ID.nl logo
Hoe werkt een warmtepomp?
Energie

Hoe werkt een warmtepomp?

Door de huidige energieprijzen en het streven naar vermindering van de CO2-uitstoot denken steeds meer mensen na over de aanschaf van een warmtepomp. Bij ons heeft deze technologie nog steeds een jong imago, maar dat het hard kan gaan, bewijst een land als Zweden. Daar zit ondertussen ongeveer 60 procent van alle huishoudens aan de warmtepomp, terwijl de gemiddelde temperatuur daar 15 graden Celsius lager ligt dan in Nederland. Tijd dus om eens uit te leggen hoe een warmtepomp nou eigenlijk werkt.

De meest voorkomende vorm van verwarming in Nederland is nog steeds de cv-ketel gestookt op gas, maar de alternatieve warmtebronnen winnen terrein. Verreweg het populairste alternatief is de warmtepomp. Zo’n warmtepomp verbrandt geen brandstof om de woning te verwarmen of sanitair warm water te produceren (dus water voor de douche, de wastafel en de in de keuken), hij verbruikt alleen een aandeel elektriciteit. Deze oplossing pompt, of liever gezegd onttrekt, warmte uit de natuurlijke omgeving om die af te geven op een andere plaats: de cv-installatie of de boiler. Bijzonder aan een warmtepomp is dat hij veel meer warmte genereert dan dat hij opneemt en die winst voel je in je portemonnee.

Omgekeerde werking van de koelkast

Het principe van warmte onttrekken is afkomstig uit de koeltechniek en de werking kun je het best vergelijken met het omgekeerde schema van een koelkast. De koelkast onttrekt warmte aan zijn inhoud, zodat de temperatuur daar daalt, terwijl dat toestel aan de achterkant warmte afgeeft. En de basiselementen vind je ook terug in de warmtepomp.

Binnenin de koelkast zit een verdamper, dat is de witte plaat achteraan die af en toe bevriest. In deze plaat zit koelmiddel (koudemiddel). Dat is trouwens niet heel veel, slechts 20 tot 65 gram, afhankelijk van het model koelkast. In de meeste huishoudkoelkasten wordt een koudemiddel gebruikt dat bij dezelfde condities (atmosferische druk) een verdampingspunt (kookpunt) van -27 graden Celsius heeft. Bereikt het een temperatuur van -27 graden, dan zal het verdampen en overgaan in gasvorm. Juist die eigenschap speelt een cruciale rol in het hele proces. Vloeistof die verdampt, onttrekt altijd warmte-energie. Verdamping zorgt dus voor afkoeling. Probeer maar eens enkele druppels aceton op je huid: ze verdampen bij 20 graden Celsius onmiddellijk en dat voelt ijskoud aan.

Maar hoe werkt dat dan precies? Het koudemiddel begint als vloeistof wanneer het door het expansieventiel (ook wel expansieklep genoemd) in het circuit naar de verdamper gaat. Terwijl het koelmiddel door de verdamper stroomt, absorbeert het de warmte van de binnenkant van de koelkast. In de verdamper zal het koudemiddel in een gas veranderen (omdat de temperatuur door de opgenomen warmte boven de -27 graden Celsius uitkomt). De compressor zuigt het koelgas op en tegelijk de opgenomen warmte van de voedselproducten. Bovendien drukt de compressor het gas nog eens flink samen. Wanneer je gas samendrukt, stijgt de temperatuur. Het koudemiddel heeft de hitte en de hoge druk geabsorbeerd en stroomt nu naar de condensor. Dat is het zwarte rooster achteraan de koelkast. Tijdens dit proces straalt het zijn warmte uit (vandaar dat je ook altijd wat ruimte moet overlaten tussen de achterkant van de koelkast en de muur – anders kan de warmte niet goed weg) en koelt het opnieuw af tot het weer vloeistof wordt. Vandaar gaat het opnieuw naar het expansieventiel. Zo is de cirkel rond.

De componenten van de koelkast vind je ook terug in de warmtepomp.

