Grond-water warmtepompen: werking, voordelen, nadelen en kosten

De transitie naar duurzame energie is in volle gang. In de woningbouw wordt er steeds meer aandacht besteed aan alternatieve verwarmingssystemen die het milieu minder belasten. Een grond-water warmtepomp is een van de meest efficiënte en duurzame opties op de markt. In dit artikel geven we een gedetailleerde uitleg over hoe een grond-water warmtepomp werkt, waarom deze een interessante keuze kan zijn, en welke factoren je als woningeigenaar moet overwegen bij een eventuele aanschaf.

Hoe werkt een grond-water warmtepomp?

Een grond-water warmtepomp maakt gebruik van de natuurlijke warmte die zich in de aardbodem bevindt. Deze warmtebron is betrouwbaar en beschikbaar gedurende het hele jaar, zelfs in de winter. Het systeem bestaat uit een aantal essentiële componenten, waaronder geothermische buizen (aardsondes of collectoren), een warmtepomp en een verwarmingssysteem (zoals vloerverwarming of radiatoren). Hieronder volgt een stapsgewijze uitleg van de werking:

1. Opname van aardwarmte

De grond-water warmtepomp maakt gebruik van een gesloten systeem van buizen, die ofwel horizontaal of verticaal in de grond zijn gelegd. Deze buizen bevatten een koelvloeistof, meestal een mengsel van water en antivries, die warmte uit de aarde opneemt.

• Horizontale systemen worden vlak onder het grondoppervlak gelegd en zijn ideaal wanneer er voldoende tuinruimte beschikbaar is.
• Verticale systemen bestaan uit diep geboorde gaten, waarin geothermische sondes worden geplaatst. Deze systemen zijn geschikt voor woningen met beperkte ruimte.

De warmte die wordt opgenomen uit de grond, is afhankelijk van de grondsoort. Leemachtige gronden zijn bijvoorbeeld aanzienlijk efficiënter dan zandgronden, omdat leem beter warmte kan opslaan en geleiden.

2. Transport van de warmte naar de warmtepomp

De opgenomen warmte wordt via het buizensysteem naar de warmtepomp gebracht. De warmtepomp bevindt zich meestal binnen de woning en bevat een compressor, twee warmtewisselaars (de verdamper en de condensor) en een circulatiepomp voor de koelvloeistof.

In de verdamper wordt de koelvloeistof verdampt, waarbij warmte uit de aarde wordt overgedragen. De verdampte vloeistof wordt vervolgens door de compressor samengeperst. Hierbij stijgt de druk en daarmee ook de temperatuur.

3. Opwaardering van de warmte

De opgewaardeerde warmte wordt overgedragen via de condensor, waar het verwarmingssysteem van de woning wordt opgewarmd. De warmtepomp kan zo zowel verwarming als sanitair warm water leveren.

4. Koelen in de zomer

Een uniek voordeel van een grond-water warmtepomp is dat het systeem in de zomer ook wordt omgekeerd om de woning te koelen. In deze modus wordt het warme water uit de woning afgevoerd naar de aardbodem, waar het de overtollige warmte afstaat aan de koelere bodemtemperatuur.

Voordelen van een grond-water warmtepomp

1. Duurzame verwarming

Een grond-water warmtepomp maakt gebruik van aardwarmte, een onuitputtelijke en duurzame energiebron. Tijdens de werking van het systeem ontstaan geen fijnstofemissies of CO₂-uitstoot. Daardoor draagt het bij aan de verduurzaming van de woning.

2. Hoog rendement

De bodemtemperatuur is gedurende het hele jaar vrij stabiel, ongeacht het weer. Hierdoor is de warmteopbrengst van een grond-water warmtepomp consistent en betrouwbaar. De COP (Coefficient of Performance), een maat voor het rendement, ligt rond de 4. Dat betekent dat voor elke kWh elektriciteit die wordt gebruikt, ongeveer 4 kWh aan warmte wordt gegenereerd.

3. Dubbele functie: verwarmen en koelen

Naast verwarming is een grond-water warmtepomp ook geschikt als airconditioning. In de zomer kan het systeem worden gebruikt om de woning te koelen door warmte af te voeren naar de aardbodem. Dit biedt een comfortabele leefomgeving gedurende het hele jaar.

4. Lange levensduur

De meeste onderdelen van een grond-water warmtepomp, zoals de buizen en de sondes, hebben een levensduur van 50 tot 100 jaar. De warmtepomp zelf heeft een levensduur van circa 20 jaar. Hierdoor is het een investering met een lange looptijd.

Nadelen van een grond-water warmtepomp

1. Hoge installatiekosten

Hoewel een grond-water warmtepomp op lange termijn aanzienlijk geld kan besparen, zijn de installatiekosten vrij hoog. Dit komt vooral door de grondboring die nodig is voor het plaatsen van de geothermische sondes. De kosten voor de boring kunnen variëren tussen € 4.000 en € 6.500, afhankelijk van de diepte en het aantal gaten dat geboord moet worden.

De totale kosten van een grond-water warmtepomp liggen gemiddeld tussen € 23.000 en € 27.000, inclusief BTW en installatie. Dit maakt het een duurdere optie vergeleken met luchtwarmtepompen.

