Bereken uw warmtepomp Bereken gratis de SPF, bedrijfskosten en CO₂-besparing van uw warmtepomp.

Naar de WP-calculator →

De componenten: warmtewisselaar, compressor en expansieventiel

Inleiding: De bouwstenen van de warmtepomp

Een warmtepomp bestaat uit vier hoofdcomponenten die in een gesloten kringloop samenwerken:

1. Verdamper (warmtewisselaar voor warmte-opname)
2. Compressor/verdichter (het hart)
3. Condensor/verflüssiger (warmtewisselaar voor warmte-afgifte)
4. Expansieventiel (drukverlaging)

Daarbij komt het koudemiddel, dat door alle componenten circuleert. In dit artikel bekijken we elk onderdeel afzonderlijk.

De warmtewisselaar: warmte opnemen en afgeven

Zonder warmtewisselaars zou moderne verwarmings- en koeltechniek nauwelijks denkbaar zijn. Deze component vervult de kerntaak van warmte-opname en warmte-afgifte.

Werkingsprincipe

In een warmtewisselaar wordt warmte uitgewisseld tussen twee media, zonder dat de media elkaar direct raken.

Belangrijk: Warmte stroomt altijd van "warm" naar "koud" – dat is de tweede hoofdwet van de thermodynamica in de praktijk.

De warmteoverdracht gebeurt vooral via:

• Conductie: warmtegeleiding door materialen
• Convectie: warmtetransport door stromende media

Voorbeelden uit het dagelijks leven

Warmtewisselaars komen we dagelijks tegen in tal van toestellen:

Typen warmtewisselaars

Buiswarmtewisselaar

Opbouw:

• Een buis met een stromend medium
• Een gedefinieerde ruimte rond de buis met een ander medium
• Warmte wordt via de buiswand overgedragen

Voordelen:

Buiswarmtewisselaars scoren vooral door hun eenvoud:

Nadelen:

Die eenvoud brengt ook beperkingen met zich mee:

Plaatwarmtewisselaar

Opbouw:

• Meerdere platen met kleine tussenruimtes
• Afwisselend warm en koud medium
• Tegenstroomprincipe voor maximale efficiëntie

Voordelen:

De compacte bouw biedt belangrijke voordelen:

Nadelen:

De hogere complexiteit heeft ook keerzijden:

Toepassing in warmtepompen

In warmtepompen worden, afhankelijk van de positie in het systeem, verschillende typen warmtewisselaars gebruikt:

De compressor/verdichter: het hart van het systeem

De compressor is verantwoordelijk voor de verdichting van het koudemiddel. Door de compressie stijgt de temperatuur tot een niveau dat bruikbaar is voor verwarming.

Werkingsprincipe

1. Gasvormig koudemiddel wordt uit de verdamper aangezogen
2. De compressor verdicht het gas mechanisch
3. De druk stijgt → de temperatuur stijgt
4. Het hete gas wordt naar de condensor geleid

De compressor is het eigenlijke "pompen" in de warmtepomp.

Opbouw

Een compressor bestaat uit:

• Aandrijfeenheid: meestal een elektromotor
• Verdichtingsgedeelte: bijvoorbeeld spiraalelementen of zuigers

Soorten compressoren

Scrollcompressor (standaard voor warmtepompen)

Werkingsprincipe:

• Twee spiraalvormige elementen
• Eén vast, één bewegend
• Een excentrische beweging verdicht het gas naar het midden toe

Voordelen:

Scrollcompressoren zijn niet voor niets de standaard in moderne warmtepompen:

Inverter-compressor (moderne oplossing)

Combineert de scrollcompressor met een frequentieregelaar (inverter):

• Toerental van de motor is variabel
• Vermogen past zich aan de warmtevraag aan
• Geen voortdurend aan/uit schakelen → minder slijtage

Voordelen:

De variabele snelheid levert duidelijke pluspunten op:

Overige compressortypen

Naast de genoemde typen bestaan er andere verdichters voor specifieke toepassingen:

Het expansieventiel: de tegenhanger van de compressor

Het expansieventiel is de tegenpool van de compressor. Het regelt de terugstroming van het koudemiddel van de condensor naar de verdamper.

