Ionisatie is geen spontaan proces: er is energie voor nodig, die ionisatiepotentiaal wordt genoemd. Ionisatie kan het gevolg zijn van het verlies van een elektron na botsingen met subatomaire deeltjes, botsingen met andere atomen, moleculen en ionen, of door de interactie met elektromagnetische straling. Ionisatie kan plaatsvinden door een verval door het interne conversieproces, waarbij een geëxciteerde kern zijn energie overdraagt naar een van de binnenste schaalelektronen waardoor deze wordt uitgeworpen.

Negatief geladen ionen worden geproduceerd wanneer een vrij elektron botst met een atoom en vervolgens gevangen wordt in de elektrische potentiaalbarrière, waardoor overtollige energie vrijkomt. Het proces staat bekend als ionisatietechniek voor elektronenvangst.

Positief geladen ionen worden geproduceerd door een hoeveelheid energie over te brengen naar een gebonden elektron bij een botsing met geladen deeltjes (bijv. Ionen, elektronen of positronen) of met fotonen. De drempelwaarde van de benodigde energie staat bekend als ionisatiepotentiaal.

De bestudering van dergelijke botsingen is van fundamenteel belang met betrekking tot het paarlichaamsprobleem, dat een van de belangrijkste onopgeloste problemen in de natuurkunde is. Kinematica experimenten, d.w.z. experimenten waarin de complete momentum vector van alle botsingsfragmenten (het verstrooide projectiel, het terugstuitende doel-ion en het uitgeworpen elektron) worden bepaald, hebben bijgedragen aan belangrijke vorderingen in het theoretische begrip van het paar-lichaamsprobleem in de afgelopen jaren.

Een goed voorbeeld van het creëren van positieve ionen en vrije elektronen als gevolg van ionenimpact is een cascade-reactie waarbij elektronen betrokken zijn in een regio met een voldoende hoog elektrisch veld in een medium dat geïoniseerd kan worden, zoals lucht of een vloeistof.

Na een originele ionisatiegebeurtenis, als gevolg van bijvoorbeeld ioniserende straling, drijft het positieve ion naar de kathode, terwijl het vrije elektron naar de anode afdrijft van het apparaat. Als het elektrische veld sterk genoeg is, verkrijgt het vrije elektron voldoende energie om een verder elektron vrij te maken wanneer het volgende botst met een ander molecuul.

De twee vrije ionen bewegen dan naar de anode en winnen voldoende energie uit het elektrische veld om impactionisatie te veroorzaken wanneer de volgende botsingen optreden; enzovoorts. Dit is in feite een kettingreactie van het genereren van geladen ionen en is afhankelijk van het feit dat de vrije ionen voldoende energie krijgen tussen botsingen om de lawine in stand te houden.

Ionisatie is niets anders dan atomen of moleculen (ionen) een negatieve of positieve lading meegeven door middel van bijvoorbeeld elektriciteit toe te voegen. Hierdoor komen moleculen in beweging. In het vervolg noemen we alleen even de moleculen, daar we nu weten wat hiermee bedoeld wordt.

Als wij deze moleculen in beweging zetten ontstaat er wrijving en bij deze wrijving ontstaat energie die we kunnen omzetten in warmte. De hoeveelheid wrijving kunnen we manipuleren, door binnen een gesloten circuit, meer of minder moleculen op te slaan. Maar ook door meer of minder elektriciteit toe te voegen.

De grote kunst is de juiste balans tussen deze 2 variabelen te vinden. Deze wijze is ook als intellectueel eigendom vastgelegd. Bij te veel wrijving ontstaat te veel ‘loze’ energie en dus verloren warmte. Bij te veel elektriciteit raken de moleculen te snel oververhit en vermindert de werking.

Op het gebied van ionisatieverwarming zijn er veel verschillende technieken mogelijk die echter essentieel van elkaar verschillen qua uitkomsten in de praktijk.

De behuizing van de ‘ionisator’ is nagenoeg altijd buisvormig, en ze werken allemaal met één of meerdere ionisatie pennen. Hier valt ook gelijk de kwaliteit vanaf te leiden. Hoe meer pennen, hoe beter de efficiëntie van de overdracht. Zo zijn er systemen met 1 grote pen per fase, deze is dan ook erg groot, en hierdoor ook erg gevoelig voor externe invloeden. Vaak wordt dit systeem gebruikt om in een individueel primair systeem te plaatsen. Door de grote hoeveelheid stroom welke deze afgeeft zijn er altijd ergens wel een paar moleculen die reageren. De 2-pen systemen zijn iets efficiënter omdat deze samen werken, en deze hebben ook iets minder stroom nodig om de moleculen in beweging te krijgen.

