Boren voor warmtepomp: een expertgids voor optimale installatie
Het boren voor warmtepompinstallaties is een essentieel onderdeel van de uitvoering van een duurzame verwarmingsoplossing. Zowel voor een horizontaal als verticaal geothermisch systeem is het belangrijk om de juiste afmetingen en locaties van de boorgaten te bepalen. In dit artikel bespreken we de technische aspecten, benodigde berekeningen, mogelijke uitvoeringsmethoden en aandachtspunten bij het boren voor warmtepompen, alles gebaseerd op de beschikbare informatie uit betrouwbare bronnen.
Inleiding
Een warmtepomp haalt warmte uit de omgeving – in dit geval uit de grond – en gebruikt deze om een woning te verwarmen of te koelen. Daarvoor is het nodig om een zogenaamde bodembron aan te leggen, die bestaat uit een of meerdere boorgaten waarin geothermische sondes of horizontale buizensystemen zijn aangebracht. De efficiëntie en duurzaamheid van het systeem hangen sterk af van de kwaliteit van het boren en de juiste dimensionering van de bodembron.
In Nederland is het boren voor warmtepompen steeds populairder geworden, vooral bij de verduurzaming van bestaande woningen. Het proces vereist echter zorgvuldige planning en uitvoering, aangezien de grondtype, diepte en afstand tussen de boorgaten grote invloed hebben op de prestaties van de warmtepomp.
Hoeveel boorgaten zijn nodig?
Het aantal benodigde boorgaten hangt af van verschillende factoren, zoals de grootte van de woning, de isolatie, de warmtebehoefte en de thermische eigenschappen van de bodem. Voor een gemiddelde woning zijn meestal twee tot drie geothermische boringen nodig. In sommige gevallen kan dit aantal hoger uitvallen, afhankelijk van de situatie op locatie.
Bepaling van het benodigde vermogen
Het benodigde vermogen wordt bepaald op basis van de jaarlijkse warmtevraag, koellast en bodemgegevens. Een warmtepomp vereist een zogenaamde bron, waaruit warmte kan worden opgenomen. Deze bron moet in staat zijn om gedurende een lange periode – meestal 30 jaar – een stabiel vermogen te leveren.
Bijvoorbeeld: Als de warmtepomp een vermogen van 10 kW moet leveren en de Bétafactor van het systeem 0,8 is, dan is een broncapaciteit van 8 kW nodig. De overige 2 kW komt van de elektriciteitsvoorziening. Deze bron moet dus gedurende 2500 ‘vollast’ draaiuren per jaar een vermogen van minimaal 8 kW leveren.
Hoe diep moet er gegrófd worden?
De diepte van de boorgaten hangt af van de warmtecapaciteit van de grond. In Nederland ligt de gemiddelde opbrengst van een boorgat tussen 25 en 40 Watt per meter. Als er bijvoorbeeld een vermogen van 8000 Watt nodig is en de opbrengst per meter 40 Watt is, dan zijn 200 meter nodig. Dit kan bijvoorbeeld realiseren in twee boorgaten van 100 meter of vier boorgaten van 50 meter.
De diepte kan echter variëren afhankelijk van het type grond. Droge zandgrond levert bijvoorbeeld slechts 20 Watt per meter op, wat betekent dat in dat geval 320 meter geboord moet worden. Dit maakt duidelijk dat de lokale bodemtoestand van groot belang is bij de planning van het boren.
Uitvoering van het boren
Het boren voor warmtepompen kan op verschillende manieren worden uitgevoerd, afhankelijk van de omstandigheden en de benodigde diepte. De keuze tussen horizontale of verticale boringen houdt verband met de beschikbare ruimte en de thermische eigenschappen van de grond.