Werkingsprincipe

Na de warmteafgifte in de condensor heeft het koudemiddel nog:

• Een verhoogde druk
• Een verhoogde temperatuur

Het expansieventiel:

1. Verlaagt de druk door een gecontroleerde vernauwing
2. Daardoor daalt de temperatuur
3. Het koudemiddel is klaar voor de volgende cyclus in de verdamper

Typen ventielen

Ongeregelde expansieventielen

• Eenvoudige constructie
• Vaste opening
• Voor eenvoudige systemen (bijv. huishoudkoelkasten)

Geregelde expansieventielen

• Past de doorstroomhoeveelheid automatisch aan
• Reageert op temperatuur en druk
• Standaard in moderne warmtepompen

Door de regeling kan de verwarmingscapaciteit nauwkeurig worden ingesteld en blijft het rendement hoog.

Het koudemiddel: de bijzondere werkvloeistof

Zonder de specifieke eigenschappen van koudemiddelen zouden warmtepompen niet kunnen functioneren.

Wat maakt een koudemiddel bijzonder?

Koudemiddelen hebben fysische eigenschappen die ze ideaal maken voor warmtepomptoepassingen:

Koudemiddel vs. koelmiddel

Let op: Deze begrippen worden vaak door elkaar gebruikt, maar er zijn duidelijke verschillen:

Gebruikte koudemiddelen

Natuurlijke koudemiddelen

Natuurlijke koudemiddelen zijn milieuvriendelijker, maar hebben elk hun eigen voor- en nadelen:

Synthetische koudemiddelen

Synthetische koudemiddelen worden stap voor stap vervangen door varianten met een lager klimaatimpact:

Beperkte en verboden koudemiddelen

Door milieu- en veiligheidsvoorschriften zijn onder meer verboden of sterk beperkt:

• CFK’s (bijv. R11) – tasten de ozonlaag aan
• HCFK’s (bijv. R22) – ozonafbrekend en broeikasgas
• Stapsgewijs: HFK’s met hoog GWP volgens de Europese F-gassenverordening (EU) nr. 517/2014 en de herziening daarvan

GWP (Global Warming Potential): maat voor het broeikaseffect van een stof ten opzichte van CO₂.

Het samenspel van alle componenten

        Verdamper (buiten)
              │
              │ Gas (koud)
              ↓
        Compressor ←── Elektrische stroom
              │
              │ Gas (heet, hoge druk)
              ↓
        Condensor (binnen)
              │
              │ Vloeibaar (warm)
              ↓
        Expansieventiel
              │
              │ Vloeibaar (koud, lage druk)
              ↓
        terug naar de verdamper

De energiestroom

1. Omgevingswarmte (gratis) → verdamper
2. Elektrische energie → compressor
3. Gebruikswarmte → verwarmingssysteem (vloerverwarming, radiatoren, boiler)

Kenmerkend voor warmtepompen: voor 1 kWh elektriciteit levert het systeem typisch 3–5 kWh warmte (COP 3–5), afhankelijk van bron, afgiftesysteem en ontwerp volgens de geldende normen.

In Nederland en Vlaanderen wordt de dimensionering en prestatiebeoordeling van warmtepompen doorgaans gebaseerd op:

• EN 14511 en EN 14825 voor prestatiebepaling (COP, SCOP)
• Nationale rekenmethodes voor gebouwprestatie: NTA 8800 (NL) en EPB/EPC-regelgeving (BE-Vlaanderen)

Normen, regelgeving en subsidies in Nederland en Vlaanderen

Hoewel de techniek van warmtepompen in heel Europa vergelijkbaar is, verschillen normen, energie-eisen en steunmaatregelen per land. Voor Nederland en Vlaanderen zijn de volgende punten relevant.

Bouw- en installatienormen

• Warmteverlies- en vermogensberekening

  • Nederland: berekeningen worden uitgevoerd volgens NEN 12831-1 (nationale implementatie van EN 12831 voor verwarmingslast) en geïntegreerd in de NTA 8800 voor de totale energieprestatie.
  • Vlaanderen: warmteverliesberekeningen sluiten aan bij de EPB-rekenmethodiek en de onderliggende Europese norm EN 12831.

• U-waarde en isolatieberekening

  • Nederland: NEN-EN ISO 6946 (bepaling warmtedoorgangscoëfficiënt) en NEN 1068 voor thermische isolatie van gebouwen.
  • Vlaanderen: toepassing van NBN EN ISO 6946 en bijkomende EPB-richtlijnen voor U-waarden en detaillering.

• Warmtepomp- en HVAC-richtlijnen

  • Nederland: ontwerp en uitvoering volgen o.a. ISSO-publicaties (bijv. ISSO 51/72/98 voor warmtepompen en bodemenergiesystemen) en de BRL 6000-serie voor installaties; voor bodemgebonden systemen is BRL 11000/12000 (erkenning bodemenergie) van belang.
  • Vlaanderen: ontwerp en plaatsing van warmtepompen volgen de algemene EPB-eisen en technische richtlijnen van VEA/VEKA; voor geothermie zijn bijkomende milieutoelatingen en richtlijnen van toepassing.

