Bij een airco denk je waarschijnlijk direct aan het koelen van een slaap- of woonkamer tijdens hete zomerdagen. Maar technisch gezien is een airco eigenlijk een lucht-lucht warmtepomp. Het apparaat maakt zelf geen koude aan, maar verplaatst warmte van de ene naar de andere plek. Hierdoor kun je een ruimte niet alleen koelen, maar vaak ook zeer efficiënt verwarmen.
In dit artikel leggen we uit hoe dit natuurkundige proces werkt, welke onderdelen daarbij cruciaal zijn en wat de verschillen zijn tussen de diverse systemen.
Het basisprincipe: warmtetransport
De werking van een airco is gebaseerd op een gesloten circuit gevuld met een koudemiddel. Dit middel heeft de unieke eigenschap dat het al bij zeer lage temperaturen kookt (verdampt). Tijdens dit proces wordt warmte opgenomen of afgegeven:
- Verdampen = warmte opnemen: Als vloeistof overgaat in gas, is daar energie (warmte) voor nodig. Die warmte wordt onttrokken aan de omgeving.
- Condenseren = warmte afgeven: Als gas weer vloeistof wordt, komt die opgenomen warmte weer vrij.
Door dit proces continu te herhalen, kan de airco warmte uit je woning ‘scheppen’ en buiten weer loslaten.
De 4 belangrijkste componenten
Om dit transport van warmte mogelijk te maken, bestaat bijna elk aircosysteem uit vier hoofdonderdelen:
1. De verdamper (binnenunit)
Dit is de warmtewisselaar die in de binnenunit zit. Het koude, vloeibare koudemiddel stroomt hier doorheen. De ventilator blaast warme kamerlucht langs de koude leidingen. Het koudemiddel absorbeert deze warmte, verdampt en wordt een gas. De lucht die de unit uitblaast, is nu afgekoeld.
2. De compressor (buitenunit)
De compressor is de motor van het systeem. Hij zuigt het opgewarmde gas (uit de binnenunit) aan en perst dit samen. Door deze hoge druk stijgt de temperatuur van het gas enorm, tot wel 60 of 80 graden Celsius.
3. De condensor (buitenunit)
Het hete gas, dat nu onder hoge druk staat, stroomt door de condensor in de buitenunit. Omdat het gas nu veel heter is dan de buitenlucht, kan het zijn warmte makkelijk afgeven aan de buitenlucht. Tijdens dit afkoelen condenseert het gas en wordt het weer een vloeistof.
4. Het expansieventiel
De vloeistof stroomt terug richting de binnenunit, maar staat nog onder hoge druk. Het expansieventiel laat deze druk gecontroleerd ontsnappen (denk aan een spuitbus die koud aanvoelt als je hem gebruikt). Hierdoor daalt de temperatuur en druk drastisch, waarna het koudemiddel weer klaar is om warmte op te nemen in de verdamper.
Verwarmen met een airco
Wat steeds meer Nederlanders ook ontdekken is dat vrijwel alle moderne airco’s dit proces volledig kunnen omdraaien. We noemen dit een omkeerbare airco of een lucht-lucht warmtepomp.
Bij verwarmen wordt de stroomrichting van het koudemiddel omgekeerd via een vierwegklep. De functies van de binnen- en buitenunit wisselen hierdoor om:
- De buitenunit fungeert nu als verdamper: hij haalt warmte uit de buitenlucht (zelfs als het vriest zit er nog energie in de lucht) en stopt dit in het koudemiddel.
- De binnenunit fungeert nu als condensor: het hete gas geeft zijn warmte af aan de kamerlucht.
Omdat een airco warmte verplaatst in plaats van opwekt (zoals een cv-ketel of straalkachel), is dit een zeer energiezuinige manier van verwarmen. Het rendement (SCOP) ligt vaak boven de 4,0. Dat betekent dat voor elke 1 kWh aan stroom, je 4 kWh aan warmte terugkrijgt.
Soorten aircosystemen
Hoewel het principe bij elk systeem gelijk is, zijn er verschillende uitvoeringen voor diverse woonsituaties.
Single-split airco
Dit is het meest voorkomende systeem. Je hebt één binnenunit die met leidingen verbonden is aan één buitenunit. Dit is de standaardoplossing voor het klimatiseren van een enkele slaap- of woonkamer.
Multi-split airco
Hierbij sluit je meerdere binnenunits (vaak tot 5 stuks) aan op één krachtige buitenunit. Elke binnenunit is afzonderlijk te bedienen. Dit is esthetisch fraaier omdat je niet voor elke kamer een aparte unit aan de gevel hoeft te hangen. Nadeel is dat je dan niet met de ene airco kunt koelen en met de andere kunt ventileren of verwarmen.
Monoblock airco
Een monoblock heeft geen buitenunit. Alle componenten (compressor, verdamper en condensor) zitten in één behuizing die binnen hangt. Voor de aan- en afvoer van lucht zijn twee gaten in de gevel nodig. Dit is een oplossing voor situaties waar een buitenunit niet toegestaan of mogelijk is (bijvoorbeeld bij monumentale panden of appartementen).
