Hoe werkt een warmtepomp met diepteboring? Uitleg, kosten en toepassing

Een warmtepomp met diepteboring, ook wel verticaal buizensysteem of geothermische warmtepomp genoemd, is een efficiënte en duurzame manier om een woning te verwarmen en te koelen. Deze technologie maakt gebruik van de constante temperatuur van de aarde op grotere diepte als warmtebron. In dit artikel worden de werking, toepassing, voordelen en nadelen, kosten en regelgeving van warmtepompen met diepteboring in detail besproken. Het doel is om zowel eigenaren, ambachtslieden als bouwprofessionals een duidelijk overzicht te geven van deze duurzame verwarmingsoplossing.

Wat is een warmtepomp met diepteboring?

Een warmtepomp met diepteboring maakt gebruik van aardwarmte, die zich op ongeveer 40 tot 160 meter diepte in de grond bevindt. Aan deze diepte is de temperatuur van de grond en eventueel grondwater relatief constant, meestal tussen 10 en 12 graden Celsius. Deze stabiele warmtebron maakt het mogelijk om een woning efficiënt te verwarmen, ook in de wintermaanden, zonder dat er fossiele brandstoffen nodig zijn.

In tegenstelling tot een lucht-water warmtepomp, die de warmte uit de lucht haalt, maakt een warmtepomp met diepteboring gebruik van een verticaal buizensysteem dat via een diepteboring in de grond is aangelegd. Dit systeem zorgt ervoor dat de warmtepomp direct toegang heeft tot de constante aardwarmte, wat resulteert in een hoger rendement en minder energieverbruik.

Hoe werkt een warmtepomp met diepteboring?

De werking van een warmtepomp met diepteboring is vergelijkbaar met die van andere warmtepompen, zoals lucht-water of water-water systemen. Het verschil ligt in de bron van de warmte, die in dit geval uit de grond komt. Hieronder volgt een stappenplan van de werking van het systeem:

  1. Diepteboring en buizen:
    Een diepteboring wordt gemaakt op een diepte van 40 tot 160 meter. In deze boring wordt een buizensysteem aangelegd. Dit buizensysteem bestaat meestal uit een gesloten kringloop met een vloeistof (meestal een mengsel van water en glycol) die door de buizen wordt gepompt.

  2. Warmteopname uit de grond:
    De vloeistof in de buizen neemt warmte op uit de grond. Aangezien de temperatuur op deze diepte consistent blijft, is er altijd voldoende warmte beschikbaar om de warmtepomp te voeden.

  3. Verwarmen van het koudere vloeistofmengsel:
    De opgenomen warmte wordt overgedragen aan een koudere vloeistof (koelmiddel) via een warmtewisselaar. Het koelmiddel verdampt door de warmteopname.

  4. Compressie en verdamping:
    Het dampende koelmiddel wordt gecomprimeerd door een compressor, wat ervoor zorgt dat de temperatuur verder stijgt.

  5. Warmteoverdracht naar het verwarmingscircuit:
    Het verhoogde koelmiddel wordt via een tweede warmtewisselaar verder gecondenseerd, waarbij de warmte wordt afgegeven aan het verwarmingscircuit van de woning. Dit circuit kan een vloerverwarmingssysteem of radiatoren zijn.

  6. Rendement en efficiëntie:
    Aangezien de bronwarmte uit de grond consistent is, is het seizoensrendement van een warmtepomp met diepteboring hoger dan dat van systemen die afhankelijk zijn van de luchttemperatuur.

Waarvoor is een diepteboring nodig?

Een diepteboring is nodig bij een verticaal buizensysteem om toegang te krijgen tot de aardwarmte op grotere diepte. Dit in tegenstelling tot een horizontaal buizensysteem, dat op een diepte van 80 tot 100 centimeter ligt en daarom geen boring vereist.

De diepteboring maakt het mogelijk om een gesloten kringloop van buizen aan te leggen in de grond. Deze buizen zijn meestal gemaakt van HDPE (hoge-dichtheid polyethyleen) en zijn ontworpen om te functioneren gedurende jaren, zonder slijtage of lekken.

Bij een verticaal systeem wordt een diepteboring uitgevoerd met een diameter van meestal 150 tot 200 millimeter. De lengte van de boring hangt af van de benodigde warmtecapaciteit van de woning. Gemiddeld moet er tussen de 40 en 160 meter diep worden geboord. In sommige gevallen kunnen boringen zelfs tot wel 500 meter diep zijn, maar dit is meestal alleen geschikt voor industriële toepassingen, omdat de kosten daarbij aanzienlijk stijgen.

