp

De water-water warmtepomp haalt warmte uit waterbronnen zoals grondwater, riviervoorziening of meerwater. Het afgekoelde water stroomt via een retourput terug de grond in.

Schema: 1. Aanvoerput (warmtebron) 2. Verdamper 3. Compressor 4. Condensor 5. Retourput (terugvoer water) 6. Verwarmingssysteem

Voordelen: - Hoog rendement, zelfs bij lage temperaturen - Stabiele warmtebron - Geschikt voor grotere toepassingen

Nadelen: - Hoog installatiebudget - Vereist vergunning

4. Bodemwarmtepomp (geothermische warmtepomp)

De bodemwarmtepomp haalt warmte uit de grond via een gesloten of open systeem. De warmte wordt opgenomen door een vloeistof die door buizen in de grond loopt en vervolgens door de warmtepomp omgezet in een hogere temperatuur.

Schema: 1. Grondbron (buisnet) 2. Verdamper 3. Compressor 4. Condensor 5. Verwarmingssysteem

Voordelen: - Zeer efficiënt en duurzaam - Stil in werking - Geschikt voor woningen en industriële toepassingen

Nadelen: - Installatie vereist ruimte of diepe boringen - Hoog investeringsbedrag

5. Hybride warmtepomp

Een hybride warmtepomp combineert een warmtepomp met een bestaande CV-ketel. De warmtepomp is verantwoordelijk voor het grootste deel van de verwarming, terwijl de ketel als ondersteuning dient bij extreme kou of hoge warmtevraag.

Schema: 1. Warmtepomp 2. CV-ketel 3. Verwarmingssysteem (radiator, vloerverwarming, warmwater)

Voordelen: - Minder isolatie vereist in bestaande woningen - Toepasbaar in bestaande huizen

Nadelen: - Nog steeds afhankelijk van gas

Installatie-aspecten van een warmtepomp

De installatie van een warmtepomp is een complex proces dat verschillend is van de installatie van een traditionele CV-ketel. Hieronder volgen de belangrijkste installatie-aspecten die specifiek voor warmtepompen van toepassing zijn:

1. kWh-meter voor de warmtepomp

Het is aan te raden om een aparte kWh-meter aan te leggen voor de warmtepompinstallatie. Hiermee kan het energieverbruik van de warmtepomp apart gemeten worden van het resterende huishoudelijke energieverbruik. Dit is vooral van belang bij het volgen van subsidies of het opstellen van energierekening.

2. Leidingen en isolatie

De leidingen van een warmtepompinstallatie moeten goed geïsoleerd zijn, zowel om energieverlies te voorkomen als om condensatie en vrieskelders te voorkomen. De leidingdiameters kunnen verschillen van die van een CV-ketelinstallatie, afhankelijk van de stroom en druk van het koelmiddel.

3. Ontluchten van de installatie

Het ontluchten van de warmtepompinstallatie is essentieel om ervoor te zorgen dat lucht uit het systeem wordt verwijderd. Dit kan worden gedaan via speciale ontluchters of door het systeem stap voor stap te vullen.

4. Expansie van het medium en expansievat

Bij het gebruik van een warmtepomp is het nodig om rekening te houden met de expansie van het medium. Dit kan gedaan worden via een expansievat dat het systeem beschermt tegen overdruk en instabiliteit.

5. Overstortventiel en terugslagklep

Een overstortventiel en een terugslagklep (éénrichtingsklep) zijn belangrijk voor de veiligheid en stabiliteit van de warmtepompinstallatie. Deze onderdelen voorkomen terugstroming van het koelmiddel en overschrijding van de veilige drukniveaus.

6. Leidingfilter

Een leidingfilter is een essentieel onderdeel om de warmtepomp te beschermen tegen slijtage door deeltjes in het koelmiddel of vloeistof. Het filter moet regelmatig worden gecontroleerd en schoongemaakt.

7. Vloerverwarming en verdeler

Bij de installatie van een warmtepomp is het vaak nodig om een speciale verdeler aan te leggen die afgestemd is op de lage temperatuurverwarming die een warmtepomp levert. Deze verdeler zorgt voor een evenwichtig verdeling van warmte via de vloerverwarming.

8. Glycol in de bron

Bij installaties die gebruikmaken van grondwater of lucht-water warmtepompen is het noodzakelijk om glycol toe te voegen aan de vloeistof. Glycol voorkomt bevriezen van het koelmiddel en beschermert het systeem tegen schade.

9. Controleren van glycol beveiligingstemperatuur

Het is belangrijk om de beveiligingstemperatuur van de glycol te controleren, zodat er geen schade optreedt bij extreme koudweer. De glycolconcentratie moet voldoende zijn om vrieskelders te voorkomen.

10. Hoog- en laagtemperatuur systeem in één woning

In sommige gevallen wordt een combinatie van een hoog- en laagtemperatuur systeem gebruikt in een woning. Dit is bijvoorbeeld van toepassing bij een hybride warmtepompinstallatie. Het is belangrijk dat het systeem goed is geïsoleerd en dat de warmteverdeling tussen de systemen is geregeld.

11. Openverdeler / evenwichtsfles

Een openverdeler of evenwichtsfles helpt bij het regelen van het systeem en voorkomt drukinstabiliteit. Deze componenten zijn vaak vereist bij complexere warmtepompinstallaties.

12. Eerste opstart en inbedrijfstellen

De eerste opstart van een warmtepompinstallatie moet worden uitgevoerd door een ervaren installateur of fabrikant. Dit omvat het testen van het systeem, het vullen van de koelvloeistof en het instellen van de regelingen.

13. Zwembad en warmtepomp

Bij woningen met een zwembad kan een warmtepomp ook worden gebruikt voor het verwarmen van het zwembadwater. Dit vereist een specifieke installatie, afgestemd op de lage temperatuur en de grotere warmtevraag.

14. Inbedrijfstellen door de fabrikant/importeur

Het inbedrijfstellen van een warmtepompinstallatie moet doorgaans worden uitgevoerd door de fabrikant of een geaccrediteerde installateur. Hierbij worden alle technische aspecten getest en de regelingen afgesteld.

Levensduur en efficiëntie van warmtepompen

De levensduur van een warmtepomp varieert afhankelijk van het type en de kwaliteit van de installatie. Een lucht-lucht warmtepomp kan bijvoorbeeld tot 20 jaar meegaan, terwijl lucht-water en water-water warmtepompen vaak een nog langere levensduur hebben. De efficiëntie van een warmtepomp wordt vaak uitgedrukt in de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), waarbij een hogere waarde duidt op een betere prestatie.

Conclusie

Een warmtepompinstallatie vereist een grondig begrip van de thermodynamische cyclus, de specifieke componenten en de installatie-aspecten die van toepassing zijn. Aan de hand van het schema van een warmtepomp en de uitleg van de werkingsprinciepen is duidelijk geworden dat een warmtepomp een duurzame en energie-efficiënte oplossing is voor het verwarmen en afkoelen van een woning. Door aandacht te besteden aan de juiste installatie, onderhoud en keuze van het juiste type warmtepomp kan een eigenaar profiteren van een langdurige en efficiënte warmteopwekking. De beschikbare informatie biedt een solide basis voor het begrijpen van de werking van een warmtepomp en de belangrijkste installatie-aspecten.