Grond/water-warmtepompen: Werking, voordelen en toepassing in woningen en gebouwen

Inleiding

Een grond/water-warmtepomp is een moderne verwarmingsoplossing die gebruik maakt van geothermische energie uit de bodem. Deze warmtepompen halen warmte op uit de grond of water en gebruiken deze om een woning of gebouw te verwarmen en warm water te leveren. Door de constante grondtemperatuur onder het aardoppervlak blijven grond/water-warmtepompen efficiënt werken, zelfs in de winter. Daarnaast zijn ze milieuvriendelijk en onderhoudsvriendelijk, wat ze een aantrekkelijke optie maakt voor zowel particulieren als professionals in de bouwsector.

In dit artikel bespreken we hoe grond/water-warmtepompen werken, de verschillende systemen zoals geothermische collectoren en sondes, en de voordelen van deze technologie. Daarnaast geven we inzicht in de toepassing in woningen en grotere gebouwen en leggen we uit waarom deze warmtepompen een duurzame oplossing zijn voor de toekomst.

Hoe werkt een grond/water-warmtepomp?

Een grond/water-warmtepomp werkt op een vergelijkbare manier als andere warmtepompen, maar gebruikt de grond of het water als warmtebron. Deze warmtebron is in tegenstelling tot luchtwarmtepompen het hele jaar door beschikbaar en heeft een constante temperatuur, waardoor de efficiëntie van het systeem hoger is.

Opbouw van het systeem

De warmtepomp zelf bevindt zich bovengronds en bevat meerdere essentiële componenten: - Compressor: Verantwoordelijk voor het comprimeren van de koelvloeistof. - Verdamper: Hier gebeurt de warmteoverdracht van de grond of het water naar de koelvloeistof. - Condensor: Hier wordt de warmte afgegeven aan het verwarmingssysteem.

De geothermische energie uit de bodem wordt opgehaald via een gesloten circuit. Dit circuit bevat een vorstbestendige en warmtegeleidende vloeistof die door een pomp continu stroomt. De vloeistof neemt warmte op uit de grond of het water en brengt deze naar de warmtepomp.

Geothermische collectoren en sondes

Er zijn twee hoofdmethoden om warmte uit de grond te halen: geothermische collectoren en geothermische sondes. Beide methoden gebruiken een gesloten systeem, waarbij de warmtegeleidende vloeistof thermische energie opneemt.

Geothermische collectoren

Geothermische collectoren worden net onder het grondoppervlak gelegd. Ze bestaan uit horizontale buizen die een groot oppervlak bevatten om zo veel mogelijk warmte op te nemen. Deze collectoren zijn geschikt voor locaties met voldoende grondoppervlak. Omdat de grond in de bovenste lagen in de winter kan bevriezen, is het belangrijk om een vorstbestendige vloeistof te gebruiken.

Geothermische sondes

Geothermische sondes worden verticaal of schuin in de grond geboord tot diepten van 40 tot 100 meter. Deze sondes halen warmte uit diepere lagen van de grond, waar de temperatuur het hele jaar door bijna constant is. Deze methode is vooral geschikt voor gebouwen met beperkte grondoppervlakte of voor projecten met hoge warmtebehoeften. Omdat boorgaten doorgaans verschillende grondwaterhoudende lagen doordringen, is een vergunning nodig voor het boren.

Het koelcircuit

Het koelcircuit is het functionele hart van de warmtepomp. De koelvloeistof verdampt in de verdamper, waarbij het warmte opneemt uit de grond of het water. De compressor comprimeert deze damp, waardoor de druk en de temperatuur stijgen. Vervolgens geeft de condensor de warmte af aan het verwarmingssysteem, bijvoorbeeld het cv-netwerk of de warmwaterboiler.

