Compressie-resorptie warmtepomp: technische principes en toepassingsmogelijkheden in woningbouw

Published by Redactie on oktober 20, 2025 | Category warmtepomp

In de moderne woningbouw en energietransitie speelt de warmtepomp een steeds belangrijkere rol. De mogelijkheid om duurzame warmte op te wekken door middel van energie die in de omgeving beschikbaar is, maakt warmtepompen tot een centraal onderdeel van duurzame verwarmingssystemen. Een specifieke vorm van warmtepomp, de compressie-resorptie warmtepomp, combineert technieken uit zowel de klassieke compressiecyclus als de absorptiecyclus, waardoor deze systemen unieke kenmerken vertonen met betrekking tot efficiëntie, energiebeheer en toepassing in verschillende omgevingen.

Dit artikel biedt een gedetailleerde toelichting op de technische principes en de werking van compressie-resorptie warmtepompen. Hierbij wordt ingegaan op de rol van de compressor binnen dit specifieke systeemtype, de invloed op het energieverbruik, mogelijkheden voor toepassing in de woningbouw en de ontwikkelingen en optimalisaties in dit technologisch geavanceerde veld.

Opbouw en werking van een compressie-resorptie warmtepomp

Een compressie-resorptie warmtepomp is een hybride systeem dat technologieën uit een compressie warmtepomp en een absorptie warmtepomp combineert. Deze hybride benadering maakt gebruik van een mengsel van werkzame stoffen, zoals ammoniak (NH₃) en water, om warmte op te nemen uit een omgevingsbron en te transformeren in een nuttige vorm voor verwarming of warm waterproductie. In tegenstelling tot klassieke compressie-pomp systemen, ontstaat hierdoor een glijdend temperatuurtraject bij zowel het opnemen als afgeven van warmte, als gevolg van veranderingen in de samenstelling van het mengsel door absorptie en desorptie. Volgens IndustrialHeatPumps kan dit glijdend temperatuurspatroon leiden tot een verhoging van de energie-efficiëntie.

De kerncomponenten van een compressie-resorptie warmtepomp zijn als volgt:

Desorber: Hierin wordt de restwarmte opgenomen door het koppelmengsel.
Afscheider: Deze onderdeel zorgt voor het scheiden van ammoniak en water.
Pomp: De pomp brengt het water op een hoge druk.
Compressor: Samen met de pomp is deze verantwoordelijk voor het verhogen van de druk op de dampzijkant.
Absorber: In deze component wordt de nuttige warmte afgegeven.
Expansievormorgaan: Het mengsel wordt in dit component opnieuw ingekort in druk, waardoor de cyclus zich herhaalt.

Deze combinatie van compressie- en absorptietechnologie maakt het systeem geschikt voor toepassing in zowel industriële setting als de woningbouw, mits aanpassingen in schaal en beheer. Mogelijkheden voor integratie in woningen staan wel centraal in technische vooronderzoek studies, zoals het ISPT-project UH-30-07 dat gericht is op de validatie van modellen voor compressieprocessen. Hierdoor wordt bij aanpassing en optimalisatie van de compressie- en desorptiecyclus het potentieel van deze warmtepomplen opnieuw beoordeeld op basis van experimenteel verkregen gegevens over verliezen.

De rol van de compressor in een warmtepomp

In elke warmtepomp, of het nu op basis lucht-water, grond-water of lucht-lucht werkt, speelt de compressor een centrale rol. Deze component is het slagpunt van de gehele cyclus en verantwoordelijk voor het opweken en verdelen van de benodigde warmte. De werking van de compressor heeft directe invloed op het energieverbruik, het rendement en de operationele kosten van het systeem. Het is dan ook van groot belang dit onderdeel goed te begrijpen en in het ontwerp enkele technische aandachtspunten zorgvuldig te beschouwen.