Voordelen van een warmtepomp met diepteboring

Er zijn verschillende voordelen aan het kiezen voor een warmtepomp met diepteboring:

1. Hoog rendement en seizoensvastheid

De aardwarmte op grotere diepte is gedurende het hele jaar vrij consistent. Dit zorgt ervoor dat een warmtepomp met diepteboring een hoger rendement heeft dan systemen die afhankelijk zijn van de luchttemperatuur. In het stookseizoen is de aardwarmte bovendien warmer dan de luchttemperatuur, wat het rendement verder verhoogt.

2. Minimale ruimtebehoefte

Verticale boringen nemen weinig grondoppervlak in beslag in vergelijking met horizontale systemen. Dit maakt deze oplossing ideaal voor huizen met beperkte buitenruimte of bebouwde omgevingen.

3. Langdurige levensduur en onderhoudsvrij

De buizen in de grond zijn gemaakt van duurzame materialen en hebben een levensduur van 50 jaar of meer. Ook de warmtepomp zelf is ontworpen voor langdurig gebruik en vereist weinig onderhoud, wat tot lagere operationele kosten leidt.

4. CO₂-neutraal en duurzaam

Een warmtepomp met diepteboring produceert geen uitstoot van broeikasgassen tijdens het gebruik, zolang het systeem op duurzame elektriciteit draait. Dit maakt het een duurzame en milieuvriendelijke verwarmingsoplossing.

5. Stil in werking

Verticale warmtepompen zijn in de regel stil in werking, omdat de buizen in de grond zijn aangelegd en er geen buitenunit nodig is. Dit maakt het systeem geschikt voor woningen in dichtbevolkte gebieden.

Nadelen van een warmtepomp met diepteboring

Hoewel er veel voordelen zijn aan een warmtepomp met diepteboring, zijn er ook enkele nadelen:

1. Hogere installatiekosten

De installatiekosten van een warmtepomp met diepteboring zijn hoger dan die van een lucht-water warmtepomp. Dit komt voornamelijk door de kosten van de boring en het aankopen van een duurzame warmtepomp. De gemiddelde kosten van een diepteboring liggen tussen € 4.000 en € 6.500 per boring, afhankelijk van de diepte en het grondtype. De totale investering in een geothermische warmtepomp ligt tussen € 23.000 en € 27.000, inclusief boringen en installatie.

2. Geen subsidie op de boringen

Hoewel er subsidie beschikbaar is voor de aanschaf van een warmtepomp (zolang deze in de meldcodelijst van de ISDE staat en minimaal energielabel A++ heeft), is er geen subsidie beschikbaar voor de kosten van de boringen. Dit betekent dat de investering in de boringen volledig zelf moet worden gedaan.

3. Technische complexiteit

Het uitvoeren van een diepteboring vereist ervaring en expertise. Het is belangrijk om de boring uit te laten voeren door een erkende installateur of grondwerker, omdat fouten in het boringproces of het aansluiten van de buizen leiding kunnen gaan tot prestatieverlies of lekken.

4. Lange looptijd voor opbrengst

Vanwege de hoge investeringskosten is de terugverdientijd van een warmtepomp met diepteboring langer dan die van andere warmtepompsystemen. De loontijd hangt af van de energieprijs, het rendement van het systeem en de grootte van de woning.

Hoe diep moet je boren?

De diepte van de boring hangt af van het benodigde warmtevermogen van de woning. Voor een standaard woning is een diepte van 40 tot 160 meter meestal voldoende. In sommige gevallen kan het systeem dieper worden aangelegd, tot wel 500 meter, maar dit is meestal alleen voor industriële toepassingen van toepassing. De kosten van dergelijke diepe boringen zijn aanzienlijk hoger en het rendement van de warmtepomp verandert niet, omdat de aardwarmte op 160 meter al voldoende is om het systeem efficiënt te laten werken.

Boringstechnieken: Spoelboringen en Hamerboringen

Er zijn twee technieken die vaak worden gebruikt voor het uitvoeren van geothermische boringen:

1. Spoelboringen

Bij een spoelboring wordt gebruikgemaakt van boorvloeistof om de warmte en boorsels weg te voeren tijdens het boren. Deze methode is geschikt voor consistent grondmateriaal en levert een controleerbare en stabiele boring op. Spoelboringen zijn efficiënt en worden vaak gekozen in gebieden met stabielere grondlagen.

2. Hamerboringen

Bij hamerboringen wordt het boren gedaan met behulp van een boorkop die continu wordt geslagen, wat ervoor zorgt dat het grondmateriaal wordt vermalen en weggevoerd. Deze methode is geschikt voor lastiger grondsoorten, zoals rotsgesteenten of compacte klei. Hamerboringen zijn meestal iets duurder, maar ze bieden een betere controle in complexere grondomstandigheden.

De keuze voor de juiste boringstechniek hangt af van de grondsoort, de grondwaterspiegel en de gewenste diepte van de boring. Het is belangrijk om de boorkwaliteit te garanderen, omdat een onjuiste boring kan leiden tot verlies van efficiëntie of lekken in het buizensysteem.