De efficiëntie van het systeem wordt beïnvloed door het temperatuurverschil tussen de warmtebron en de aanvoertemperatuur van het verwarmingssysteem. Hoe kleiner dit verschil, hoe efficiënter de warmtepomp werkt. Bijvoorbeeld: als de warmtebron 10 graden Celsius is en de aanvoertemperatuur van het verwarmingssysteem 30 graden Celsius, moet de compressor de vloeistof slechts 20 graden opwarmen. Dit resulteert in een lagere energieverbruik.

Voordelen van grond/water-warmtepompen

Grond/water-warmtepompen bieden een reeks voordelen, zowel op ecologisch als economisch vlak. Deze voordelen maken de technologie aantrekkelijk voor zowel particuliere woningen als grotere commerciële projecten.

Gratis warmtebron

Een van de belangrijkste voordelen is dat de warmtebron vrijwel gratis is. De enige energie die je moet aankopen, is de elektriciteit voor de compressor. Dit maakt de warmtepomp minder afhankelijk van traditionele energieleveranciers. Daarnaast kan de energie voor de compressor gedeeltelijk of volledig worden opgewekt door fotovoltaïsche zonnepanelen, waardoor het systeem volledig duurzaam kan worden.

Efficiënte werking

De constante grondtemperatuur onder het aardoppervlak zorgt ervoor dat grond/water-warmtepompen efficiënt werken, zelfs in de winter. In tegenstelling tot luchtwarmtepompen, die minder efficiënt werken bij lage buitentemperaturen, blijft een grond/water-warmtepomp betrouwbaar functioneren. Dit maakt het systeem ideaal voor regio's met koele winters.

Zowel verwarmen als koelen

Grond/water-warmtepompen zijn niet alleen geschikt voor het verwarmen van woningen, maar kunnen in de zomer ook gebruikt worden om te koelen. Door de warmte uit het gebouw af te voeren naar de grond, wordt de inwendige temperatuur verlaagd. Dit maakt het systeem een duurzame oplossing voor zowel winter als zomer.

Milieuvriendelijk

Grond/water-warmtepompen produceren vrijwel geen CO₂-uitstoot, omdat ze geen fossiele brandstoffen gebruiken. Dit maakt ze een belangrijke bijdrage aan het behalen van klimaatdoelen. Daarnaast draagt de technologie bij aan sectorkoppeling, waarbij energie uit hernieuwbare bronnen wordt ingezet voor zowel elektriciteits- als verwarmingsdoeleinden.

Onderhoudsvriendelijk

Grond/water-warmtepompen zijn onderhoudsvriendelijk, omdat ze weinig bewegende delen bevatten. De geothermische collectoren of sondes zijn langdurig en vereisen weinig onderhoud. Dit zorgt voor een lage levenscykeldkosten en een langere levensduur van het systeem.

Overheidssubsidies

Het gebruik van grond/water-warmtepompen is vaak begeleid door aantrekkelijke overheidssubsidies. Deze subsidies maken het investeren in de technologie aantrekkelijker en zorgen ervoor dat de terugverdientijd van het systeem relatief kort is. De subsidies zijn vooral bedoeld om de overgang naar duurzamere verwarmingsoplossingen te bevorderen.

Toepassing in woningen en grotere gebouwen

Grond/water-warmtepompen zijn geschikt voor zowel particuliere woningen als grotere commerciële of industriële projecten. De keuze tussen geothermische collectoren of sondes hangt af van de beschikbare grondoppervlakte, de warmtebehoeften van het gebouw en de karakteristieken van de bodem.

Voor particuliere woningen

In particuliere woningen is de keuze tussen geothermische collectoren en sondes afhankelijk van de beschikbare grondoppervlakte. Voor woningen met voldoende grondoppervlak zijn collectoren vaak de meest kosteneffectieve oplossing. Voor woningen met beperkte grondoppervlakte of hoge warmtebehoeften zijn sondes de voorkeur. De installatie van het systeem wordt meestal uitgevoerd door een erkend installateur, die zorgt voor een correcte planning en uitvoering.

