Werking en Toepassing van een Water-Water Warmtepomp

Een water-water warmtepomp is een geavanceerd verwarmingssysteem dat warmte onttrekt aan grondwater om daarmee huizen en sanitair water te verwarmen. Omdat grondwater gedurende het hele jaar een vrij constante temperatuur heeft, is dit type warmtepomp bekend om zijn hoge rendement. Het is echter ook een investering die vaak ingrijpende werken vereist. In dit artikel wordt de werking van een water-water warmtepomp besproken, met aandacht voor technische processen, toepassingsmogelijkheden, vergunningen, en de rol van de bodemsamenstelling. Daarnaast wordt vergeleken hoe deze warmtepomp zich verhoudt tot alternatieven zoals lucht-water warmtepompen.

Hoe werkt een water-water warmtepomp?

De werking van een water-water warmtepomp is vergelijkbaar met die van andere warmtepompen, maar met het verschil dat de warmtebron in dit geval grondwater is. Het proces kan in meerdere stappen worden opgesplitst:

1. Warmte onttrekken aan de warmtebron

De warmtepomp haalt thermische energie uit grondwater. Dit gebeurt via een pompput, waaruit het water wordt opgepompt. Het water wordt vervolgens naar de verdamper van de warmtepomp gestuurd. In deze verdamper geeft het grondwater zijn warmte af aan een koelvloeistof. De koelvloeistof, die lage temperaturen al snel verdampt, zorgt voor de overdracht van warmte.

2. Temperatuur verhogen door compressor

De koelvloeistof, nu in gasvorm, wordt door een compressor samengeperst. Hierbij neemt zowel de druk als de temperatuur toe. Dit zorgt ervoor dat de warmte op een hogere temperatuur beschikbaar komt, geschikt om het huis te verwarmen.

3. Warmteafgifte via de condensor

De opgewarmde damp komt in een condensor terecht. In de condensor geeft de damp zijn warmte af aan het verwarmingsnetwerk van de woning. Dit kan bijvoorbeeld via een warmtewisselaar gebeuren, die de warmte verder transporteert naar de radiatoren of vloerverwarming.

4. De cyclus start opnieuw

Na de warmteafgifte verlaagt een expansieventiel de druk van de damp. Hierdoor koelt de damp af en verandert deze weer in vloeistof. De cyclus kan nu opnieuw beginnen.

Dit proces is cyclisch en herhaalt zich zolang er grondwater beschikbaar is om warmte uit te halen.

Constructieve aspecten: pompput en retourput

Bij de installatie van een water-water warmtepomp worden twee putten gemaakt: een pompput en een retourput (ook wel lozingsput genoemd). Deze putten zijn essentieel voor het functioneren van het systeem:

• Pompput: Hieruit wordt het grondwater opgepompt en naar de warmtepomp gebracht.
• Retourput: Het afgekoelde water wordt hier weer in de bodem teruggestuurd.

De diepte van deze putten varieert tussen 25 en 160 meter, afhankelijk van de bodemsamenstelling en de locatie. Hoe dieper de putten geboord worden, hoe minder de temperatuur van het grondwater wordt beïnvloed door de buitentemperatuur. De diepte van de boringen is daarom een belangrijke factor bij het bepalen van het rendement van de warmtepomp.

De keuze voor de diepte wordt vaak gemaakt door een ervaren installateur of technisch bureau, die rekening houdt met de hydrologische situatie van de bodem. In sommige gevallen kan het ook nodig zijn om verticale boringen te maken, die tot wel 100 meter diep kunnen gaan.

Toepassing en geschiktheid

Hoewel een water-water warmtepomp op papier een hoog rendement biedt, is het niet geschikt voor alle situaties. De installatie vereist namelijk ingrijpende grondwerken, waardoor het meestal geplaatst wordt bij:

• Nieuwbouwprojecten
• Grondige energetische renovaties
• Vrijstaande woningen

In bestaande woningen, vooral die met een slechte isolatiegraad, kan het rendement van een water-water warmtepomp minder effectief zijn. In dergelijke gevallen wordt vaak een hybride warmtepomp aanbevolen. Deze combineert een warmtepomp met een traditioneel verwarmingssysteem, waardoor de benodigde investering lager is en het systeem aanpasbaar is aan de bestaande situatie.

Een ervaren warmtepompinstallateur is essentieel bij de keuze van het juiste type warmtepomp. Op basis van de specifieke kenmerken van de woning en de omgeving kan hij bepalen of een water-water warmtepomp de meest geschikte oplossing is.