Verticale sondes
Verticale sondes worden geboord op een diepte van 40 tot 100 meter, afhankelijk van de benodigde warmtecapaciteit. Deze methode is geschikt voor situaties waar er weinig ruimte beschikbaar is, zoals bij woningen in bebouwde kom. De koelvloeistof in de sonde neemt warmte op uit de diepere grondlagen en brengt deze naar een warmtewisselaar. In het voorbeeld van een gemiddelde woning zijn twee verticale sondes van 100 meter meestal voldoende.
Horizontale collectoren
Horizontale collectoren worden aangebracht op een diepte van meestal 1,5 tot 2 meter en vereisen een grote oppervlakte. Deze methode is geschikt voor landerijen of nieuwbouwwoningen waar voldoende grondoppervlak beschikbaar is. Echter, bij bestaande woningen is deze methode vaak niet haalbaar.
Hamerboringen
In situaties waar harde geologische formaties aanwezig zijn, zijn hamerboringen geschikt. Deze methode garandeert een betrouwbaar resultaat in moeilijke bodemtoestanden. Het is echter een technisch ingewikkeldere methode en vereist ervaren specialisten.
Aandachtspunten bij het boren
Bij het plannen en uitvoeren van het boren voor een warmtepomp zijn een aantal aandachtspunten essentieel om een efficiënt en duurzaam systeem te garanderen.
Ruimte en toegankelijkheid
Het boren vereist voldoende ruimte en toegankelijkheid voor de graaf- en boormachines. Dit is vooral belangrijk bij bestaande woningen waar de ruimte beperkt is. Het is verstandig om tijdens de voorbereiding een grondonderzoek uit te voeren om mogelijke obstakels – zoals ondergrondse leidingen of funderingen – te identificeren.
Afstand tussen boorgaten
De boorgaten moeten minstens 7 meter van elkaar af staan om te voorkomen dat het thermische effect van de ene boring de andere beïnvloedt. Bij verticale sondes is deze afstand vaak voldoende, terwijl horizontale systemen grotere afstanden vereisen.
Proefboring
Als er bij een locatie geen vorige bodemgegevens beschikbaar zijn, kan een proefboring uitgevoerd worden. Deze boring geeft inzicht in de thermische eigenschappen van de grond en helpt om het benodigde aantal meters te berekenen.
Dimensionering van de bodembron
De juiste dimensionering van de bodembron is essentieel voor het prestatievermogen van de warmtepomp. De boormeester berekent, aan de hand van metingen en berekeningen, hoeveel meters nodig zijn voor een stabiele warmteopbrengst.
De opbrengst per meter varieert per grondtype. Voorbeelden:
- Droog sediment: 20 Watt/m
- Vast gesteente met water: 50 Watt/m
- Watervoerend zand: 55–65 Watt/m
- Klei: 30–40 Watt/m
- Kalksteen: 45–60 Watt/m
- Zandsteen: 50–65 Watt/m
- Basalt: 35–55 Watt/m
Het is belangrijk om deze cijfers te gebruiken bij het bepalen van het benodigde aantal meters.
Technische specificaties van bodembronnen
De bodembron bestaat uit een dubbele HDPE U-lus, die is gekoppeld met sondes in andere boorgaten. Deze lus is gevuld met een milieuvriendelijk antivriesmiddel en wordt gebruikt om warmte uitwisselen met de grond. De lus is meestal 25 mm in diameter.
Bij het ontwerp moet ook rekening gehouden worden met het gewicht van eventueel aan te brengen boilervaten of buffervaten. Deze moeten op een stevige draagconstructie worden geplaatst.
Combinaties en uitbreidingen
Bij grotere woningen of complexe energiebehoeften kan het combineren van gesloten en open systemen interessant zijn. Dit is echter relatief kostbaar en is meestal alleen haalbaar bij grotere systemen. Voor kleine warmtevragen is deze combinatie niet kosteneffectief.
Een alternatief is het combineren van een warmtepomp met zonnepanelen. Hiermee kan het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp worden gedeeltelijk of volledig gedekt, wat leidt tot een hogere energieautonomie.