Warmte onttrekken aan de natuur

Ook een warmtepomp bestaat uit een gesloten circuit waarin zich enkele natuurkundige processen afspelen. Dat is al een belangrijk verschil met de gasbrander waar het water van het verwarmingssysteem door de brander stroomt. Door het circuit van de warmtepomp stroomt geen water, maar een koudemiddel zoals bij de koelkast. Aan de bronkant zal het koelmiddel de temperatuur vanuit de omgeving onttrekken en uiteindelijk zal de warmtewisselaar van de warmtepomp de energie afstaan aan het verwarmingssysteem. Er zijn verschillende bronnen. Soms kiest men een warmtepomp die de warmte haalt uit de bodem. Deze pompen halen het hoogste rendement, maar de aanschaf- en installatieprijs zijn het hoogst. Er zijn ook warmtepompen die de warmte halen uit grondwater, of water van een meer. De minst dure oplossing is een warmtepomp die gewoon energie haalt uit de buitenlucht. Die werkt met een buiten-unit waarin de ventilator de buitenlucht aanzuigt. Op de foto zie je de belangrijkste onderdelen van de warmtepomp.

1) compressor, 2) condensor, 3) expansieventiel, 4) verdamper achter de ventilator, 5) voorraadvaatje koudemiddel, 6) expansieventiel. | Foto: Climaways, model: Solvis Lea

BAR De temperatuur waarop een vloeistof verdampt noemen we ook het kookpunt. Dat kookpunt wordt niet alleen bepaald door de temperatuur, maar ook door de druk. Bijvoorbeeld: een pannetje water kookt op zeeniveau op 100°C. Hetzelfde pannetje water kookt op de Mount Everest al bij 70°C, omdat de (lucht-)druk daar erg laag is. Doen we het water in een hogedrukpan (een snelkookpan), dan kookt het water bij 120°C. Door die hoge temperatuur van het water is het gerecht sneller klaar. Als je dus een verdamppunt vermeldt, dan moet je ook altijd zeggen bij hoeveel druk. Dat wordt uitgedrukt in bar. Druk speelt een belangrijke rol als we het hebben over warmtepompen.

Zelfs als het buiten ijskoud is

Net zoals bij een koelkast gaat de omgevingswarmte langs de verdamper die gevuld is met koudemiddel. De belangrijkste eigenschap van dit koudemiddel is dat het verdampt bij een temperatuur van ongeveer -20 graden Celsius en bij een druk van slechts 2 bar. In de praktijk betekent dit dus dat zolang het nog geen twintig graden vriest, de warmtepomp gewoon zijn werk kan doen. De koelvloeistof neemt de omgevingswarmte meteen op en zal snel verdampen. Het koelmiddel wordt als damp aangezogen door een compressor. Die fungeert als pomp en tegelijk perst de compressor de vloeistofdamp samen tot 25 bar. Net als bij een fietspomp die warm wordt door samen te drukken, stijgt de temperatuur in de compressor tot 60 graden. Bij deze temperatuur komt het gas in de condensor. Hier geeft het koudemiddel zijn warmte af aan het verwarmingssysteem, waardoor de bewoners kunnen genieten van een lekker verwarmd huis of een warm bad. Tijdens de warmteafgifte condenseert het koudemiddel zoals warme damp op een spiegel.

In de laatste fase heeft het koudemiddel al zijn warmte afgegeven en is het opnieuw afgekoeld. Het koudemiddel wordt het dan opnieuw vloeibaar en kan het uitzetten, want gas neemt minder plaats in dan een vloeistof. Het expansieventiel verlaagt de druk op de vloeistof weer naar 1,5 bar. Hierdoor daalt de temperatuur van het koudemiddel. De drukverlaging zorgt voor afkoeling. Je kunt die afkoeling door drukverlaging ook voelen als je een spuitbus leegspuit. Vanaf het expansieventiel stroomt het koudemiddel naar de verdamper en begint de hele cyclus begint opnieuw.

Het werkingsschema van de warmtepomp.

