Hoe werkt een warmtepomp?

Een warmtepomp lijkt in principe op een compressorkoelinstallatie en bestaat ook uit dezelfde elementen: compressor, condensor, reduceerventiel en verdamper. Terwijl echter een koelinstallatie door verdamping van het koelmiddel warmte aan een ruimte onttrekt en er dus de temperatuur verlaagt, voert de warmtepomp juist door condensatie van een medium warmte aan een ruimte toe. Men maakt daarbij gebruik van het verschijnsel, dat vloeistoffen die onder hoge druk staan bij een hogere temperatuur verdampen dan bij lage druk. In fig. I zijn twee kamers met elkaar verbonden door een als een afgesloten vat uitgevoerde sluis. Men moet dus bij een lage druk warmte-energie toevoeren en dan een zekere transportarbeid verrichten (verschuivingarbeid tegen de hogere druk in), om tenslotte een groot deel van de geïnvesteerde warmte-energie terug te kunnen winnen.
Bij de warmtepomp als in bijgevoegde figuur gebruikt men frigenen (fluorhoudende methaanderivaten) of ammoniak als vloeibare warmtedrager, die in verdampers onder lage druk wordt verdampt. De hiervoor benodigde warmte kan aan verschillende bronnen onttrokken worden. Voor een kleine installatie is het bijvoorbeeld al voldoende om de verdamper onder de grond te plaatsen. De bodem is namelijk het hele jaar door warm genoeg om het medium te verdampen. Andere warmteafgevende materialen zijn water en lucht, die beide voor het leveren van de vereiste calorieën ingezet kunnen worden. Het transport van de lage naar de hogedrukzone wordt verzorgd door de compressor, die de damp aanzuigt en deze tot de gewenste hogere druk comprimeert. In een op de compressie volgende condensor wordt de op hogere druk gebrachte damp onder opneming van warmte gecondenseerd, door hem in buisleidingen te voeren die van buiten door water worden omspoeld. De damp condenseert doordat hij zijn warmte afstaat aan het water. De temperatuur van het koelwater kan op deze wijze tot 60 a 70 °C oplopen, zodat het water als verwarmingsmedium van een warmwaterverwarming gebruikt kan worden. Het koelt dan in de radiatoren af en stroomt terug naar de condensor, waar het opnieuw wordt verwarmd. De condensor van de warmtepomp treedt hier dus in de plaats van de ketel van een warmwaterverwarming. De gecondenseerde damp in het systeem wordt via een reduceerventiel geëxpandeerd en in de verdamper opnieuw verdampt.