Vergunningen en juridische voorwaarden

Bij de installatie van een water-water warmtepomp kunnen bepaalde juridische voorwaarden van toepassing zijn. De vereisten variëren afhankelijk van het type woning en de mate van ingrijpen in het milieu. De volgende situaties vragen vaak om een vergunning:

• Grote drijfkracht: Als de warmtepomp een totaal vermogen heeft van meer dan 200 kW, is een vergunning vereist.
• Geothermische warmtepomp met verticale boringen: In sommige gevallen is een milieuvergunning nodig, afhankelijk van wettelijke dieptecriteria en de grondwaterhuishouding.
• Gebruik van gevaarlijke stoffen: Wanneer een horizontale of verticale bodemwarmtewisselaar een warmtedragend medium bevat dat gevaarlijke stoffen bevat (bijvoorbeeld een mengsel van water en glycol), is een vergunning vereist.

Het is daarom belangrijk om voor de installatie van een water-water warmtepomp rekening te houden met de juridische aspecten. Hierbij kan een installateur of gemeentelijke dienst van dienst zijn.

Voordelen van een water-water warmtepomp

De water-water warmtepomp biedt verschillende voordelen, waardoor het een aantrekkelijke keuze kan zijn voor bepaalde situaties:

• Hoog rendement: Omdat het grondwater gedurende het jaar een vrij constante temperatuur heeft, is het rendement van een water-water warmtepomp vaak hoger dan dat van een lucht-water warmtepomp.
• Duurzame opwarming: Een water-water warmtepomp maakt gebruik van hernieuwbare energiebronnen en produceert weinig CO₂.
• Toepasbaar voor zowel verwarming als sanitair water: Deze warmtepomp is uitgerust met een voorraadvat voor het opslaan van warm water, waardoor het een veelzijdige oplossing is.
• Lange levensduur: Een goed geïnstalleerde water-water warmtepomp kan meerdere decennia meegaan.

Nadelen van een water-water warmtepomp

Hoewel de water-water warmtepomp veel voordelen biedt, zijn er ook nadelen die in overweging genomen moeten worden:

• Hoog investeringsbedrag: De installatie vereist ingrijpende grondwerken, zoals boringen en het leggen van putten. Dit maakt het een relatief dure investering.
• Afhankelijkheid van de bodemsamenstelling: Het rendement van de warmtepomp kan sterk variëren afhankelijk van de hydrologische omstandigheden van de bodem.
• Beperkte toepassing in bestaande woningen: In bestaande woningen kan het niet altijd verstandig zijn om een water-water warmtepomp te installeren. In dergelijke gevallen kan een hybride warmtepomp een betere oplossing zijn.

Vergelijking met een lucht-water warmtepomp

Een lucht-water warmtepomp onttrekt warmte uit de buitenlucht, in plaats van uit grondwater. De werking is vergelijkbaar, maar er zijn belangrijke verschillen:

De keuze tussen een water-water en een lucht-water warmtepomp hangt dus af van meerdere factoren, waaronder het budget, de beschikbare ruimte, en de specifieke verwarmingsbehoeften van de woning.

Samenwerking met zonnepanelen

Een water-water warmtepomp kan goed samwerken met zonnepanelen. Aangezien de warmtepomp op elektriciteit werkt, kan het elektriciteitsverbruik worden gedeeltelijk of volledig gedekt door zonnestroom. Sommige warmtepompmodellen zijn zelfs “Smart Grid Ready”, wat betekent dat ze slim kunnen omgaan met de opgewekte elektriciteit. Het systeem stuurt de warmtepomp automatisch aan op basis van de prestaties van de zonnepanelen en optimaliseert zo het energieverbruik.

Conclusie

Een water-water warmtepomp is een geavanceerd en duurzaam verwarmingssysteem dat warmte onttrekt aan grondwater. Door de constante temperatuur van grondwater biedt deze warmtepomp een hoog rendement, vooral in vrijstaande woningen en nieuwbouwprojecten. De installatie is echter een ingrijpende investering, die aandacht verdient voor de bodemsamenstelling en de juridische voorwaarden. In bestaande woningen kan een hybride warmtepomp een betere oplossing zijn. De keuze tussen een water-water en een lucht-water warmtepomp hangt af van meerdere factoren, waaronder het budget, de beschikbare ruimte, en de verwarmingsbehoeften. Samen met zonnepanelen kan een water-water warmtepomp een efficiënt en duurzaam systeem vormen voor het verwarmen van woningen.

Bronnen

1. Warmtepomp Achterhoek
2. Warmtepompen Advies
3. Viessmann
4. Bobex
5. Verwarming Plaatsen
6. Vaillant