Defrosten en ontdooicyclus bij warmtepompen: hoe werkt dat eigenlijk?

De lucht/water warmtepompen kunnen op koude dagen nog wel eens last hebben van ijsvorming. Daarom zal de warmtepomp zichzelf in het winterseizoen regelmatig moeten ontdooien. Dit noemen we ook wel defrosten of een ontdooicyclus. Dit voorkomt dat de buitenunit vastvriest en niet meer goed zijn werk kan doen. Maar hoe werkt dit proces nu eigenlijk? En wat zijn de gevolgen van het koude weer en de ontdooicycli voor een warmtepomp? Lees hier daarom alles over het defrost proces en ontdek welke slimme oplossingen er zijn om het aantal ontdooicycli per uur te verminderen.

Snel naar:

• Waarom moet een warmtepomp defrosten?
• Dauwpunt verder uitgelegd
• Hoe gaat een ontdooicyclus bij de warmtepomp in zijn werk?
  • Stoomvorming tijdens ontdooicyclus
• Wat is het verschil tussen passief en actief ontdooien?
• Welke oplossingen zijn er om defrosting van een warmtepomp te optimaliseren?
• Hoe reageert een warmtepomp op vrieskou?
  • Zit er energie in koude lucht?
  • Koelmiddel propaan ook geschikt voor koude winters
• Hoe efficiënt zijn die warmtepompen als het vriest?

Waarom moet een warmtepomp defrosten?

In de koude wintermaanden zorgt de warmtepomp er zelf voor dat de ventilator en compressor niet vastvriezen. Ook de verdamper (warmtewisselaar) heeft de neiging om te bevriezen, waardoor warmteoverdracht lastiger wordt. Om warmte te onttrekken aan de omgevingslucht, moet deze namelijk kouder zijn dan de buitenlucht. Alleen zo verdampt het koudemiddel van de warmtepomp.

Hoeveel graden de temperatuur van de verdamper lager ligt dan de buitenlucht, verschilt per warmtepomp. Vaak ligt het temperatuurverschil tussen de 5 en 7 graden Celsius. Dit betekent dat de waterdamp uit de lucht al kan aanvriezen op de verdamper wanneer het buiten 7 °C boven het vriespunt is en de luchtvochtigheid hoog is. De lucht die door de verdamper wordt getrokken bereikt dan het dauwpunt (100% relatieve luchtvochtigheid), waardoor er condens ontstaat die omgezet wordt in rijp (bevroren waterdamp). Hierdoor moet de machine harder werken dan normaal en produceert hij meer geluid. Dit is de reden dat een warmtepomp is uitgerust met een ontdooistand en af en toe moet defrosten.

De lucht in de warme kamer bereikt het dauwpunt op het koude raam. Dauwpunt verder uitgelegd Het dauwpunt is de temperatuur waarop waterdamp in de lucht begint te veranderen in condens, doordat de lucht afkoelt zonder dat er vocht wordt bijgevoegd of weggenomen. Wanneer deze temperatuur is bereikt, bevat de lucht zoveel waterdamp dat de relatieve vochtigheid 100% is. Warme lucht kan namelijk meer vocht bevatten dan koude lucht. Een voorbeeld hiervan is je bril die beslaat wanneer je van een koude naar een warme, vochtige ruimte gaat. De bril heeft dan een lagere temperatuur dan het dauwpunt van de omgevingslucht, waardoor vocht condenseert op de glazen en je bril voor korte tijd beslagen raakt. Juist bij lagere temperaturen net boven het vriespunt is de kans het grootst dat de waterdamp die vrijkomt bij het bereiken van het dauwpunt, omgezet wordt in rijp op een voorwerp die zich wel rond het vriespunt bevindt. In Nederland komen temperaturen net boven het vriespunt in de wintertijd regelmatig voor en is er sprake van een hoge luchtvochtigheid. Dit betekent dat een warmtepomp in Nederland vaak draait in omstandigheden waarbij rijpvorming optreedt en vaak moet defrosten.

Hoe gaat een ontdooicyclus bij de warmtepomp in zijn werk?

Om volledig dichtvriezen van de buitenunit te voorkomen, maakt de warmtepomp gebruik van zijn ontdooistand. Hierbij wordt de functie van de warmtepomp eigenlijk omgekeerd en zorgt hij ervoor dat de onderdelen van de buitenunit worden verwarmd. De rijp en het ijs dat hierop is ontstaan gaan smelten. Om deze verwarming te realiseren, wordt er warmte uit je woning, vloerverwarming of buffervat onttrokken. Je kunt dus een kleine temperatuurdaling in je woning merken, omdat de warmtepomp tijdens zijn ontdooicyclus niet kan verwarmen en ook de warmte van de woning nodig heeft om zichzelf te ontdooien.

De duur van zo’n ontdooicyclus is ongeveer 5 tot 8 minuten en kan meerdere keren per uur plaatsvinden. Dit kan dus enig comfortverlies in de woning tot gevolg hebben. Daarom is dit een van de redenen om een warmtepomp uit te breiden met een buffervat. Lees hier meer over de voordelen van een buffervat bij je warmtepomp.

Stoomvorming tijdens ontdooicyclus

Tijdens het defrosten van de warmtepomp kan het zijn dat er water of stoom uit de buitenunit komt. Dit is vrijkomende waterdamp, omdat de warme vochtige lucht condenseert door de koude lucht buiten. Het kan dus geen kwaad. Daarnaast voert de warmtepomp ook een kleine hoeveelheid water af, de ontdooide rijp. Dit kan middels de openingen aan de onderkant van de machine, maar is ook mogelijk middels een afvoer. Houdt deze dan wel vorstvrij met een warmtelint.

