Bodembronnen voor Warmtepompen: Uitleg, Voordelen, Aandachtspunten en Toepassing in het Woonhuis
De transitie naar duurzame energie in het woningbouw- en woningrenoveringsgebied is volop op gang. Een van de meest effectieve oplossingen voor het verwarmen van woningen is de geothermische warmtepomp. Deze maakt gebruik van de constante temperatuur van de aarde om energie op te wekken. Een belangrijk onderdeel van deze oplossing is de zogenaamde bodembron. In dit artikel wordt ingegaan op de werking van een bodembron bij een warmtepomp, de voordelen en aandachtspunten, en welke toepassingen geschikt zijn.
Wat is een bodembron bij een warmtepomp?
Een bodembron is een systeem van buizen of funderingspalen die in de grond zijn aangelegd en dienen als warmtebron voor een warmtepomp. Deze buizen vervoeren een vloeistof (meestal antivries) die warmte uit de grond opneemt en deze overdraagt aan de binnenunit van de warmtepomp.
Er zijn twee soorten bodembronnen: gesloten systemen en open systemen. Bij een gesloten systeem circuleert de vloeistof in een gesloten lus en geeft deze warmte op aan de warmtepomp. Bij een open systeem wordt water rechtstreeks uit een bron (zoals oppervlaktewater of grondwater) onttrokken, wordt warmte eruit gehaald, en wordt het water weer teruggestuurd naar de bron. Open systemen worden soms ook aangeduid als WKO-systeem (Water-Koel-Onttrekken).
De grond heeft vanwege de aardse straling en de lage temperatuurvariaties een constante temperatuur op een diepte van 100 meter rond de 10 tot 12 graden Celsius. Dit maakt de bodem een betrouwbare warmtebron.
Hoe werkt een bodem/water warmtepomp?
Bij een bodem/water warmtepomp wordt een buizensysteem horizontaal of verticaal in de grond aangelegd. De vloeistof die door de buizen stroomt, haalt warmte uit de grond en geeft deze af aan de binnenunit van de warmtepomp. Deze binnenunit vervolgens de warmte aan het verwarmingssysteem van het huis. Omdat de warmte uit een gesloten systeem komt, spreekt men ook van een gesloten systeem.
De warmtepomp maakt gebruik van het principe van warmteoverdracht. De vloeistof in de buis opneemt warmte uit de grond, deze wordt doorgegeven aan de warmtepomp, die het verder verwerkt en het opwarmt tot het vereiste niveau voor verwarming en warm tapwater.
Toepassing van funderingspalen als bodembron
Een relatief nieuwe toepassing van bodembrons is het gebruik van funderingspalen. Bij funderingsherstel of nieuwbouw kan een buizensysteem worden ingebracht in een funderingspaal. Deze buis fungeert dan als warmtewisselaar en is aangesloten op de warmtepomp. Deze aanpak is efficiënt, vooral in bestaande woningen, waar het aanleggen van een bodembron mogelijk problematisch is vanwege ruimte of grondomstandigheden.
Voordelen van een bodem/water warmtepomp
Er zijn verschillende voordelen aan het kiezen voor een bodem/water warmtepomp:
Efficiënt en duurzaam: Omdat de grond een constante temperatuur heeft, is de warmtepomp zeer efficiënt. De SPF (Seasonal Performance Factor) van een bodem/water warmtepomp is meestal rond de 4,0, wat betekent dat hij 4 kJ warmte levert per 1 kJ elektriciteit.
Koelen mogelijk: In de zomer kan het systeem ook gebruikt worden om te koelen. Het is namelijk belangrijk dat er in de zomer warmte weer wordt teruggebracht in de bron om de balans te bewaren. Dit zorgt ervoor dat de bron niet uitput en het systeem kan continu werken.
Geen buitenunit nodig: In tegenstelling tot lucht/water warmtepompen, heeft een bodem/water warmtepomp geen buitenunit nodig. Dit maakt het systeem geschikt voor woonomgevingen waar ruimte beperkt is of waar geluidshinder van buitenunits ongewenst is.
