De warmtepomp van morgen werkt op de lucht die we uitademen (en uitstoten)

“De nieuwe generatie warmtepompen zal er eentje zijn die werkt op CO₂”, weet Thijs Van den Brande, Environmental research specialist bij Daikin. Maar eerst moeten er nog een paar hordes worden genomen. We konden binnenkijken in het gloednieuwe R&D-centrum van de warmtepompproducent, waar ze volop aan het werken zijn aan de warmtepomp van de toekomst.

Strenge regelgeving voor koelmiddel warmtepomp

Momenteel werken de meeste warmtepompen op R410A, R32 en R290. Dit zijn koelmiddelen die de warmte transporteren, zonder koelmiddel kan een warmtepomp niet werken. Maar door de F-gasregelgeving zijn er beperkingen opgelegd. Met de F-gasregelgeving wil de EU de uitstoot van gefluoreerde broeikasgassen (F-gas) verminderen om zo de klimaatopwarming tegen te gaan. Daarom mag in de toekomst niet elk koelmiddel nog gebruikt worden.

Propaan volstaat niet voor alle warmtepompen

Zo mag koelmiddel R410A vanwege zijn hoge uitstoot sinds 2025 niet meer gebruikt worden in nieuwe warmtepompen. Vanaf 2027 is R32 niet meer toegestaan voor nieuwe lucht-waterwarmtepompen. En de nieuwste telg, R290 (propaan), kan enkel gebruikt worden voor monoblock warmtepompen. Dat zijn dus warmtepompen waarbij alle onderdelen in een buitenunit zitten.

Thijs Van den Brande: "De klimaatimpact van CO₂ is zeer klein"

CO₂ is de toekomst

Maar wat dan met split warmtepompen, die uit een buiten-en binnenunit bestaan, en lucht-luchtwarmtepompen? Daarom blijft de sector zoeken naar een koudemiddel dat multi-inzetbaar is. Alle ogen zijn nu gericht op CO₂, vooral bij grotere lucht-lucht warmtepompen voor retail en supermarkten Zo ook bij het R&D-centrum van warmtepompproducent Daikin in Gent. 

Thijs Van den Brande: “We weten dat R744 (CO₂) toekomstbestendig is. De klimaatimpact van CO₂ is zeer klein, want het heeft een Global Warming Potential (GWP) van 1. Dit GWP wordt trouwens gebruikt om alle andere gassen mee te vergelijken. Zo heeft R32 bijvoorbeeld een GWP van 675. Dat betekent dat het gas 675 keer meer bijdraagt aan de opwarming van de aarde dan CO₂. Daarom is een goede installatie om lekken te vermijden cruciaal.”

Veilig koudemiddel

Een ander aspect dat CO₂ als koudemiddel voor warmtepompen geschikt maakt, is de veiligheidsklasse. R32 is bijvoorbeeld licht ontvlambaar, terwijl propaan zeer ontvlambaar is. “Dat verklaart ook meteen de vele veiligheidsinstructies die nodig zijn bij het installeren van een warmtepomp op propaan. In tegenstelling tot R32 en propaan is CO₂ niet ontvlambaar en dus veiliger.”

Warmtepomp op CO₂ is nog te groot 

Maar als we naar de efficiëntie van CO₂ kijken, dan is er nog werk aan de winkel. CO₂ werkt onder een zeer hoge druk en daaraan zijn de huidige warmtewisselaars nog niet aangepast. Daarnaast moet een warmtepomp op CO₂ harder werken om dezelfde warmte te produceren. Wil je die efficiëntie verhogen, dan moet je grotere warmtepompen gaan bouwen. Om die reden zijn de eerste modellen die nu beschikbaar zijn gericht op het verwarmen en koelen van retail en supermarkten.

“We onderzoeken daarom nieuwe technieken om de warmtepomp op CO₂ compacter te maken. Hiervoor kijken we onder andere naar de warmtewisselaars. Uiteraard zijn er nog andere aanpassingen nodig om de warmtepomp op CO₂ zo efficiënt mogelijk te maken. Onderzoek dat we hier in België doen in het EDC in Gent.”, vertelt Van den Brande.