Oppervlaktewater als warmtebron voor warmtepompen: voordelen, aandachtspunten en praktijkervaringen
De transitie naar duurzame energie is een belangrijk onderdeel van de toekomstige energievoorziening in de gebouwde omgeving. Tegen deze achtergrond speelt de warmtepomp een centrale rol. Vooral warmtepompen die gebruikmaken van oppervlaktewater (aquathermie) worden steeds vaker in overweging genomen. Dit artikel gaat in op de werking van warmtepompen met oppervlaktewater als bron, de voordelen en aandachtspunten, de kosten en praktijkervaringen uit de sector. Het doel is om een duidelijk overzicht te bieden voor eigenaren, bouwprofessionals en woningbouwers die overwegen om deze technologie in te zetten.
Hoe werkt een warmtepomp met oppervlaktewater?
Aquathermie is een vorm van water/water-warmtepomp die gebruikmaakt van oppervlaktewater zoals kanaal- of slootwater als bron voor warmte. In dit proces speelt de warmtewisselaar een centrale rol: deze onttrekt warmte uit het oppervlaktewater en levert deze aan de binnenunit van de warmtepomp. De binnenunit verwerkt deze warmte vervolgens om het woning- of pandverwarmingssysteem aan te drijven.
De warmtepomp werkt op basis van een open of gesloten systeem, afhankelijk van de manier waarop het water wordt gebruikt en teruggebracht naar de bron. Bij een open systeem wordt het water onttrokken en weer teruggestuurd naar het oppervlaktewater. Een gesloten systeem daarentegen gebruikt een gesloten circuit met een vloeistof die de warmte overbrengt. Bij aquathermie wordt meestal een gesloten systeem toegepast, waarbij het water niet wordt verplaatst, maar warmte overdraagt via een vloeistof.
Een belangrijk aspect van aquathermie is dat het water minstens 1,5 meter diep en stromend moet zijn. Dit is vanwege de nodige warmtecapaciteit en het vermijden van bevroren situaties rondom de warmtewisselaar. Bovendien moet het water natuurlijk of kunstmatig stromend zijn, zodat er voldoende energie uit kan worden gehaald zonder het wateroppervlak aan te tasten of de ecologie te verstoren.
Voordelen van aquathermie
Aquathermie biedt meerdere voordelen die het een aantrekkelijke keuze maken voor duurzame verwarming. Deze voordelen zijn zowel technisch als ecologisch gericht.
1. Efficiënte warmteopwekking
Warmtepompen met oppervlaktewater als bron werken zeer efficiënt. De specifieke warmtefactor (SPF) van deze systemen ligt rond de 4,0, wat betekent dat voor elke 1 kWh elektriciteit die de warmtepomp verbruikt, er ongeveer 4 kWh warmte wordt opgewekt. Dit maakt aquathermie een van de meest efficiënte vormen van warmteopwekking die momenteel beschikbaar zijn.
2. Geen buitenunit nodig
In tegenstelling tot lucht/water-warmtepompen, die meestal een buitenunit nodig hebben, zijn aquathermieinstallaties buitenunitloos. Dit heeft het voordeel dat er geen visuele impact is op de omgeving, geen geluidsoverlast van buitenunits en minder onderhoud nodig is.
3. Koelmogelijkheden in de zomer
Een warmtepomp met aquathermie kan ook worden gebruikt om in de zomer te koelen. Dit is mogelijk omdat in de zomer warmte uit de woning kan worden afgevoerd en teruggebracht naar het oppervlaktewater. In het geval van een open systeem helpt dit ook om de bron in balans te houden. Dit maakt aquathermie niet alleen geschikt voor verwarming, maar ook voor passieve koeltechnieken.
4. Duurzame energiebron
Aquathermie maakt gebruik van een gratis en duurzame energiebron: water. Het energiegehalte van oppervlaktewater is aanzienlijk en beschikbaar gedurende het hele jaar. Dit maakt het een aantrekkelijke optie in de weg naar CO₂-neutrale woningen.
5. Sectorkoppeling en klimaatdoelstellingen
Omdat aquathermie werkt op elektriciteit in plaats van gas, kan het een belangrijke bijdrage leveren aan sectorkoppeling, een strategie waarbij de elektriciteits- en verwarmingsmarkten met elkaar worden gecombineerd. Hierbij wordt het overschot aan duurzame elektriciteit (zoals van zonnepanelen of windmolens) gebruikt om warmtepompen aan te drijven. Dit helpt om het energienet niet te overbelasten en maakt aquathermie een sleuteltechnologie voor het behalen van klimaatdoelstellingen.