Minder energieverbruik minder milieubelastend

De werking van een warmtepomp is dus gebaseerd op een vicieuze cirkel van verdamping, compressie, uitzetting en condensatie. Bij dit hele proces is de compressor de enige component die arbeid verricht. De verhouding tussen de afgegeven warmte in de condensor en de energie die wordt verbruikt door de motor van de compressor noemen we de coëfficiënt of performance oftewel de COP. Tegenover alle energie die een warmtepomp levert, komen er vier delen energie uit een bron (lucht of water) en komt één deel van elektriciteit. Of anders gezegd: voor de productie van 5 kWh energie of warmte heeft de warmtepomp 1 kWh elektriciteit nodig. De COP is in dit voorbeeld dus 5. Warmtepompen die hun warmte uit de buitenlucht halen, hebben bij vorst een aanmerkelijk lagere COP. Ook de verschillende compressortypen beïnvloeden de COP.

Naast besparing op de stookkosten levert een warmtepomp minder CO2-uitstoot op. Een ander voordeel is dat de woning een interessanter energielabel krijgt. Sinds 2015 moet iedere woning een energielabel hebben. Door een warmtepomp te installeren, stijgt het energielabel van de woning met één tot twee stappen. Vaak zorgen warmtepompen ook voor natuurlijke koeling, wat met deze hete zomers een leuk extraatje is. Dat kan op verschillende manieren, waarop we in een ander kennisartikel terugkomen.

Weten welke warmtepomp bij jou past?

Doe de check op Kieskeurig.nl en je weet het binnen 5 minuten!
Vergelijkende schatting voor een woning van 100 m2, gebouwd in 2000 met vloerverwarming.

Lage temperatuurverwarming

Een warmtepomp wordt altijd gecombineerd met een systeem van lage temperatuurverwarming. Dan denken we in de eerste plaats aan vloerverwarming, maar luchtverwarming, speciale radiatoren en convectoren kunnen ook. Het bedrijf ClimateBooster komt met dubbele plaatradiatoren waar de warmteafgifte vergroot wordt door er lucht doorheen te blazen. In deze radiatoren zitten zogenaamde boosterventilatoren. Wanneer de aanvoerbuis van de radiator 30 graden Celsius meet, beginnen de radiatoren te draaien en creëren ze een gecontroleerde luchtstroom. Nadeel is dat deze kleine ventilatoren een zoemgeluid maken.

Daarnaast bestaan er convectoren waarin ook ventilatoren in de behuizing zijn verwerkt. De Belgische convectorfabrikant Jaga is koploper in de ontwikkeling van convectoren met ingebouwde ventilatoren en ook de Nederlandse convectorproducent Betherma volgt dit voorbeeld. Producent Climarad mikt dan weer op ventilatorconvectoren bedoeld voor woningen met een centraal ventilatiesysteem en ingebouwde warmteterugwinning. Dit systeem zorgt zowel voor verwarmen en koelen via de lucht, maar de ramen moeten dan wel dicht blijven.

Dankzij lage temperatuurverwarming en een warmtepomp kun je je huis zelfs in de vrieskou verwarmen. | Foto: Viessmann

Ook nog een buffervat en boiler

Naast goede isolatie en de juiste radiatoren of vloerverwarming voor lage temperatuurverwarming, moet je bij een all-electric warmtepomp ook nog rekening houden met een plek voor een buffervat. Heel vaak kom je een buffervat naast de warmtepomp tegen. De voornaamste reden om een buffervat te plaatsen is om snel warm water te kunnen leveren aan de verwarming. Dankzij het buffervat moet de compressor niet voortdurend in- en uitschakelen. Dit verhoogt de levensduur van de compressor. In een buffervat zit dus cv-water en geen water voor douche of bad. Voor sanitair warm water heb je een derde eenheid nodig: de boiler. In een huishouden tot drie personen volstaat een boiler van 200 liter en vaak zit dat geïntegreerd in de warmtepomp. Vanaf vier personen of meer heb je een boiler van 300 liter nodig. Dit vraagt extra ruimte naast de warmtepomp, ter grootte van een staande vrieskist. Een hybride warmtepomp heeft geen boilervat nodig omdat de cv-ketel voor warm tapwater zorgt.

Geschikt voor jou?

