Warmtebronnen

Een warmtebron kiezen

Bij toepassing van een warmtepomp dient een warmtebron te worden gekozen die de gratis omgevingswarmte zal gaan leveren. De meest toegepaste warmtebronnen zijn de bodem, water en lucht.

De keuze van de in te zetten bron gebeurt op basis van een afweging van de investerings- en exploitatiekost van elk systeem. Deze kosten worden bepaald in functie van een aantal parameters die voor elk project verschillen. De belangrijkste parameters staan hieronder voor u opgelijst.

Beschikbaarheid

Buitenlucht is nagenoeg overal voorhanden. Een voldoende grote tuin voor de aanleg van een horizontale bodemwarmtewisselaar heeft niet iedereen ter beschikking, een verticale bodemwarmtewisselaar kan dan een goede oplossing zijn als de lokale geologie een economische oplossing toelaat.

Grondwater kan soms op grote diepte zitten en eventueel van slechte kwaliteit zijn, het is dan niet economisch om water als bron in te zetten. Bedorven ventilatielucht van een woning of kantoorgebouw is bruikbaar als warmtebron voor een warmtepompboiler of een warmtepomp voor opwarming van nieuwe ventilatielucht.

Gemiddelde temperatuur tijdens het stookseizoen

De warmtepomp heeft een hoger rendement als de brontemperatuur hoog is. In het putje van de winter heeft de woning de hoogste warmtevraag, dan is ook de buitenlucht het koudste (wat een Lucht-Water warmtepomp minder interessant maakt), daarentegen heeft een verticale bodemwarmtewisselaar een nagenoeg constante hoge aanvoertemperatuur.

.

Een grondwaterbron doet het nog beter want die levert het hele jaar water van ongeveer 12°C, de horizontale grondwarmtewisselaar doet het slechter. De tuinbodem raakt op het einde van het stookseizoen uitgeput. Ventilatielucht heeft meestal dezelfde temperatuur als de ruimte: rond de 20°C.

Energieverbruik

Het verplaatsen van warmte van de bron naar de warmtepomp vraagt op zich ook energie. Een open systeem zoals grondwater vereist dat het water uit de watervoerende laag wordt opgepompt en daarna weer in dezelfde laag wordt teruggestoken. Hiervoor is in de meeste gevallen een dieptepomp nodig met zeker voor kleine systemen een in verhouding aanzienlijk vermogen.

Bij gesloten systemen met bodemwarmtewisselaars moet enkel het glycolmengsel worden rondgepompt en volstaat een kleine pomp zoals op een cv-installatie. Bij Lucht-water warmtepompen gebeurt luchtverplatsing door ventilatoren die ook een aanzienlijk verbruik kunnen hebben.

Koeling

Via natuurlijke koeling is het mogelijk om ook topkoeling te voorzien tijdens de zomermaanden vanuit de warmtebron. Grondwater en verticale bodemwarmtewisselaars zijn hiervoor geschikt. Waarbij een luchtbron dat niet is (er wordt immers met buitenlucht gewerkt die op moment van koeling te warm is om zo binnen te blazen.

Overzicht van de warmtebronnen

1. Warmtebron met verticale boringen

De grondboring gebeurt met de spoel- of zuigboormethode. De boor schraapt de grondlagen af terwijl water naar beneden gepompt wordt. Het water neemt de boorresten via het geboorde gat mee van beneden naar boven.

Hierna worden in het gat HDPE-buizen geplaatst en onderling verbonden. De open ruimte rond de sonde wordt hierna terug opgevuld met een thermische vulling. Dit wordt gedaan om te vermijden dat verschillende waterlagen met elkaar in contact komen.

De sondes zijn meestal parallel of in Tichelman met elkaar verbonden. De circulatiepomp wordt gestuurd door de warmtepomp en wordt geselecteerd in functie van het nodige debiet en leidingverliezen. Een voorbeeld van een drukverliesberekening wordt gegeven in het boek “Code Van Goede Praktijk voor de toepassing van warmtepompsystemen in de woningbouw”.

2. Warmtebron met horizontale boringen

Deze warmtewisselaars bestaan uit een netwerk van buizen geplaatst op een diepte van 1m of meer, met andere woorden onder de vorstgrens. De temperatuur van de bodem is op deze diepte sterk afhankelijk van de buitentemperatuur.

In de winter, bij de grootste warmtebehoefte, zal de brontemperatuur bijgevolg lager zijn. Regeneratie van de bodem vindt pas op het einde van het stookseizoen plaats, maar deze gebeurt wel veel sneller dan bij het verticale type. De regeneratie van de bodem vindt hier sneller plaats door invloed van zon en regen.

Dit type warmtebronnen worden zeer zelden toegepast bij niet residentiële gebouwen. De belangrijkste reden hiervoor is meestal plaatsgebrek.

3. Warmtebron met grondwater

In de ondergrondse waterlagen heeft het water een constante temperatuur van 10 à 14°C. Bij voldoende grondwaterstroomdebiet zal de onttrekkingtemperatuur niet dalen in de tijd.

De COP van de warmtepomp blijft bijgevolg hoog en nagenoeg constant. Het water wordt opgepompt door een onderwaterpomp en gaat via de warmtepomp terug naar de retourput. De pompput is identiek aan een klassieke waterput. Onderaan is een filterelement omstort met filterzand waarlangs het water de put kan binnendringen.

Water terugpompen is moeilijker dan oppompen. Daarom heeft een retourput een zo lang mogelijk filtergedeelte. Ook de boordiameter ter hoogte van het filterelement moet zo groot mogelijk zijn. Soms is het zelfs noodzakelijk meerdere retourputten te boren. De kwaliteit van het grondwater is essentieel voor de levensduur en werking van de installatie.

Het grondwater wordt immers bij een bepaalde druk opgepompt. Als de druk zou dalen tot atmosferisch niveau, k omt de opgeloste zuurstof vrij. Kalk en ijzer in het water kunnen dan afzettingen en verstoppingen veroorzaken in de leidingen, de warmtewisselaar en de putten zelf.

Het vermogen van de waterpomp bepaalt voor een groot stuk mee het energetisch rendement van het totale systeem, de zogenaamde SPF (seasonal performance factor). Hoe kleiner het systeem hoe meer invloed deze pomp heeft op het SPF (rendement) van het systeemsysteem. Daarom worden open bronnen niet aanbevolen bij kleine installaties.

Terug naar boven