2. Ruimte vereist

De installatie van een horizontaal buizensysteem vereist voldoende ruimte in de tuin. Woningen met een klein terrein of bebouwde percelen kunnen dit type systeem niet altijd gebruiken. In dergelijke gevallen is een verticaal systeem een betere keuze, maar dat kost aanzienlijk meer.

3. Voorwaarden voor optimalisatie

Een grond-water warmtepomp werkt optimaal in combinatie met een goed geïsoleerde woning en een efficiënt verwarmingssysteem, zoals vloerverwarming. In een oude woning met slechte isolatie kan het rendement van het systeem afnemen, wat resulteert in hogere energiekosten.

4. Moeilijkheid in het kiezen tussen warmtepompsoorten

Voor een woningeigenaar is het niet altijd eenvoudig om te kiezen tussen een grond-water warmtepomp en een luchtwarmtepomp. Beide systemen hebben hun eigen voordelen en nadelen, afhankelijk van de situatie van de woning en de financiële mogelijkheden.

Rendement en invloed van grondsoorten

Het rendement van een grond-water warmtepomp wordt beïnvloed door de samenstelling van de grond. In leemachtige gronden kan het rendement twee keer zo hoog zijn als in zandgronden. Dit komt doordat leem een betere warmtegeleiding heeft en dus efficiënter is in het opslaan en afgeven van warmte.

Ondanks deze variatie is het rendement gedurende het hele jaar vrij constant, omdat de bodemtemperatuur niet sterk beïnvloed wordt door het seizoen. Dit maakt het systeem betrouwbaar en geschikt voor zowel winterverwarming als zomerklimaatbeheer.

Kostenoverzicht

Een grond-water warmtepomp is een investering die aanzienlijk kan zijn, vooral vanwege de installatie- en grondboringkosten. Hieronder volgt een overzicht van de kosten:

De grondboring is de duurste factor bij de installatie. De hoogte van de kosten hangt af van het aantal gaten dat geboord moet worden en de diepte van de boring. Een groter vermogen van de warmtepomp vereist doorgaans meer gaten om het systeem optimaal te laten functioneren.

Subsidieopties

In Nederland zijn er meerdere subsidieopties beschikbaar voor de aanschaf en installatie van een grond-water warmtepomp. Deze subsidies zijn bedoeld om de overgang naar duurzame energie te faciliteren. De meest voorkomende subsidies zijn:

• Milieuprestatievergoeding: Deze vergoeding wordt verstrekt aan woningen die voldoen aan bepaalde duurzaamheidseisen.
• Energiebesparingssubsidie: Deze subsidie is bedoeld voor woningen waar energiebesparende maatregelen worden genomen.
• Stimuleringsprogramma warmtepompen: Dit programma biedt financiële ondersteuning voor het installeren van warmtepompen in nieuwbouw- of renovatiewoningen.

De beschikbaarheid en hoogte van subsidies kunnen variëren per jaar en per regio. Het is daarom belangrijk om bij de aanvraag van een subsidie rekening te houden met de actuele voorwaarden.

Toepassing in nieuwbouw versus renovatie

Een grond-water warmtepomp is vooral geschikt voor nieuwbouwprojecten. Dit komt doordat de installatie van het systeem tijdens de bouwfasen efficiënter en goedkoper is. Bij nieuwbouw kan het buizensysteem direct worden ingebed in de grond, terwijl bij renovaties vaak extra werkzaamheden nodig zijn om de ruimte voor de boringen en het systeem te creëren.

Daarnaast vereist een grond-water warmtepomp een goed geïsoleerde woning om optimaal te functioneren. In nieuwbouw wordt dit vaak standaard voldaan, terwijl bij een renovatie eventueel extra isolatiemaatregelen nodig zijn.

Conclusie

Een grond-water warmtepomp is een duurzame, efficiënte en betrouwbare oplossing voor de verwarming en koeling van een woning. Het maakt gebruik van aardwarmte, een onuitputtelijke energiebron, en biedt een hoge COP-waarde, waardoor het rendement aanzienlijk is. Bovendien heeft het systeem een dubbele functie: verwarmen in de winter en koelen in de zomer.

Toch zijn er ook nadelen aan verbonden. De installatiekosten zijn relatief hoog, vooral vanwege de grondboringen. Daarnaast vereist het systeem voldoende ruimte in de tuin of een verticaal systeem in geval van beperkte ruimte. Ook moet rekening worden gehouden met de grondsoort, want deze heeft invloed op het rendement.

Voor woningeigenaren die overwegen om te switchen naar een grond-water warmtepomp, is het verstandig om rekening te houden met de specifieke omstandigheden van de woning. Een duidelijke afweging van de voordelen en nadelen, evenals de beschikbaarheid van subsidies, is essentieel bij het nemen van een beslissing. Voor nieuwbouwprojecten is een grond-water warmtepomp een uitstekende keuze, maar voor renovaties kan een luchtwarmtepomp soms een betere optie zijn.

Bronnen

1. Bobex: Grond-water warmtepomp
2. Warmtepomp-gids: Grond-water warmtepomp
3. Viessmann: Grond-water warmtepompen
4. Verwarming-plaatsen: Grond-water warmtepomp
5. Viessmann: Werking grond-water warmtepomp