Kosten van een warmtepomp met diepteboring

De totale kosten van een warmtepomp met diepteboring bestaan uit drie onderdelen:

  1. Kosten van de boring:
    Een grondboring voor een warmtepomp kost gemiddeld € 4.000 tot € 6.500 per boring. De kosten variëren afhankelijk van de diepte, het grondtype en de gebruikte techniek.

  2. Kosten van de warmtepomp:
    De aanschafprijs van een geothermische warmtepomp ligt tussen € 10.000 en € 15.000.

  3. Installatiekosten:
    De installatiekosten variëren afhankelijk van de grootte van de woning en de complexiteit van de installatie. Deze kosten liggen tussen € 5.000 en € 8.000.

Totale investering

De totale investering in een warmtepomp met diepteboring ligt tussen € 23.000 en € 27.000. Dit maakt het een van de duurste verwarmingsoplossingen op de markt, maar tegelijkertijd is het ook een van de meest efficiënte en duurzame systemen.

Subsidie en regelgeving

Een warmtepomp met diepteboring kan in aanmerking komen voor subsidie, mits het systeem in de meldcodelijst van de ISDE staat en minimaal energielabel A++ heeft. De subsidie dient meestal via de overheid of via energiebedrijven aan te vragen. Helaas komen de kosten van de boringen zelf niet in aanmerking voor subsidie. Dit betekent dat de investering in de boringen volledig uit eigen middelen moet komen.

Regels voor het gebruik van de bodem als warmtebron

Bij het gebruik van de bodem als warmtebron zijn er bepaalde regels en vergunningen nodig. In Nederland is het gebruik van diepteboringen voor warmtepompen gereguleerd door de grondwaterwet en de milieutechnische voorwaarden. Het is belangrijk om rekening te houden met de grondsoort, de grondwaterspiegel en eventuele milieueffecten. In sommige gevallen is een vergunning van de gemeente of het waterschap nodig voordat een boring kan worden uitgevoerd.

Toepassing en geschiktheid

Een warmtepomp met diepteboring is geschikt voor zowel particuliere woningen als commerciële gebouwen. Het is een goede keuze voor huizen met beperkte buitenruimte of in bebouwde omgevingen, omdat verticale systemen weinig grondoppervlak in beslag nemen. Bovendien is het systeem geschikt voor woningen in diverse grondsoorten, zolang er een stabiele grondtemperatuur aanwezig is.

Het is belangrijk om de juiste systeemafmeting te kiezen, gebaseerd op de warmtebehoefte van de woning. Een onderspecificeerd systeem leidt tot een lager rendement, terwijl een overdimensioneerd systeem onnodige kosten met zich meebrengt.

Samenvatting van de werking

De werking van een warmtepomp met diepteboring kan als volgt worden samengevat:

  1. Warmteopname uit de grond:
    De buizen in de grond opnemen warmte van de aarde.

  2. Verwarmen van het koelmiddel:
    De opgenomen warmte wordt overgedragen aan een koelmiddel, dat wordt verdampt.

  3. Compressie en verdamping:
    Het koelmiddel wordt gecomprimeerd, waardoor de temperatuur verder stijgt.

  4. Warmteoverdracht naar de woning:
    De warmte wordt afgegeven aan het verwarmingscircuit van de woning.

  5. Zet de cyclus af:
    Het koelmiddel krimpt en keert terug naar de grond, waar het opnieuw warmte opneemt.

Dit proces herhaalt zich continu, waardoor de woning continu warm kan worden gehouden.

Conclusie

Een warmtepomp met diepteboring is een efficiënte, duurzame en seizoensvaste verwarmingsoplossing die toegang krijgt tot de constante aardwarmte. Hoewel de investeringskosten hoger zijn dan bij andere warmtepompsystemen, levert het systeem op lange termijn aanzienlijke besparingen op energiekosten en heeft het een positief effect op het milieu.

De keuze voor een warmtepomp met diepteboring hangt af van de situatie van de woning, de beschikbare grondruimte en de financiële mogelijkheden. Het is belangrijk om de investering goed te plannen en uit te laten voeren door een ervaren installateur of grondwerker. Met de juiste keuze en installatie kan een warmtepomp met diepteboring jarenlang efficiënt en duurzaam dienst doen.

Bronnen

  1. warmtepomp-gids.nl/soorten/geothermische/diepteboring/
  2. bobex.nl/nl-nl/warmtepomp/soorten/verticaal/
  3. warmtepomp-gids.nl/soorten/geothermische/boringen/
  4. stiebel-eltron.nl/nl/services/FAQ/Hoe-diep-is-een-grondboring-voor-een-warmtepomp-en-hoeveel-kost-deze.html

Related Posts