Berekening van het benodigde grondoppervlak voor een warmtepomp in de tuin

De keuze voor een warmtepomp als energiebron voor verwarming of koeling van een woning is steeds vaker voorbijkomend in de huidige bouw- en renovatiepraktijk. Een warmtepomp maakt gebruik van de opgeslagen warmte in de grond of het grondwater om een woning efficiënt te verwarmen en te koelen. Afhankelijk van de soort warmtepomp – horizontaal of verticaal – en de eigenschappen van de grond, kan het benodigde grondoppervlak aanzienlijk variëren. Voor een correcte installatie is het daarom van essentieel belang om het benodigde grondoppervlak nauwkeurig te berekenen.

In dit artikel wordt ingegaan op de factoren die bepalen hoe groot het grondoppervlak moet zijn voor een warmtepomp in de tuin. We bekijken de verschillende systemen, de invloed van de bodemstructuur en de relevante technische aspecten, met steun op actuele en betrouwbare informatie uit betrouwbare bronnen. Het doel is om duidelijkheid te scheppen voor eigenaren, projectontwikkelaars en installateurs die overwegen om een warmtepomp te installeren.

Wat bepaalt het benodigde grondoppervlak?

Het benodigde grondoppervlak voor een warmtepomp wordt bepaald door meerdere factoren, waaronder:

  • Het type warmtepomp (horizontaal of verticaal).
  • De warmtecapaciteit van de grond.
  • Het energieverbruik van de woning.
  • De diepte van de leidingen of boringen.
  • De vochtigheid en samenstelling van de grond.

In de praktijk is een horizontaal geplaatst systeem vaak aanzienlijk groter dan een verticaal systeem. Dit komt doordat horizontale systemen op een ondiepe diepte werken en daardoor een groter oppervlak nodig hebben om voldoende warmte op te nemen.

Horizontale systemen: groter oppervlak, lagere diepte

Bij een horizontale warmtepomp worden leidingen op een diepte van ongeveer 1 tot 1,5 meter in de grond gelegd. Deze leidingen vormen een netwerk dat warmte uit de grond opneemt. Het voordeel van horizontale systemen is dat de boringen relatief goedkoper zijn en minder technische inspanningen vereisen. Het nadeel is dat er een aanzienlijk grondoppervlak beschikbaar moet zijn.

Volgens de data uit de beschikbare bronnen is bijvoorbeeld een woning van ongeveer 150 m² gemiddeld al ruim 200 m² aan grondoppervlak nodig om een horizontale warmtepomp efficiënt te laten werken. Dit kan vooral lastig zijn op kleinere perceeltjes of in bebouwde kom.

Bovendien is de warmtecapaciteit van de grond van groot belang. Een droge leemgrond levert gemiddeld 20 tot 25 W/m² aan warmte, terwijl een vochtige leemgrond al 25 tot 30 W/m² kan opbrengen. Een grond met grondwater kan zelfs tot 30 tot 35 W/m² aan warmte leveren, wat het rendement van het horizontale systeem aanzienlijk verhoogt. Daarom is het essentieel om een grondonderzoek uit te voeren om de warmtegeleidbaarheid van de grond te bepalen.

Verticale systemen: minder grondoppervlak, diepere boringen

Verticale warmtepompen maken gebruik van aardsonden, diep geboorde buizen waarin een vloeistofmengsel van water en antivries circuleert. Deze systemen kunnen op een diepte van 40 tot 160 meter werken, afhankelijk van de benodigde warmtecapaciteit. Omdat de leidingen verticaal zijn geplaatst, is het benodigde grondoppervlak veel kleiner dan bij horizontale systemen.

Verticale systemen zijn daarom vooral geschikt voor woningen met kleine tuinen of in bebouwde kom. Ze bieden bovendien het voordeel van een constante bodemtemperatuur, wat het rendement gedurende het hele jaar stabieler maakt. Echter, de dieper geboorde boringen zijn aanzienlijk duurder en tijdrovender dan horizontale systemen.

Invloed van de grondvochtigheid en samenstelling

De vochtigheid en samenstelling van de grond hebben een directe invloed op het benodigde grondoppervlak. Een droge grond leidt minder warmte af, wat betekent dat een groter oppervlak nodig is om hetzelfde rendement te behalen. In tegenstelling daarmee is een vochtige grond in staat om meer warmte op te nemen, waardoor het benodigde grondoppervlak kleiner kan zijn.

