Het proces in een warmtepomp verwarmingssysteem:
- Verdamping
- Een koudemiddel, een speciale vloeistof met een zeer laag kookpunt, stroomt door de verdamper.
- De warmtepomp onttrekt warmte aan een bron, en draagt deze over aan het koudemiddel.
- Omdat het koudemiddel al bij een lage temperatuur kookt, verdampt het en verandert het in gasvorm.
- Compressie
- De compressor zuigt het gasvormige koudemiddel aan en perst het samen.
- Door deze compressie stijgt de druk en daarmee ook de temperatuur van het koudemiddel aanzienlijk.
- Condensatie
- Het hete gas stroomt naar de condensor.
- Hier geeft het de opgewarmde energie af aan het verwarmingssysteem van de woning, zoals vloerverwarming of radiatoren.
- Door het afgeven van de warmte condenseert het koudemiddel weer tot een vloeistof.
- Expansie
- De vloeistof stroomt naar het expansieventiel.
- In het expansieventiel wordt de druk van de vloeistof verlaagd, waardoor de temperatuur weer daalt.
- Het afgekoelde koudemiddel is nu weer klaar voor de volgende ronde en keert terug naar de verdamper. De cyclus kan opnieuw beginnen.
De Bron van een warmtepomp: de 3 meest voorkomende zijn:
- Bodem : Gesloten bron : Er stroomt water of koudemiddel via een u-buis diep de bodem in en weer terug en neemt onderweg warmte op (10 a 15 graden celcius ,ook wel WKO systeem genoemd. Warmte Koude Opslag, in de zomer warm je de bodem rond de U-buis op door middel van (vrij-)koelen van de woning (de afgevoerde warmte wordt in de bodem opgeslagen, en in de winter haal je die warmte weer terug.)
- ventilatielucht: De woning wordt geventileerd en de warmte van die lucht is de warmtebron voor de warmtepomp -+ 20 graden celcius
- buitenlucht: De warmte van de buitenlucht is de bron (-15 tot 20 graden celcius)
Bodem bron met U buis: water met of zonder antivries wordt door de u-buis heengepompt en warmt onderweg op, gaat door de verdamper waarmee het koudemiddel een paar graden wordt opgewarmd en zo weer terug naar de U-buis.
De verdamper in de vorm van een platenwisselaar. Aan ene kant stroomt de bronvloeistof, aan de andere kant in tegengestelde richting het koudemiddel waardoor warmte wordt overgedragen van bron naar koudemiddel, het koudemiddel zal hier door het lage kookpunt verdampen.
Met deze bron kan men (vrij)koelen.
vrijkoelen = water van minimaal 18 graden wordt door de vloerverwarmingsslangen gepompt en zal warmte aan de vloer en dus aan de woning onttrekken. De compressor wordt hiervoor niet gebruikt en vrijkoelen kost dan ook weinig elektriciteit. 18 graden is het minimum i.v.m. condensvorming op leidingen, vloeren, verdelers, radiatoren bij lagere temperaturen
Ventilatielucht: Een ventilator zuigt lucht via ventilatiekanalen uit de woning (meestal keuken ,badkamer,woonkamer) en blaast deze lucht van ongeveer 20 graden door de verdamper waarmee het koudmiddel wordt opgewarmd.
De verdamper in een ventilatiewarmte pomp. De warme lucht wordt door deze verdamper geblazen waardoor warmte wordt overgedragen naar koudemiddel, het koudemiddel zal hier door het lage kookpunt verdampen
Buitenlucht: Een ventilator zuigt buitenlucht door de verdamper in de buitenunit waarmee het koudemiddel dat door de leidingen in de verdamper stroomt een paar graden wordt opgewarmd.
De verdamper in een buitenunit. De warme lucht wordt door deze verdamper geblazen waardoor warmte wordt overgedragen naar koudemiddel dat door de leidingen in de verdamper stroomt
Het kookpunt van een vloeistof is de temperatuur waarbij de vloeistof in gasvormige toestand overgaat. Elke stof heeft een uniek kookpunt; zo kookt water bij 100 °C bij de normale omgevingsdruk , terwijl andere stoffen een ander kookpunt hebben. Net als het smeltpunt is het kookpunt een specifieke eigenschap van een chemisch zuivere stof.
Normale omgevingsdruk is de normale luchtdruk op zeeniveau en is 1013mbar. 0 mbar is vacuum. De luchtdruk neemt af naarmate de hoogte toeneemt. De luchtdruk op de top van de mount everest (bijna 9000 meter boven zeeniveau) is ±330 mbar en zal water al bij ±71 °C koken.
Druk en kookpunt: Door een koudemiddel samen te persen verhoog je ook het kookpunt. Als de druk afneemt, daalt het kookpunt.
Druk en temperatuur. Verhoog je druk van het koudemiddel dan wordt de temperatuur hoger. en verhoog je de temperatuur van het koudemiddel dan wordt de druk hoger. Als je de temperatuur meet, kan je in een tabel van het betreffende koudemiddel de druk aflezen (zie tabel 1). De hoeveelheid van een koudemiddel is het gewicht. Eer staat op een toestel altijd hoeveel kilogram koudemiddel er in het circuit zit.
Waarom koudemiddelen. Koudemiddelen zijn stoffen die kunnen verdampen en condenseren met een lager energieverbruik dan andere stoffen. (Lagere kookpunten bij lagere drukken.)
Koudemiddelen Het kookpunt van een koudemiddel is de temperatuur waarbij het verdampt doordat het warmte opneemt uit de omgeving (waardoor de omgevingstemperatuur afneemt.) Het kookpunt ligt bij koudemiddelen altijd lager dan de omgevingstemperatuur die gekoeld moet worden, en een lager kookpunt bij lagere druk maakt de stof geschikter voor koelsystemen. Voorbeelden zijn R134a met een kookpunt van -26,1°C, R134a wordt dus al een gas bij -26.1 °C bij normale omgevingsdruk, is r134a kouder dan -26.1 °C bij normale omgevingsdruk is het vloeistof.
De kritische temperatuur van een koudemiddel is de hoogste temperatuur waarbij het koudemiddel nog kan condenseren van gas naar vloeistof. Boven deze temperatuur en druk kan het koudemiddel niet meer condenseren; het is dan niet meer mogelijk om een gas-vloeistofovergang te realiseren. Het is dan sowieso gasvormig
