Warmtepomp

Een warmtepomp is een apparaat dat gebruik maakt van de eigenschap van koelmiddelen dat zowel de verdampingstemperatuur als de condensatietemperatuur afhankelijk zijn van de druk. Bij verdamping op een laag drukniveau wordt warmte opgenomen, vervolgens wordt de damp gecomprimeerd, waarna condensatie plaatsvindt op een hoger drukniveau. Bij deze condensatie komt warmte vrij. Daarna wordt de druk weer afgebouwd in een smoorventiel, waarmee de kring gesloten is.

De grap van de warmtepomp is, dat de condensatie op een hoger temperatuurniveau plaatsvindt dan de verdamping. Daarmee wordt als het ware warmte verpompt tegen de temperatuurgradiënt in, dus van lage temperatuur naar hoge temperatuur.

De warmtepomp kan zowel worden gebruikt voor het koelen van een ruimte (warmte wordt afgestaan aan omgeving) als voor het verwarmen ervan (warmte wordt onttrokken aan omgeving). Als koelapparaat is de warmtepomp bij vrijwel iedereen bekend (koelkast, vrieskist, airco). Als verwarmingsapparaat heeft de warmtepomp soms een wat magisch imago, omdat er meer warmte uitkomt dan er in de vorm van elektrische energie wordt ingestopt. Dat lijkt in strijd met de wet van behoud van energie, maar is dat uiteraard niet: de opbrengst vormt de som van de energie die bij verdamping aan de omgeving is onttrokken en de elektrische energie die in de compressor is gestopt.

Het rendement van een warmtepomp is sterk afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de warme en de koude kant. Hoe hoger dat temperatuurverschil, hoe lager het rendement. Dit verklaart waarom warmtepompen vooral in combinatie met lage temperatuurverwarming wordt toegepast. Een bovengrens voor het rendement wordt gevormd door het zogeheten Carnot-rendement.