Langdurige levensduur: De buizensystemen en funderingspalen zijn duurzaam en hebben een lange levensduur. De units zijn onderhoudsvriendelijk en kunnen jarenlang betrouwbaar werken.
Subsidies en ecologische voordelen: Investeerders kunnen aantrekkelijke overheidssubsidies ontvangen. Bovendien draagt het systeem bij aan het verminderen van CO₂-uitstoot en het verlagen van het energieverbruik.
Aandachtspunten bij een bodem/water warmtepomp
Ondanks de voordelen zijn er ook belangrijke aandachtspunten om in overweging te nemen bij het kiezen voor een bodem/water warmtepomp:
Vergunningplichtig: Het aanleggen van een bodembron is vaak vergunningplichtig. Het is verplicht om dit te checken bij de gemeente of bodembeheerder. Niet in alle regio’s is het toegestaan om een bron aan te leggen.
Grondkenmerken: De samenstelling van de bodem speelt een grote rol in de efficiëntie van het systeem. Als bijvoorbeeld bij diepte van 100 meter alleen klei of droog zand zit, is het nut van het boren beperkt. In zulke gevallen is het beter om een andere oplossing te overwegen.
Lage temperatuur afgiftesystemen: Het verwarmingssysteem van het huis moet geschikt zijn voor lage temperatuur afgiftesystemen. Dat betekent dat een lage-temperatuur verwarming zoals een vloerverwarming of een luchtverwarming vereist is. De isolatie van het huis moet bovendien voldoende zijn om het warmteverlies te beperken.
Dimensionering: Het is belangrijk om de warmtepomp correct te dimensioneren aan de hand van het warmteverlies van het huis. Dit zorgt voor een optimale efficiëntie en voorkomt oververhitting of onvoldoende verwarming.
All-electric systeem: Bij een all-electric systeem is een boilervat nodig voor het aanmaken van warm tapwater. Dit boilervat wordt meestal naast de binnenunit geplaatst.
Invloed van het bodemprofiel op de installatie
Het bodemprofiel heeft een directe invloed op de keuze van het type bodembron en de diepte van de boringen. Bij een verticale bodemlus wordt een boring gemaakt van 25 tot 150 meter diep. Hoe dieper de boring, hoe meer warmte er uit de grond kan worden gehaald. Het is vaak efficiënter om één diepe lus aan te leggen dan meerdere ondiepe lussen. Dit is afhankelijk van de samenstelling van de bodem. Als bijvoorbeeld bij 30 meter alleen droog zand of steen zit, is het nut van diepe boringen beperkt.
Bij horizontale lussen ligt de buis lager in de grond, meestal tussen de 1,5 en 2 meter. Dit vereist meer oppervlakte, maar kan handiger zijn in bepaalde situaties.
Aansluiting van de bodembron op de warmtepomp
De bodembron wordt aangesloten op de warmtepomp via een verdeler. De verdeler moet bereikbaar zijn voor onderhoud en bijvullen van het systeem. Het handigst is om de verdeler in de technische ruimte van het huis te plaatsen. In gevallen van ruimtegebrek kan de verdeler ook in een put buiten worden geplaatst. Dit heeft het nadeel dat het vies wordt en ruimte inneemt. Een put met een verdeler is ongeveer 60 x 60 cm en geschikt voor maximaal zes bronnen, wat voldoende is voor een normaal woonhuis.
Koelen in de zomer
Het koelen in de zomer is een belangrijk aspect van het systeem, zowel voor het comfort van de bewoners als voor de balans van de bron. In de zomer kan de warmtepomp gebruikt worden om de woning te koelen. Deze warmte wordt weer teruggebracht in de bron, zodat het in de winter kan worden gebruikt voor verwarming. Dit zorgt ervoor dat de bron in balans blijft en niet uitput. Bij een open systeem, zoals een WKO-systeem of een warmtepomp met oppervlaktewater als bron, is deze balans minder relevant, omdat er water continu teruggestuurd kan worden.
