Warmtepomp

[Swets]

net zag ik weer een stukje op tv, over een man die met warmwater collectoren op zijn dak, onder de grond een stuk verwarmd tot 10 graden, (en daar schijn het dan contineu 10 graden te blijven...

en dmv een warmtepomp maakt hij van die 10 graden 23 graden in huis...

maar is er iemand die dit uit kan leggen... hoe maak je van 10graden 23 graden?

en ik heb het wel eens aan andere mensen gevraagd... maar iedereen komt met een wazig verhaal... ja net als een moderne airco... maar ja dat weet ik ook wel... ik wil gewoon weten hoe het technisch werkt...?

[irArjan]

Gas wordt warm als je het comprimeert (voel maar eens aan je fietspomp als je een beetje fanatiek pompt), en koelt af als het expandeert. Als je dit 'perfect' (reversibel) zou doen heb je aan het eind van zo'n cyclus dezelfde temperatuur.

Dus het idee is om een gas te laten expanderen tot < 10 graden, dan het te laten opwarmen naar ongeveer 10 graden, vervolgens comprimeer je het waardoor het warmer wordt dan die 23 graden, dan laat je het afkoelen tot die 23 graden et voila.

Natuurlijk heb je verliezen onderweg, maar dit is het idee. Je kan ook de latente warmte van een vloeistof gebruiken. Condenseren maakt het warm, verdampen maakt het koud. (volgens mij is dit de gebruikelijke methode).

[kwasie]

In navolging op irArjan,
Er van uitgaande dat je bekend bent met de wet van behoud van energie.

Een elektrische kachel gebruikt een hoeveelheid elektrische energie en zet dit om in warmte via een weerstand.

Zo'n warmtepomp of airco maakt geen warmte of koude (oké, de gebruikte elektrische energie wordt warmte omdat het niet ideaal is.)
Maar gebruiken de elektriciteit om warmte te transporteren.
Ze laten dus een object afkoelen/opwarmen tot het de temperatuur van de omgeving heeft.
persen het samen, laten het condenseren, vervormen het, wat dan ook. (Zie algemene gaswet, waarom een deodorantbus koud voelt na gebruik) Waardoor het een andere temperatuur aanneemt.
Vervoeren het dan naar de gewenste locatie, laten het daar weer op omgevingstemperatuur komen.


Als je een warmtepomp achterstevoren neerzet, is het een koelkast.
Het is dan de buitenlucht aan het opwarmen, en gebruikt daarvoor de aanwezige warmte energie in het huis.

[Swets]

Dus als ik het goed begrijp... als je iets samen perst , wordt het warm.... als je die samen geperste lucht dan laat afkoelen naar de huidige temperatuur, buiten dat vat waar die samen geperste lucht in zit....

Als je het daarna laat ontsnappen , wordt het koud?

eigenlijk net als een spuitbus lucht of aanstekergas? toen het er in geperst werd, werd het warm? en nu het ontsnapt, wordt het koud?

dan gelijk nog een vraag... (misschien dom hoor allemaal )... maar waarom dan de warmte van die zonnen collectoren , onder in de grond doen?

[Swets]

oo ik snap dat onder de grond ook een beetje geloof ik....

Dat is om die warmte heel lang vast te houden? je warmt het in de zomer op ... en het blijft onder de grond heel lang warm? zodat je in de winter een omgeving heb van 10 graden?

en dan... ?

butien is het 0 graden.... onder de grond 10 graden.... hoe krijg je nu 23 graden....?

[irArjan]

Stel, je hebt een koelvloeistof van 23 graden (je moet ergens beginnen). Die laat je verdampen (in een gesloten systeem), dan heb je een gas van, zeg, 0 graden. Ok, als je verder niks doet en je condenseert het gas weer tot vloeistof dan heb je in het meest ideale geval weer 23 graden, maar in de praktijk, door verliezen iets lager.

Begin nu weer met die 23 graden, laat het afkoelen tot 0 graden. Warm het met een externe bron (buitenlucht, water onder de grond) op tot 10 graden. Nu is de koelvloeistof nog steeds een gas, maar wel van 10 graden ipv 0 graden. Als je het nu weer comprimeert dan krijg je een vloeistof van, zeg 33 graden (ik verzin de getallen ter plekke, het is in de praktijk niet zo 1 op 1, 10 graden warmer in het koude deel betekent niet per se 10 graden warmer in het warme deel). Die 33 graden kan je jouw huis mee verwarmen en daarmee de vloeistof zelf weer laten afkoelen tot 23 graden. En dan is het cirkeltje weer rond.

In de praktijk zal het warme deel misschien iets warmer zijn, maar het is wel zo dat je met een warmtepomp ook lage temperatuur radiatoren (vloer verwarming?) nodig hebt, want je haalt de 90 graden die uit een gas gestookte CV komt zeker niet. Ook laat je in de praktijk de koelvloeistof niet precies tot je kamertemperatuur afkoelen, dat duurt te lang. En zo zijn er waarschijnlijk nog meer praktijk dingen, maar dit is wel het idee.

Als je een warmtereservoir onder de grond (= goed geïsoleerd) hebt, dan scheelt dat domweg gewoon energie. Dus je warmtepomp heeft een kleinere temperatuur te overbruggen. Het idee van een reservoir is dat je het in de zomer gebruikt om mee te koelen, dus je huis koelt af maar het reservoir warmt op. Deze warmte kan je in de winter gebruiken om je huis weer mee op te warmen (en het reservoir dus weer af te koelen). Je 'bewaart' dus een hoop thermische energie (vandaar dus 'reservoir' ), en dat betekent dat je die energie niet ergens anders vandaan hoeft te halen (uit je portemonnee dus). Voor de werking van een warmtepomp is het op zichzelf niet nodig.

[Swets]

Dus eigenlijk heb je alleen een compressor nodig... om te comprimeren....

? kan dat met alles? of eeh ja weet ik veel alleen met speciaal gas ofzo....

moet natuurlijk wel naar gas gaan bij lagen temperaturen?

[irArjan]

Een koelkast, warmtepomp of airco is niet veel meer dan een compressor voor condensatie, een expansieventiel voor verdamping, een koelvloeistof die bij de juiste temperaturen een fase overgang ondergaat en twee warmtewisselaars (radiatoren), een voor de warme kant en een voor de koude kant.

That's it...

[Swets]

Okay... Duidelijk..... geloof ik...

en welke koelvloeistofen zijn er allemaal bruikbaar? ze moeten toch overgaan naar gas bij vij lage temperaturen?

bijvoorbeeld met water , gaat pas van vloeistof naar gas bij 100 graden... dus daar kan het niet mee?

[irArjan]

https://nl.wikipedia.org/wiki/Koelkast#Werking

of beter:

https://nl.wikipedia.org/wiki/Koudemiddel