Aandachtspunten bij aquathermie
Hoewel aquathermie veel voordelen biedt, zijn er ook een aantal aandachtspunten die bij de implementatie worden genoemd. Deze punten gaan zowel over de technische aspecten, de kosten en de juridische voorwaarden.
1. Toestemming en regelgeving
Het gebruik van oppervlaktewater als warmtebron is vergunningplichtig en mag niet overal. De regelgeving is afhankelijk van de locatie en de soort water (natuurlijk of kunstmatig). In sommige gevallen is het nodig om een vergunning aan te vragen bij de waterschappen of de gemeente. Ook zijn er beperkingen qua toegang tot het water en de mogelijke invloed op de ecologie.
2. Hoog investeringsbedrag
Aquathermieinstallaties zijn relatief duur in vergelijking met andere vormen van warmtepompen. De kosten liggen rond de €15.000 tot €25.000, afhankelijk van de omvang van het systeem en de benodigde infrastructuur. Dit maakt het een investering die vooral geschikt is voor grote woningen, landhuizen, boerderijen of buurtniveausystemen, waar het warmteverbruik hoog is en het rendement over een langere periode dus gunstiger is.
3. Vraag naar hoge efficiëntie en isolatie
Omdat aquathermie een efficiënt systeem is, is het noodzakelijk dat de woning goed is geïsoleerd. De afgiftesystemen moeten ook lage temperaturen kunnen leveren, zoals bij een vloerverwarming of een warmtepompwarmtewisselaar. Dit betekent dat in bestaande woningen eventueel aanpassingen nodig zijn om het volledige potentieel van aquathermie te benutten.
4. Dimensionering en systeembalans
Het is belangrijk dat de warmtepomp goed wordt gededimensioneerd aan de hand van het warmteverlies van het pand. Dit zorgt ervoor dat het systeem optimaal werkt en geen onnodige energieverliezen optreden. Te kleine of te grote warmtepompen kunnen respectievelijk leiden tot onvoldoende verwarming of verhoogde elektriciteitskosten.
5. Extra infrastructuur voor warm tapwater
Als het systeem volledig elektrisch werkt (all-electric), is het nodig om een boilervat of buffervat aan te schaffen voor het opwekken van warm tapwater. Deze apparaten worden doorgaans in de woning geplaatst, dicht bij de warmtepomp, en moeten ondersteund worden door de draagconstructie van het huis (bijvoorbeeld het plafond of de vloer). Dit heeft invloed op de ruimtelijke inrichting en eventueel de structuur van het huis.
Praktijkervaringen met aquathermie
In de praktijk is aquathermie een bewezen technologie, vooral bij woningen en projecten die gelegen zijn aan het water. Een voorbeeld is het werk van Olaf Janssen van Balance d'eau, die ervaring heeft opgedaan met aquathermie in waterwoningen. Zijn ervaringen tonen aan dat het gebruik van oppervlaktewater als warmtebron kansrijk is, vooral voor woonboten en huizen aan het water.
Toch zijn er ook uitdagingen die tijdens de implementatie zijn opgedaan. Zo zijn de kosten hoger dan bij een lucht/water-warmtepomp, wat betekent dat het een serieuze investering is. Daarnaast is het belangrijk om zorgvuldig te kiezen voor de juiste locatie van de warmtewisselaar en te rekening houden met de ecologische impact op het water.
Toch blijft aquathermie een aantrekkelijke en duurzame oplossing, zowel voor individuele woningen als voor grotere projecten. Het is een technologie die zich goed ontwikkelt en steeds vaker in overweging wordt genomen, ook bij woningen die niet direct aan het water liggen, maar in de buurt van een geschikte bron.
Aquathermie in combinatie met andere energiebronnen
Een warmtepomp die oppervlaktewater gebruikt kan ook gecombineerd worden met andere duurzame energiebronnen, zoals zonnepanelen of geothermie. Dit kan leiden tot een meerduurzaam en efficiënt energiebeheer in het pand.