Energieprestatieregelgeving en labels

• Nederland

  • Nieuwe gebouwen moeten voldoen aan de BENG-eisen (Bijna Energie Neutrale Gebouwen) sinds 2021.
  • De totale energieprestatie wordt berekend volgens NTA 8800.
  • Voor woningen is een energielabel verplicht bij verkoop, verhuur en oplevering; het label (A t/m G) wordt geregistreerd via de RVO en gebaseerd op NTA 8800-berekeningen.

• Vlaanderen (België)

  • Nieuwe gebouwen en ingrijpende renovaties moeten voldoen aan de EPB-eisen (E-peil, S-peil, U-waarden, ventilatie, hernieuwbare energie).
  • Bij verkoop en verhuur is een EPC-certificaat verplicht, met een label van A+ tot F.
  • De berekening gebeurt volgens de Vlaamse EPB-rekenmethode en de onderliggende Europese normen.

Subsidies en financiële steun voor warmtepompen en efficiëntie

De Duitse BAFA- en KfW-programma’s zijn niet van toepassing in Nederland en België. In plaats daarvan bestaan er nationale en regionale regelingen.

Nederland

• ISDE (Investeringssubsidie duurzame energie en energiebesparing)

  • Beheerder: RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland).
  • Ondersteunt: warmtepompen, zonneboilers, isolatiemaatregelen, aansluiting op warmtenet.
  • Voor warmtepompen: vaste subsidiebedragen per type en vermogen (typisch grofweg € 1.500–€ 3.750 voor een lucht/water- of bodemwarmtepomp in een woning, afhankelijk van vermogen en type).
  • Voorwaarden:
  • Woningeigenaar of VvE.
  • Warmtepomp staat op de apparatenlijst van RVO.
  • Installatie door een erkend installateur.

• Belastingmaatregelen en financiering

  • Voor particulieren zijn er geen directe landelijke belastingkortingen op warmtepompen, maar wel lagere energiebelasting op elektriciteit en hogere belasting op gas, wat warmtepompen aantrekkelijker maakt.
  • Voor zakelijke gebruikers bestaan o.a. EIA (Energie-investeringsaftrek) en MIA/Vamil voor energiezuinige en milieuvriendelijke investeringen, waaronder warmtepompen.

• Lokale regelingen

  • Veel gemeenten en provincies bieden aanvullende leningen of subsidies, zoals Duurzaamheidsleningen of Energiebespaarleningen via het Nationaal Warmtefonds.

Vlaanderen (België)

• Mijn VerbouwPremie

  • Eén geïntegreerde premie voor renovatie en energiebesparing, waaronder:
  • Warmtepompen (lucht/water, bodem/water, hybride, warmtepompboilers)
  • Isolatie (dak, muur, vloer, glas)
  • Premiehoogte: afhankelijk van inkomenscategorie, type warmtepomp en gebouw; voor een lucht/water-warmtepomp kan dit oplopen tot enkele duizenden euro’s.
  • Voorwaarden:
  • Gebouw in Vlaanderen, ouder dan een bepaald bouwjaar (meestal ≥ 15 jaar, met uitzonderingen).
  • Plaatsing door een erkend installateur.

• Fluvius-premies (netbeheerder)

  • Aanvullende of specifieke premies voor warmtepompen, warmtepompboilers en isolatie, met bedragen per toestel of per m² isolatie.
  • Regels en bedragen worden regelmatig aangepast; actuele info via fluvius.be.

• Fiscale voordelen en leningen

  • In bepaalde gevallen zijn er verlaagde btw-tarieven (6% i.p.v. 21%) voor renovatie van woningen ouder dan 10 jaar.
  • Er bestaan ook Energieleningen of sociale leningen voor energiebesparende maatregelen.

Let op: De exacte subsidiebedragen en voorwaarden wijzigen regelmatig. Voor een concrete warmtepompinstallatie is het raadzaam de actuele informatie te raadplegen bij:

• RVO.nl (Nederland)
• VEKA en Fluvius (Vlaanderen)

Conclusie

De volgende stap: Kengetallen en dimensionering van warmtepompen

Artikelreeks

Bronnen

• Ökoloco: Wärmetauscher
• Wolf: Wärmetauscher Wärmepumpe
• Heizung.de: Scrollverdichter
• Energie-Experten: Verdichter
• Heizung.de: Expansionsventil
• Wolf: Kältemittel Wärmepumpe