De functie van de compressor in de cyclus

De compressor zorgt ervoor dat het koudemiddel (bijvoorbeeld een mix van NH₃ en water) verandert van gasvorm naar verhoogde druk en temperatuur, waardoor het in staat is om warmte af te geven aan een verwarmingsnet of warm waterreservoir. Dit proces noemen we compressie, en dit is de fase waarin het energie-inhoud van de warmtepomp het hoogst is. Zonder efficiënte compressie zou het systeem onmogelijk zijn om warmte af te geven op een nuttige manier in het verwarmingssysteem of in het tapsysteem van het huis.

Na de compressie stroomt het koudemiddel door de condensor, waar het temperatuurverloop begint en de warmte overdraagt aan de eindtoepassing. De condensatie van het koudemiddel is noodzakelijk voor het effectieve afgeven van warmte, wat betekent dat de condensor en de compressor nauw met elkaar verbonden zijn in de prestaties van de gehele installatie.

De efficientie van de compressor bepaalt dus zowel het energieverbruik als de hoeveelheid warmte die nuttig wordt opgewekt. Bij de keuze van de juiste compressor voor een warmtepomp is het dus van belang om te letten op de energiebehoefte, de schaalgrootte (250 kW tot grote industriële standaarden), en de mate waarin het systeem aan de huidige warmtedragers en regelgeving kan voldoen.

COP en het COP-gevuld bij compressie

Het Coefficient of Performance (COP) is een onderdeel dat niet kan worden overschat bij het begrijpen van de prestaties van warmtepompen. Een hoger COP betekent minder verlies bij het omzetten van energie in warmte. Het kritisch belang bij bijgevoegde compressie is dat de hoeveelheid energie die nodig is voor deze functie, een grote invloed heeft op het totale rendement van de cyclus.

De invloed van de compressie op het COP zien we ook in de vergelijking met de bron. Als er een klein verschil bestaat tussen de warmte-temperatuur van de bron (zoals lucht of grond) en de eisen van het verwarmingssysteem (bijvoorbeeld via radiatoren of vloerverwarming), dan zit de mogelijkheid tot een hoge COP in die ruimte. De compressor moet dus efficiënter werken, en dit leidt tot een lagere energiebehoefte per benodigde warmteproductie.

In win-wins situaties is het belang om de compressor zo keurig mogelijk aan te passen aan de verwarmingseisen. Voor woningbouw toepassingen dat betekent waarschijnlijk dat radiatoren en warm waterproductie met lage temperatuur worden opgezet. Voorbeelden zijn vloerverwarmingen, CV-systemen met lage aanvoertemperaturen (maximaal 50-55 °C, en liever onder 35 °C), of in combinatie met moderne regelsystemen die het eindgebruik aanpassen aan het vermogen van de warmtepomp.

Toepassing in de woningbouw en beperkingen

De compressie-resorptie warmtepomp biedt theoretisch veelbelovende voordelen in toepassing op woningbouw. Met de verminderde verliezen tijdens het warmteverloop, het vermogensvermogen op het niveau van 250 kW, samen met de vermogensbeperken die vaak nodig zijn voor woningen, is er potentieel voor toepassing bij grotere woningprojecten of collectieve verwarming, waarbij de warmte uit één installatie verdeeld moet worden onder meerdere huishoudens.

Toepassen in klassieke individuele woningen vragen echter zorgvuldige beoordeling. De kracht van deze warmtepompen begint bij 250 kW, wat niet typisch is voor gezinshuizen, die meestal kleiner zijn in warmtebehoefte. Bovendien is de complexiteit van installeren en beheren van dit systeem groter dan van kleiner schaal systemen zoals conventionele lucht-water warmtepompen of lucht-lucht installaties. Daar waar deze systemen simpel geïntegreerd kunnen worden in een bestaand CV-systeem of aangesloten op boilers, is de integratie bij compressie-resorptie modellen beperkt, met name vanwege de vereisten aan vloeistofstroom, temperatuurcontrole en drukbeheer.