Wat is het verschil tussen passief en actief ontdooien?

Hiervoor heb je kunnen lezen hoe het actief ontdooien van de warmtepomp in zijn werk gaat. In dit geval wordt het verwarmingsproces omgekeerd en haalt de compressor energie uit de binneninstallatie voor het ontdooiproces. Zowel een dichtgevroren verdamper als het ontdooiproces kan enige geluidshinder geven. Lees hier alles over geluid bij een warmtepomp en tips om dit te verminderen.

Passief ontdooien daarentegen kan alleen wanneer de buitentemperatuur boven de 5 °C is. Bij dit proces wordt de compressor stilgezet, maar de ventilator blaast nog steeds lucht over de verdamper. Omdat de buitentemperatuur boven nul is kan het ijs ontdooien dat zich heeft verzameld op de verdamper. Is de temperatuur lager? Dan zal de warmtepomp overgaan tot actief ontdooien.

Welke oplossingen zijn er om defrosting van een warmtepomp te optimaliseren?

De nieuwste warmtepompen zijn inmiddels al goed uitgerust met goede opties om het ontdooiproces zo goed mogelijk te laten verlopen. Hierbij een aantal opties op een rij om het defrosten zo efficiënt mogelijk te laten verlopen en het aantal cycli per dag te verminderen tijdens koude periodes:

• Plaats de warmtepomp op een standaard of blokken van minstens 15 cm hoog met daaronder een grond die water eenvoudig kan afvoeren. Zo voorkom je dat het condenswater onder je warmtepomp bij vrieskou weer opnieuw bevriest.

• Indien de warmtepomp niet standaard over een warmtelint beschikt, kun je met een warmtelint voorkomen dat de ontdooide condens opnieuw bevriest onder je warmtepomp tijdens het weglopen. Onze warmtepompen beschikken hier standaard over, zodat je hier geen extra maatregelen voor hoeft te treffen.

• Ook is het mogelijk om een afvoer aan je buitenunit te monteren en het condenswater af te voeren naar een riolering of andere plek waar het water kan worden afgevoerd zonder opnieuw te bevriezen. Vaak is hierbij wel een warmtelint nodig om bevriezen van de afvoer te voorkomen.

Hoe reageert een warmtepomp op vrieskou?

Bij koud weer is het vanzelfsprekend dat er minder energie in de lucht zicht. De warmtepomp moet daarom harder werken om voldoende warmte uit de lucht te verzamelen. Het rendement  (COP) van de warmtepomp is op koude dagen daarom ook iets lager. Hier merk je gelukkig in huis weinig van. Ook bij -10 °C kan een warmtepomp nog steeds een twee keer zo hoog rendement hebben als je cv-ketel. Daarnaast is het belangrijk om te kijken naar wat een warmtepomp op jaarbasis oplevert en te kijken naar zijn SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) in plaats van een momentopname op basis van COP. Lees hier meer over het verschil tussen SCOP en COP.

Zit er energie in koude lucht?

De buitenlucht, hou koud deze ook is, bevat nog steeds energie die omgezet kan worden in warmte. Kou is namelijk een relatief begrip. Wij ervaren -10 °C al als erg koud, maar het absolute nulpunt waarbij er geen energie meer in de lucht zit is pas bereikt bij -273 °C.

Koelmiddel propaan ook geschikt voor koude winters

De AC312P warmtepomp van Technea is uitgerust met het koelmiddel propaan (R290). Het kookpunt van dit koelmiddel ligt op -42 °C bij een atmosferische druk van 1 bar (luchtdruk op zeeniveau). Ook is het mogelijk om te kiezen voor een warmtepomp met koelmiddel R410A, die een kookpunt heeft van -48,5 °C. Zelfs bij zeer lage temperaturen buiten blijft verdamping met propaan of R410A dus mogelijk, wat noodzakelijk is voor de realisatie van warmteoverdracht.

Zelfs bij -10 °C heeft de AC312P voldoende vermogen om de woning warm te houden.

Hoe efficiënt zijn die warmtepompen als het vriest?

De efficiëntie van een warmtepomp bij vrieskou hangt samen met meerdere factoren. Eén hiervan is je verwarmingstemperatuur. Wanneer je een woning verwarmt met lage temperatuur op 35 °C (LTV) is het rendement (COP) hoger dan bij 45 °C of 55 °C (HTV). Je rendement hangt namelijk sterk samen met het temperatuurverschil tussen de bron en het afgiftesysteem. Dit noemen we de Tlift, oftewel de lift in temperatuur. Hoe lager de temperatuur is buiten, hoe harder je buitenunit moet werken om de gewenste afgiftetemperatuur te bereiken. Daarom is het verstandig om bij de aanschaf van een warmtepomp twee zaken op orde te hebben:

• De woning is voorzien van goede isolatie, waardoor er weinig warmte verloren gaat en de warmtepomp minder hard hoeft te werken om de woning op temperatuur te houden.

• Er is een mogelijkheid om met lage temperatuur te verwarmen. Vloerverwarming wordt daarom ook zeker aangeraden.

Is één of beide zaken niet voldoende op orde? Dan zal het rendement van je warmtepomp teruglopen en extra goed zichtbaar worden tijdens koudere periodes. De AC312P en AC417P warmtepompen uit ons assortiment zijn gelukkig erg goed bestand tegen kou. Zelfs bij een buitentemperatuur van -10 °C en HTV (55 °C) beschikken de machines nog steeds over voldoende vermogen om de woning te verwarmen vergeleken met een traditionele cv-ketel. Lees hier meer over het rendement van een warmtepomp.

“Ben je als installateur geïnteresseerd in de meest efficiënte warmtepomp ter wereld?

Ontdek de Ovum warmtepompen“