Een warmtepomp is vooral financieel interessant bij grotere woningen, omdat je dan veel kunt besparen op energie. Dat betekent niet dat kleine woningen geen warmtepomp kunnen gebruiken: de winst zal gewoon lager zijn. Op dit moment moet de warmtepomp het vooral van de energiekosten hebben die veel lager liggen dan bij een gasgestookte cv-ketel; wel liggen de aanschafkosten hoger. Al verwachten we dat die in de toekomst wel zullen dalen.

Een warmtepomp wordt altijd gecombineerd met lage temperatuurverwarming, zoals vloerverwarming.
▼ Volgende artikel
AI-tip: zo maak je zelf (heel snel!) een geïllustreerd kinderboek met Storybook
Huis

AI-tip: zo maak je zelf (heel snel!) een geïllustreerd kinderboek met Storybook

Word de held van je (klein)kinderen door hen te verrassen met een uniek, zelfgemaakt verhalenboek. Laat hen zelf de grote lijnen van het verhaal bedenken en zie hoe je dankzij Storybook in een handomdraai een prachtig digitaal boekje creëert, compleet met een mooie cover en bijpassende illustraties.

Dit gaan we doen

In dit artikel laten we zien hoe je met Google Storybook een persoonlijk prentenboek maakt. Je leest hoe je een goede prompt schrijft, hoe het boek automatisch wordt opgebouwd met tekst en illustraties en welke extra opties er zijn, zoals voorlezen, delen en downloaden als pdf. Zo weet je precies wat je kunt verwachten en hoe je het resultaat afstemt op je (klein)kind.

Lees ook: Handige AI-apps voor mobiel

Stap 1: De prompt

Storybook draait op de Gemini AI-chatbot van Google. De functie is gloednieuw en op dit moment alleen te gebruiken via het web, niet via de Gemini-apps voor Android of iPhone. Het goede nieuws: Storybook is helemaal gratis. Je hoeft dus geen betaald abonnement te nemen om het uit te proberen. Wel moet je ingelogd zijn met je Google-account. Surf vervolgens naar: https://gemini.google.com/gem/storybook

Net als bij andere generatieve AI-tools start je met een tekstopdracht, de zogeheten prompt. In een paar zinnen beschrijf je het onderwerp. Of je kiest voor een uitgebreidere instructie, bijvoorbeeld: "Kun je een verhaal maken dat aan een kind uitlegt hoe het leven van een vlinder eruitziet?"

Geef Storybook een tekstopdracht.

Stap 2: Prentenboek van 10 pagina's

Boven het tekstvak vind je alvast enkele inspirerende voorbeelden van recente prompts, compleet met het bijbehorende verhaal. Denk aan: 'Mijn kind van 7 wil niet logeren bij oma. Maak een Storybook om haar te helpen hiermee om te gaan.' Je kunt je eigen prompt typen, maar ook inspreken: klik op het microfoontje, geef Gemini toegang tot je microfoon en vertel je opdracht. Enkele seconden later verschijnt het prentenboek op het scherm. Elk boek telt tien pagina's, inclusief een prachtige omslag én een door Gemini bedachte titel. Met iedere klik blader je door het verhaal. De tekst is verzorgd opgemaakt en de illustraties zijn verrassend sfeervol. Wij waren aangenaam verrast door de kwaliteit.

Naast iedere tekst staat een bijpassende illustratie.

Stap 3: Lezen of luisteren

Je kunt het verhaal natuurlijk gewoon lezen, maar Storybook heeft nog een extra troef: een ingebouwde voorleesfunctie. Daarbij kun je kiezen om alleen de huidige pagina te beluisteren of om vanaf de eerste pagina te beginnen. De hoogte van de stem is instelbaar, zodat je een toon kunt kiezen die het best bij het verhaal of de luisteraar past. En het plezier stopt daar niet: via de Deel-knop krijg je een unieke link naar jouw persoonlijke Storybook. Die kun je eenvoudig doorsturen naar familie, vrienden of de kinderen zelf, zodat ze het boekje op hun eigen toestel kunnen bekijken en beluisteren. Bovendien kun je het boekje ook downloaden als pdf. Wil je dat je kind ook offline kan bladeren, dan kun je het dus voor hem of haar printen.

Je ontvangt een link om het geïllustreerde verhaal te delen.

🧚Sprookjesboek geschreven?