1. Zonnepanelen
De combinatie van aquathermie met zonnepanelen helpt om het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp te verlagen. Het stroomverbruik van een aquathermieinstallatie kan namelijk aanzienlijk zijn, en door dit te dekken met eigen zonnestroom, kan het energiebudget van het huis aanzienlijk worden verlaagd. Dit maakt het systeem niet alleen duurzamer, maar ook financieel aantrekkelijker.
2. Geothermie
In sommige gevallen kan aquathermie worden gecombineerd met geothermie (warmtepompen die gebruikmaken van de bodem). Dit is vooral interessant bij grote projecten of buurtniveausystemen, waar de warmtevraag hoog is. In dergelijke gevallen kan het combineren van open en gesloten systemen efficiënter werken, hoewel dit meestal zeer kostbaar is en niet geschikt is voor kleine woningen of lage warmtevraag.
Overweeg aquathermie bij het plannen van renovaties
Bij het ontwerpen of plannen van een renovatie of nieuwbouwproject is het verstandig om aquathermie in overweging te nemen, vooral als de woning in de buurt van een geschikte bron ligt. De voordelen van een efficiënt verwarmingssysteem, het verminderen van CO₂-uitstoot en het vermogen om ook te koelen in de zomer maken het een aantrekkelijke optie.
Bij het plannen van een renovatie is het echter ook belangrijk om de infrastructuur van het huis te beoordelen. Zoals eerder genoemd, is goede isolatie en een efficiënt afgiftesysteem een vereiste voor een goed functionerende aquathermieinstallatie. Bovendien is het nodig om te rekenen met eventuele aanpassingen aan de elektriciteitsaansluiting en de plaatsing van een boilervat of buffervat.
1. Juridische en ecologische aspecten
Een aquathermieinstallatie is vergunningplichtig en vereist overleg met waterschappen en gemeenten. Het is belangrijk om te controleren of het gebruik van het water in de buurt van de woning is toegestaan en of er beperkingen zijn op basis van ecologische of juridische redenen. Ook moet rekening worden gehouden met de mogelijke verstoordheid van het water door de warmtewisselaar.
2. Kosten en terugverdientijd
Hoewel aquathermie relatief duur is, kan de terugverdientijd afhankelijk zijn van het voormalige gasverbruik. In woningen met hoge gasrekeningen (bijvoorbeeld landhuizen of boerderijen) kan een aquathermieinstallatie zich op korte termijn loonbaar maken. In zo’n geval is het rendement van de investering gunstig en kan het een slimme keuze zijn voor de toekomstige energievoorziening.
Conclusie
Aquathermie is een belangrijke technologie in de overgang naar duurzame verwarming en klimaatneutrale woningen. Het biedt een efficiënt en duurzame manier om warmte op te wekken met behulp van oppervlaktewater. Tegelijkertijd zijn er aandachtspunten die bij de implementatie moeten worden genomen, zoals de vergunningverplichting, de investeringen, de noodzaak van goede isolatie en de combinatie met andere duurzame bronnen.
Voor zowel individuele woningen als grotere projecten kan aquathermie een waardevolle bijdrage leveren aan een duurzamere en efficiëntere energievoorziening. Het is een technologie die zich goed ontwikkelt en steeds vaker in overweging wordt genomen, vooral in projecten waar het water dichtbij is en waar de warmtevraag hoog is.
Bij het overwegen van aquathermie is het belangrijk om zorgvuldig te kijken naar de locatie van het pand, de beschikbaarheid van een geschikte bron, de financiële aspecten en de technische eisen van het systeem. Met de juiste voorbereiding en planning kan aquathermie een slimme en duurzame keuze zijn voor de toekomst.
Bronnen
Related Posts
-
Test en aankoop van warmtepompen: Wat is de beste keuze voor jouw huis?
-
Terugverdientijd warmtepomp: Berekeningen, subsidies en factoren die het bepalen
-
Terugverdientijd van een geothermische warmtepomp: factoren, rendement en investeringsanalyse
-
Terugverdientijd all electric warmtepomp: een overzicht en analyse
-
Terugverdientijd van een warmtepomp: factoren, subsidies en rendement
-
Afmetingen en keuze van buffervat voor een warmtepompinstallatie
-
Warmtepompboilers: Technologie, Voordelen en Aanbevelingen voor Zowel Huishoudens als Commerciële Toepassingen
-
Te weinig koudemiddel in warmtepomp: oorzaken, gevolgen en oplossingen