Kostprijs en rendement
De investering in een bodem/water warmtepomp is relatief hoog, vooral door de boringen die gemaakt moeten worden. Een verticale bodembron kan kosten tussen € 15.000 en € 25.000, afhankelijk van de grootte van het huis en de diepte van de boringen. In vergelijking met aardgasrekeningen van € 200 tot € 300 per maand bij grotere woningen, is het een goede investering in de lange termijn. Het rendement van de warmtepomp is aantrekkelijk, met een SPF van 4,0.
Aandachtspunten bij open systemen
Open systemen, zoals een water/water warmtepomp, werken met grondwater of oppervlaktewater. Deze systemen zijn geschikt voor panden met een hoge warmtevraag en waar ook gekoeld moet worden. Het koelen in de zomer is nodig om warmte weer terug te brengen in de bron. Het voordeel van open systemen is dat ze zeer efficiënt zijn, maar ze vereisen een vergunning en zijn niet overal toegestaan. Bovendien zijn de investeringskosten hoger.
Subsidies en ecologische voordelen
Bij de keuze voor een geothermische warmtepomp zijn er aantrekkelijke subsidies beschikbaar vanuit de overheid. Deze subsidies compenseren een deel van de investeringskosten en maken de overgang naar duurzame energie financieel haalbaar. Daarnaast draagt een geothermische warmtepomp bij aan het verminderen van CO₂-uitstoot en het verlagen van energieverbruik. De ecologische voordelen maken het systeem een aantrekkelijke keuze voor wie een duurzaam huis wil bouwen of renoveren.
Keuze van een warmtepompmerk en installateur
De keuze van een warmtepompmerk en een installateur is van groot belang voor de prestaties en levensduur van het systeem. Een betrouwbare keuze is bijvoorbeeld Stiebel Eltron, een merk dat sinds 1973 warmtepompen produceert. Het systeem is bewezen in de praktijk en heeft een goede score qua rendement en betrouwbaarheid. Het is raadzaam om de installatie uit te laten voeren door een erkend installateur, zodat het systeem veilig en efficiënt werkt.
Samenvatting
Een bodem/water warmtepomp is een efficiënte en duurzame oplossing voor het verwarmen en koelen van woningen. Het maakt gebruik van de constante temperatuur van de aarde als warmtebron, waardoor het een betrouwbare en schone energiebron vormt. Het systeem vereist een goede voorbereiding, inclusief een correcte dimensionering, het kiezen van een geschikte bodembron, en het aanleggen van de boringen. De investering is relatief hoog, maar de langdurige rendementen en ecologische voordelen maken het een aantrekkelijke keuze. Voor homeowners, DIY-enthusiast en constructeurs is een bodem/water warmtepomp een slimme investering in de toekomst.
Conclusie
De bodem/water warmtepomp is een technologie die steeds meer aandacht krijgt in de transitie naar duurzame energie. Het systeem is efficiënt, betrouwbaar en ecologisch, en het maakt het mogelijk om zowel te verwarmen als te koelen. Door de juiste voorbereiding en samenwerking met een erkend installateur kan een dergelijk systeem een waardevolle toevoeging zijn aan een woning. Voor wie op zoek is naar een duurzame en energiezuinige verwarmingsoplossing, is een bodem/water warmtepomp een serieuze optie.
Bronnen
Related Posts
-
Koelen met een lucht-water warmtepomp: Werking, voordelen en toepassing in woningbouw
-
Lucht-water warmtepomp: COP, SCOP en rendement in de praktijk
-
Lucht-water warmtepomp: berekening van capaciteit en stroomverbruik
-
Lucht-water warmtepomp van 10 kW: Kosten, toepassing en voordelen
-
Lucht-lucht warmtepomp zelf installeren: mogelijkheden, risico’s en tips
-
Lucht-lucht warmtepomp in de winter: werking, onderhoud en rendement
-
Lucht-lucht warmtepomp vloermodel: een slimme keuze voor comfort en efficiëntie
-
Lucht-lucht warmtepomp of airco: Wat past het beste bij jouw woning?