👑 Daar hoort een prinsessenjurk bij!
▼ Volgende artikel
Gourmetten zonder stank: 10 ideeën die écht werken
© NilsZ - stock.adobe.com
Huis

Gourmetten zonder stank: 10 ideeën die écht werken

Gourmetten is misschien wel dé nationale volkssport tijdens de feestdagen. Maar hoe leuk de avond ook is, de ochtend erna is vaak minder feestelijk. Die doordringende vetlucht die in je gordijnen, bank en kleding is getrokken, ben je liever kwijt dan rijk. Met deze tien tips – verdeeld over wat je eet en wat je doet – blijft je huis een stuk frisser!

Dit gaan we doen

Stankvrij gourmetten is een kwestie van goede voorbereiding én de juiste nazorg. We splitsen de tien tips daarom op. We beginnen bij de basis: ingrediënten en spullen die nauwelijks rook veroorzaken. Vervolgens geven we je praktische hacks om, mocht er toch wat gourmetlucht blijven hangen, die direct weer uit je woonkamer te krijgen, zodat je de volgende ochtend wakker wordt in een fris huis.

Lees ook: Gourmetten nieuwe stijl: topfavoriet met een eigen twist

Ingrediënten & materialen

De meeste stank ontstaat niet door het gourmetstel zelf, maar door wat we erop leggen. Verbrande boter, karamelliserende suikers en spetterend vet zijn de grote boosdoeners. Met een paar slimme aanpassingen aan je boodschappenlijstje ben je de rookwolken voor.

Tip 1: Investeer in hittebestendige olie

De fout die bijna iedereen maakt: bakken in roomboter of standaard olijfolie. Deze vetten verbranden snel bij de hoge temperaturen van het gourmetten, wat zorgt voor die zware, scherpe walm. Kijk in de supermarkt eens schuin boven de olijfolie; daar vind je rijstolie of arachideolie. Deze oliesoorten hebben een veel hoger rookpunt en blijven stabiel als ze heet worden. Wil je het jezelf helemaal makkelijk maken? Koop dan een bakspray. Daarmee nevel je de pannetjes of de plaat licht in, waardoor je nooit te veel gebruikt en het vet niet onnodig staat te walmen.

Tip 2: Laat de kant-en-klare marinades staan

Die voorgemarineerde schotels uit de supermarkt zijn makkelijk, maar funest voor de luchtkwaliteit. De marinades zitten namelijk vaak vol suiker en water. Zodra dat de hete pan raakt, verbrandt de suiker en verdampt het vocht, met veel rook tot gevolg. Je kunt beter ongemarineerd vlees of vis kopen. Wil je toch smaak? Gebruik dan een dry rub (een droog kruidenmengsel) om het vlees vooraf te kruiden. Als je echt van sausjes houdt, kun je die beter koud op je bord toevoegen dan warm in het pannetje.

Tip 3: Kies voor 'droger' vlees en meer groente

Hoe meer vet er in het vlees zit, hoe meer het spettert en rookt. Hamburgers, worstjes en speklapjes zijn in feite kleine rookbommen. Kies liever voor magere opties zoals biefstuk, kipfilet, kalkoen of witvis. Daarnaast kun je de geuroverlast flink beperken door de verhouding vlees/groente om te draaien. Plakjes courgette, paprika, champignons en aubergine bakken vrijwel geurloos. Met een goede mandolineof groentesnijder maak je in een handomdraai dunne plakjes die snel gaar zijn, waardoor je minder lang hoeft te bakken.

Tip 4: Vervang die oude, bekraste pannetjes

Kijk voordat je begint eens kritisch naar je huidige gourmetstel. Zitten de pannetjes vol krassen en is de antiaanbaklaag versleten? Dan koekt je eten sneller aan, wat zorgt voor verbrandingsluchtjes die je de dag erna nog ruikt. Het is vaak helemaal niet nodig om een compleet nieuw apparaat te kopen; veel fabrikanten verkopen losse pannetjes of nieuwe bakplaten. Voor een paar tientjes bak je weer op een glad oppervlak, heb je minder olie nodig en ben je niet de hele avond bezig aangekoekte resten weg te schrapen.