Aanvullende aandachtspunten
Bij de installatie van een warmtepomp met bodembron zijn er een aantal technische en praktische aandachtspunten:
- Elektriciteitsaansluiting: Een warmtepomp verhoogt het elektriciteitsverbruik. In sommige gevallen is een verzwering van de aansluiting nodig, wat extra kosten met zich meebrengt.
- Scheidingswisselaar: Bij open systemen is een scheidingswisselaar nodig om vervuiling van het bronwater te voorkomen. Dit zorgt ervoor dat de warmtepomp niet in contact komt met eventuele vervuilingen.
- Glycoltoevoeging: In gesloten systemen wordt vaak een 10% glycoltoevoeging gedaan om bevriezing van de verdamper te voorkomen.
- Vermijd uitputting van de bron: Tijdens de zomermaanden kan warmte worden teruggevoerd in de bodem om de bron niet te overbelasten.
Uitvoering door gespecialiseerde partijen
Het boren en aanleggen van een bodembron is een technisch complexe taak die het beste uitgevoerd wordt door gespecialiseerde partijen. Deze partijen hebben ervaring met het bepalen van de benodigde meters, het uitvoeren van de boring en het aansluiten van de bodembron op de warmtepomp.
Een voorbeeld van zo’n partij is GWTR, die gespecialiseerd is in grond- en watersystemen en warmtepompen tot een capaciteit van 25 kW kan leveren. De bedrijven voeren boorwerkzaamheden uit in zowel land- als watersituaties en hebben certificeringen zoals BRL SIKB 2100 en ISO 9001.
Conclusie
Het boren voor een warmtepomp is een essentieel onderdeel van het opzetten van een duurzame verwarmingsoplossing. Het vereist een zorgvuldige planning en uitvoering, waarbij rekening gehouden moet worden met de lokale bodemtoestand, de benodigde warmtecapaciteit en de beschikbare ruimte. Door de juiste afstand tussen boorgaten, de diepte en het type grond in overweging te nemen, kan een efficiënt en duurzam systeem worden gerealiseerd.
De keuze voor verticale sondes of horizontale collectoren hangt af van de situatie op locatie. Het is verstandig om een boormeester in te schakelen om een nauwkeurige berekening en uitvoering te garanderen. Ook is het belangrijk om rekening te houden met eventuele aansluitingseisen, het elektriciteitsverbruik en de mogelijke combinatie met zonnepanelen.
Tijdens het proces is het ook belangrijk om proeven te doen, zoals een proefboring, om de bodemgegevens te bepalen en eventuele obstakels te voorkomen. Hierdoor kan het boren efficiënter en kosteneffectiever worden uitgevoerd.
In een tijd waarin duurzame energieoplossingen steeds belangrijker worden, is het boren voor een warmtepomp een waardevolle investering in de toekomst van een woning. Door het systeem goed te dimensioneren en uit te voeren, kan het leiden tot een aanzienlijke reductie van energiekosten en CO₂-uitstoot.
Bronnen
Related Posts
-
Goede berekening van warmtepompinstallatie voor maximale efficiëntie en comfort
-
Warmtepomp berekenen in Excel: Uitleg en toepassing voor energiezuinig verwarmen
-
Buffervat berekenen voor warmtepompinstallaties: maatwerk en rendement in de praktijk
-
Hoe bereken je de besparing bij een warmtepompinstallatie?
-
Benodigde Ruimte voor Warmtepompinstallaties: Een Gids voor Eigenaren en Bouwprofessionals
-
Belastingvoordeel bij aanschaf van een warmtepomp: voorwaarden, subsidiebedragen en praktische stappen
-
Atlantic Warmtepomp Handleiding: Uitleg over Inbedrijfstelling, Beheer en Ondersteuning
-
Handleiding voor de installatie en werking van warmtepompen en filters in zwembaden