De geavanceerdere systemen hebben 3, 6 of zelfs 9 ionisatie pennen. Hoe meer pennen, hoe efficiënter het systeem werkt, maar ook hoe minder stroom er toegevoegd hoeft te worden om de moleculen te bereiken. U zult ook begrijpen dat hoe meer pennen, hoe langer ook de levensduur van het systeem. Mocht er 1 of meerdere uitvallen, blijft het systeem wel gewoon werken.

Helaas begint de term Ionisatie een eigen leven te leiden en wordt bij standaard elektrische toestellen voor verwarming ook vaak de term ionisatie gebruikt. Doorstroom toestellen gebruiken een elektrische weerstand. De ionisatie pomp werkt juist met elekronische impulsen.

Er zijn inmiddels verschillende systemen te vinden op de markt welke werken met een open en gesloten circuit. Een open circuit is makkelijk te installeren, daar deze 1 op 1 geplaatst wordt in het cv-systeem. Helaas ook moeilijker te dimensioneren. Het energieverbruik van deze systemen is dan ook hoger omdat het langer duurt voordat de moleculen ‘aan het werk’ worden gezet.

Een gesloten (primair) circuit werkt efficiënter, daar er binnen dit circuit een snellere opbouw van warmte kan worden opgebouwd. Door middel van een warmtewisselaar wordt de warmte overgedragen aan een secundair circuit. De grootte van de wisselaar kan bepalend zijn voor de snelheid van de overdracht.

De gebruikte vloeistof is een speciale natriumoplossing. In "gecopieerde" systemen wordt er vaak gewerkt met een warmte overdragende vloeistof, op een Mono propyleen glycol basis, deze vloeistof heeft van oorsprong al een bepaalde hoeveelheid van moleculen welke geactiveerd kan worden, ten opzichte van water. Er zijn ook systemen welke water als overdrager gebruiken. Dit kan in het begin goed gaan, maar door de aanhechting van koolstof en metalen welke in het cv-systeem aanwezig zijn zal de werking van de ionisator zeer snel zijn werking verliezen.

In gesloten systemen wordt ook gewerkt met een vloeistof, deze wordt in kwaliteit onderscheiden door MPG of door een natriumoplossing. Aan beide worden extra moleculen toegevoegd voor een betere en snellere werking van de ionisatoren. De samenstelling van de vloeistof kijkt wel erg nauw, zie eerdere uitleg hierover. MPG verliest na verloop van tijd zijn overdragende werking, en zal om de zoveel tijd vernieuwd moeten worden. Natrium houdende vloeistof (zouten) bestaat van nature al uit positief en negatief geladen ionen en is hierdoor uitermate geschikt om als ionisatievloeistof te

Elektriciteit is de voeding. Er zijn systemen die rechtstreeks op het elektriciteitsnet aangesloten worden, hierbij wordt alleen de warmtevraag middels een temperatuur relais geschakeld. Een overspanningsbeveiliging wordt vaak meegeleverd, waarin ook een temperatuuraflezer geplaats is.

Andere systemen hebben een fase gestuurd systeem waarbij de hoeveelheid elektriciteit wordt verdeeld over de hoeveelheid ionisatiepennen middels een relais.

Meer geavanceerdere systemen hebben een geïntegreerde computer welke door middel van speciale software de hoeveelheid afgegeven elektriciteit, hertz, maar ook de temperatuur geregeld kan worden, hierbij is het ook mogelijk om de ionisator pennen modulair met elkaar te laten werken, dus op basis van vraag kunnen er 2 of meerdere ionisatiepennen in of uitgeschakeld worden.

Deze systemen kunnen met beduidend minder ingaand vermogen een gereguleerde afgifte realiseren. Ook hebben deze systemen een snellere reactie en opwarmtijd omdat deze systemen vaak met de maximaal aantal ionisatiepennen uitgevoerd worden.

De wet van behoud van energie blijft vanzelfsprekend gelden, je kan nooit ergens meer energie uithalen dan dat je er in stopt. Vaak wordt er vergeten dat deze wet alleen opgaat in een geïsoleerde situatie en ruim 2 eeuwen geleden is uitgevonden. De originele benaming is dan ook "mechanische equivalent van warmte. En was eigenlijk gebaseerd op de omzetting van kinetische energie. Meer hedendaagse manieren om verschillende soorten van energie om te zetten in warmte waren in die tijd eigenlijk nog niet bekend.