Tip 5: Gebruik een gourmetstel met keramische coating

Ben je toch toe aan een heel nieuw apparaat? Let dan goed op de coating. Tegenwoordig zijn er gourmetstellen met een keramische bakplaat. Deze kunnen vaak hogere temperaturen aan zonder dat de laag beschadigt en ze zijn veel makkelijker schoon te maken.

Watch on YouTube

Zo ga je de strijd aan met de luchtjes in huis

Zelfs met de beste ingrediënten ontkom je niet aan enige baklucht. Gelukkig zijn er genoeg manieren om te voorkomen dat die geur permanent blijft hangen.

Tip 6: Zet een aromadiffuser aan

Een geurkaars maskeert de lucht vaak alleen maar, waardoor je een weeïge mengeling krijgt van lavendel en hamburger. Een betere optie is een elektrische aromadiffuser (ook wel vernevelaar genoemd). Dit apparaat verspreidt via koude waterdamp een constante, frisse geur naar keuze door de kamer, zonder dat er verbranding aan te pas komt. Kies voor essentiële oliën die bekend staan om hun verfrissende werking, zoals citroengras, eucalyptus of dennen. De waterdamp helpt bovendien meteen tegen de droge lucht in huis als de verwarming hoog staat.

Tip 7: Laat de luchtreiniger draaien

Misschien heb je er al eentje staan, en anders is dit het moment: de luchtreiniger. Let er bij aanschaf op dat het apparaat een koolstoffilter heeft, want alleen HEPA is niet genoeg voor kookluchtjes. Een koolstoffilter absorbeert gassen en geuren. Zet het apparaat niet pas aan als je naar bed gaat, maar laat hem al draaien zodra het gourmetstel aangaat. Heb je een modern exemplaar met een app? Zet hem dan alvast op de hoogste stand voordat de eerste walm ontstaat.

Tip 8: Ventileer flink

Ramen openzetten klinkt logisch, maar doe het wel slim. Eén raampje op een kier doet weinig. Je hebt trek nodig. Zet aan weerszijden van de woning een raam of rooster open zodat de luchtstroom de damp direct meeneemt. Vind je het te koud worden? Zet de verwarming gerust tijdelijk wat hoger; de kosten daarvan wegen niet op tegen de stomerijkosten van je gordijnen. Plaats eventueel een simpele tafelventilator in de buurt van het gourmetstel (niet erop gericht, maar richting het open raam) om de rook een handje te helpen de juiste kant op te gaan.

Tip 9: Azijn & koffie

Het is een klassieker uit grootmoeders tijd, maar hij werkt nog steeds: azijn neutraliseert. Je kunt bakjes azijn neerzetten, maar voor het zware werk kun je na het eten beter even een pannetje water met een flinke scheut schoonmaakazijn op het fornuis koken. Laat de afzuigkap uit en laat de damp door de kamer trekken. Vind je de azijnlucht zelf te heftig? Gooi er dan wat citroenschillen, een kaneelstokje of kruidnagel bij. Zo ruikt je huis direct weer naar winterse gezelligheid in plaats van naar een snackbar. Wat ook kan, is koffie. Zet na het eten een paar schaaltjes met gemalen koffie (snelfiltermaling) in de woonkamer. De koffie neutraliseert de zware baklucht en vervangt deze door een neutraal, aards aroma. Voor een nog sterker effect kun je wat koffiebonen op een warme onderzetter leggen; door de restwarmte verspreiden ze een subtiele geur die de gourmetlucht naar de achtergrond verdrijft.

Tip 10: Maak meteen met schoon

Het is verleidelijk om na het eten uit te buiken op de bank en de ravage te laten voor wat het is. Doe het niet. Zolang het gourmetstel vet en warm in de kamer staat, blijft het geur verspreiden. Haal direct na het eten een stuk keukenrol over de plaat. Gebruik daarna een sopje van afwasmiddel en warm water om de plaat en de tafel (want ja, vetnevel komt overal) af te nemen. Geloof ons, door hier na het eten even een paar minuten tijd voor vrij te maken, bespaar je jezelf de volgende ochtend een hoop gourmetluchtfrustratie!