De ISPT rapportage wijst echter op dat projecten zoals UH-30-07 besteedden aan het verbeteren van de compressormodellen, onderzoek doen naar verliezen en het verbeteren van het systeem in samenhang met de technologie ontwikkelingsaspecten. Deze ontwikkelingen kunnen uiteindelijk helpen bij een betere toepasbaarheid in woningbouwprojecten waar lage temperatuur verwarming en duurzame verwarmingssystemen worden ontworpen.

Invloed op de totale levenscyclus en operatie

Niet alleen het COP maakt de prestaties duidelijk, maar ook de beperkingen in de levensduur van onderdelen, waaronder de compressor, spelen een rol. In deels hybride systemen zoals compressie-resorptie warmtepompen is het belangrijk om rekening te houden met de duurzaamheid en prestaties van de compressor als functie van regelintervallen en bedrijfsomstandigheden. Het feit dat het systeem meerdere functies verenigt (compressie en warmtepompenfuncties), kan leiden tot hogere slijtage, als niet overtuigend beschermende schermen of regelingen aanwezig zijn.

De combinatie van compressie en resorptie vraagt hier dus om goed gedetailleerde ontwerpen. Onderdelen van het systeem die in vaste fases werken, kunnen door onderhoud of regeling langer werken. Als voorbeeld wordt bij moderne warmtepompen soms gebruikgemaakt van zachte start- en stopfasen, of intermediaire bufferzones, om schommelingen in het warmtegebruik over bestaande tijden te verspreiden. Deze vormen van technisk beheer zouden ook de waarde van compressie-resorptie toepassingen kunnen vergroten in de woningbouwsector.

Toekomst en ontwikkelingen

De toekomst van warmtepomptechnologieën, zoals compressie-resorptie systemen, hangt sterk af van innovatie, modelvalidatie en technische verbetering in het beheer van het systeem.

Projecten zoals UH-30-07, die de compressie-variatie en inwendige druk van de compressor meten, zijn essentieel voor het verbeteren van modellen en de toepassing van die modellen in systemen die op grotere schaal gebruikt moeten worden. Zodra die modellen verifieerd zijn door experimenten, kan het systeem geoptimaliseerd worden voor werking in hogere of lagere temperaturen, wat het rendement verder verhoogt.

Daarnaast zijn er plannen om deze kennis te integreren in commerciële toepassingen. Een volledige compressie-resorptie warmtepomp is nu nog meer op de vlak van prototyping en academisch onderzoek gericht, maar in de toekomst kan deze een aantrekkelijke toepassing worden voor woningbouwverwarmingsprojecten met complexe energiebehoeften.

Conclusie

De compressie-resorptie warmtepomp biedt een geavanceerde aanpak van duurzame warmteproductie in de woningbouw. Dankzij zijn hybride aard en de mogelijkheid tot glijdend temperatuurverkoop, kan het systeem efficiënter werken vergelijkend met klassieke comprimeermodellen. De compressor, als een van de centraal onderdeel, speelt een sleutelrol bij het optimaliseren van het COP en energiegebruik in de cyclus.

Toepassen in de woningbouw vereist echter zorgvuldig technisch en bestuurstaal, aangezien de vermogen en complexiteit van deze warmtepomp groter is dan veel gebruikte systemen. Verder onderzoek, verbetering van componenten via projecten zoals UH-30-07 kunnen daarin een cruciale bijdrage leveren voor breder gebruik. Combinaties met lage temperatuur verwarmingssystemen, zoals vloerverwarming, en slimme regelsystemen kunnen de toepasselijkheid van deze technologie in de toekomst sterk verhogen.

Met technologisch vooruitgang en groeiende vraag naar duurzame verwarmingssystemen, kan de compressie-resorptie warmtepomp in de woningbouwsector een waardevolle optie worden voor huiseigenaren en bouwbedrijven die zoeken naar energiezuinige, schone verwarmingsoplossingen. De balans gaat steeds meer liggen tussen technische complexiteit, investering, efficiëntie en draagwijdte.