Wij passen ook niet de eerste en/of tweede hoofdwet toe je kan namelijk geen energie ergens bij verzinnen. Wel is in dit geval ook de eerste wet van Differentiaal van toepassing?

Volgens de deze wet geldt, dat de hoeveelheid warmte gelijk is, aan de toename van de inwendige energie + de geleverde arbeid !!.

De inwendige energie; De van nature in natrium aanwezige energiepotentiaal in de vorm van positief geladen ionen en negatief geladen ionen + de geleverde arbeid in de vorm van toegevoegde energie (stroom) zorgt voor een hogere uitput dan de hoeveelheid stroom die er in gestopt wordt.

kort samengevat, je gebruikt de reeds aanwezige( inwendige) energie, en activeert deze door nog een deel energie er aan toe te voegen.

Tegenwoordig gebruiken we termen al COP of SCOP, waarin we willen weten hoeveel externe energie we kunnen omzetten in bruikbare energie, ofwel warmte. Hierbij wordt ook rekening gehouden met de hoeveelheid energie die het kost. De Coëfficiënt of Performance (COP) is een getal dat aangeeft hoe efficiënt een warmtepomp werkt. Het geeft de verhouding weer tussen de energie die nodig is om warmte op te pompen uit een bron en de warmte die het systeem produceert. Stel je voor dat 1 kW aan elektriciteit wordt gebruikt om extra 3.5kW externe energie te vergaren, dat je hier dan dus in totaal 4,5 kW warmte voor terug krijgt: de warmtepomp heeft dan een rendement, oftewel een COP, van 4,5. De COP laat zien hoeveel energie hiervoor benodigd is in verhouding tot de warmte die wordt opgewekt. Omdat de COP een kengetal is dat nogal geclaimd wordt door warmtepomp techniek spreken wij liever over een omzettings-efficiëntie factor.

Het omzetten van energie op basis van ionisatie, kost ook energie. Deze energie kunnen we nu alleen erg goed gebruiken. Bij Ionisatie komen er 3 verschillende soorten energie vrij. Kinetische energie, wrijvingsenergie en elektrische energie. Dit betekent dat een verhoogde vorm van overdracht bestaat. Want de 3 verschillende energievormen kunnen gebundeld worden. Met deze techniek kunnen alle 3 de vormen van energie gecreëerd worden door slechts 1 van de 3 kunstmatig toe te voegen, in dit geval elektriciteit.

Kort samengevat, door ionisatie wordt meer energie gegeneerd dan aan elektrische energie wordt ingebracht. Feitelijk komt een chemische reactie tot stand waarbij 1 deel elektriciteit een chemische reactie aan gaat waarbij 2 delen inwendige energie in de vloeistof wordt geactiveerd. Hierdoor komt warmte vrij die wordt afgegeven middels een warmtewisselaar.

Heb ik dan nu een COP van 3? Nee, deze blijft gewoon 1, ik heb nog steeds 1 deel stroom nodig, er wordt geen externe energie toegevoegd. Maar wel kan men dit deel elektriciteit veel gunstiger benutten dan andere apparaten waarbij de term COP wel van toepassing is. We kunnen misschien beter spreken over een energie omzettingscoëfficiënt om niet onnodige verwarring te creëren met de door warmtepompen geclaimde COP.

De efficiëntie kunnen we nog verder opvoeren, door ook nog te spelen met de verschillende frequenties van elektriciteit, waarbij we de moleculen harder of zachter kunnen laten bewegen. Maar ook kunnen we spelen met de hoeveelheid stroom en de hoeveelheid impulsen die we aan de moleculen afgeven. Zo kunnen we de opwarmsnelheid reguleren, maar ook de temperatuur.

Het is ook niet alleen de verschillende energiestromen welke de C-ion zijn positieve energieverbruik toeschrijft. Het totaal is gebasseerd op de juiste verhoudingen van toegevoegde energie ten opzichte van de vrijgekomen energie, en de tijd welke benodigd is om de ionen in beweging te brengen en te houden..

Nee! ondanks dat er een natuurkundige reactie wordt gecreeerd is het systeem volledig veilig. Het voldoet aan alle in Europa geldende richtlijnen en beveiligingseisen. Ook het Ionisatieproces is niet gevaarlijk.