Voor grotere gebouwen

Voor grotere gebouwen, zoals kantoorgebouwen, hotels of scholen, zijn geothermische sondes vaak de meest geschikte oplossing. De diepere boorgaten kunnen meer warmte opnemen en zijn geschikt voor gebouwen met hoge warmtebehoeften. Bovendien nemen sondes minder grondoppervlak in en zijn ze makkelijker in te passen in bebouwde omgevingen.

Monovalente versus bivalente werking

Grond/water-warmtepompen kunnen zowel monovalent als bivalent worden gebruikt. Bij monovalente werking is de warmtepomp het enige verwarmingsapparaat in het systeem. Dit is mogelijk dankzij de constante en krachtige warmtebron uit de grond. Bij bivalente werking wordt de warmtepomp aangevuld met een bestaand verwarmingssysteem, zoals een gasfornuis of een houtkachel. Dit kan handig zijn tijdens piekmomenten, waarbij de warmtepomp extra ondersteuning nodig heeft om de gewenste temperatuur in de leefruimte te bereiken.

Ecologische en economische voordelen

Grond/water-warmtepompen bieden zowel ecologische als economische voordelen, waardoor ze een duurzame en aantrekkelijke oplossing zijn voor de toekomst.

Ecologische voordelen

• Nul CO₂-uitstoot: Aangezien grond/water-warmtepompen geen fossiele brandstoffen gebruiken, produceren ze vrijwel geen CO₂-uitstoot.
• Duurzame warmtebron: De grond is een bijna onuitputtelijke bron van warmte, die het hele jaar door beschikbaar is.
• Minder afhankelijkheid van fossiele brandstoffen: Door het gebruik van geothermische energie wordt de afhankelijkheid van traditionele energieleveranciers verminderd.

Economische voordelen

• Lage energiekosten: De warmte uit de grond is vrijwel gratis, waardoor de energiekosten van het systeem laag zijn.
• Korte terugverdientijd: Door de beschikbare overheidssubsidies en de lage energiekosten kan de investering in een grond/water-warmtepomp relatief snel terugverdiend worden.
• Lage onderhoudskosten: Grond/water-warmtepompen vereisen weinig onderhoud en hebben een lange levensduur.
• Toekomstbestendig: Grond/water-warmtepompen zijn toekomstbestendige systemen die goed zijn ingeschakeld in het kader van duurzame energieopwekking.

Conclusie

Grond/water-warmtepompen zijn een duurzame en efficiënte verwarmingsoplossing die gebruik maakt van geothermische energie uit de bodem. Door de constante grondtemperatuur blijven deze systemen het hele jaar door betrouwbaar werken, zelfs in de winter. De technologie biedt een reeks voordelen, zoals lage energiekosten, milieuvriendelijkheid en aantrekkelijke overheidssubsidies.

De keuze tussen geothermische collectoren en sondes hangt af van de beschikbare grondoppervlakte en de warmtebehoeften van het gebouw. Voor particuliere woningen is de keuze meestal afhankelijk van de beschikbare grond, terwijl grotere gebouwen vaak geothermische sondes gebruiken. De installatie van het systeem wordt meestal uitgevoerd door een erkend installateur, die zorgt voor een correcte en veilige uitvoering.

Grond/water-warmtepompen zijn een toekomstbestendige oplossing die bijdraagt aan de overgang naar duurzamere energieopwekking. De technologie draagt ook bij aan sectorkoppeling, waarbij energie uit hernieuwbare bronnen wordt ingezet voor zowel elektriciteits- als verwarmingsdoeleinden. Met de beschikbare overheidssubsidies en de lage energiekosten is een grond/water-warmtepomp een aantrekkelijke keuze voor zowel particulieren als professionals in de bouwsector.

Bronnen

1. Viessmann - Hoe werkt een grond/water-warmtepomp?
2. Viessmann - Grond/water-warmtepompen