Volgens de informatie uit de Nilan-gegevens is een vochtige en leemachtige bodem in staat om 25 tot 30 W/m² aan warmte te leveren, terwijl een grond met grondwater al tot 35 W/m² kan leveren. Dit maakt duidelijk dat een goede vochtigheid een belangrijk voordeel is bij de berekening van het benodigde grondoppervlak.

Een specifieke aanpak is mogelijk bij gebruik van een compacte captatieoplossing zoals de Sunliber captatie, waarbij een kleine oppervlakte (zoals 14 m²) op een diepte van 2 meter al in staat is om een vermogen van 3 kW aan verwarming en 2 kW aan koeling te leveren. Dit is mogelijk dankzij de hoge efficiëntie van de warmtepomp en het compacte ontwerp van het captatienet.

Warmtepomp en het grondoppervlak in de praktijk

Bij het installeren van een warmtepomp in de tuin is het essentieel om rekening te houden met de beschikbare ruimte en de toegankelijkheid van het perceel. Voor een horizontaal systeem is een vrij groot onverhard oppervlak nodig, dat niet beplant is en waar geen andere constructies op staan. Dit betekent dat het grondoppervlak vaak uitgebreider is dan de woning zelf.

In het geval van een verticaal systeem is minder ruimte benodigd, maar is de diepte van de boringen van groot belang. Hoe dieper de boringen, hoe hoger de kosten en hoe complexer de installatie. Het is daarom belangrijk om een uitgebreid grondonderzoek te laten uitvoeren, inclusief een monsteranalyse om de warmtegeleidbaarheid van de grond vast te stellen. Dit onderzoek helpt om de juiste maatregelen te nemen voor het benodigde grondoppervlak en de optimale diepte van de boringen.

Installatie door professionals versus DIY

Het aanleggen van een horizontaal captatienet is in theorie mogelijk als doe-het-zelfproject, maar vereist een behoorlijke hoeveelheid kennis en ervaring. Het is essentieel om samen te werken met een ervaren installateur, omdat een fout in de installatie het rendement van de warmtepomp negatief kan beïnvloeden.

Professionele installatie zorgt ervoor dat de leidingen op de juiste afstand van elkaar worden gelegd, dat de diepte overeenkomt met de berekening en dat het gehele systeem optimaal functioneert. Bovendien is het belangrijk om het grondonderzoek correct te interpreteren en de juiste maatregelen te nemen op basis van de resultaten.

Rendement en efficiëntie

Het rendement van een bodem-water warmtepomp is in de meeste gevallen aanzienlijk hoger dan dat van een conventionele verwarmingsinstallatie. Een horizontaal systeem kan bijvoorbeeld een COP (Coefficient of Performance) van 3 of hoger behalen, wat betekent dat er 3 kWh warmte wordt opgewekt voor iedere 1 kWh elektriciteit die wordt verbruikt. Een verticaal systeem biedt nog hogere rendementen, vooral in combinatie met een gesloten bron.

De efficiëntie van het systeem hangt echter ook af van het grondoppervlak. Een groter oppervlak kan meer warmte opnemen, wat het rendement verder kan verhogen. Het is daarom belangrijk om het grondoppervlak niet te klein te kiezen, zodat de warmtepomp op zijn best kan functioneren.

Benodigde grondoppervlak per vermogen

Voor een duidelijk overzicht is het mogelijk om een tabel op te stellen van het benodigde grondoppervlak per vermogen van de warmtepomp. Deze tabel kan gebruikt worden als richtlijn bij de berekening van het benodigde grondoppervlak.

Vermogen (kW) Benodigd grondoppervlak (horizontaal) Benodigd grondoppervlak (verticaal)
3 kW 14 m² 40 m²
5 kW 20 m² 60 m²
7 kW 30 m² 80 m²
10 kW 50 m² 100 m²
12 kW 70 m² 120 m²

Deze cijfers zijn richtlijven en kunnen variëren afhankelijk van de warmtecapaciteit van de grond, de diepte van de leidingen of boringen en het type warmtepomp. Het is daarom altijd aan te raden om een uitgebreid grondonderzoek te laten uitvoeren en de berekening uit te voeren op basis van de specifieke omstandigheden van het perceel.

Conclusie

Het benodigde grondoppervlak voor een warmtepomp in de tuin hangt af van meerdere factoren, waaronder het type warmtepomp, de warmtecapaciteit van de grond en de energiebehoefte van de woning. Een horizontaal systeem vereist een aanzienlijk groter grondoppervlak dan een verticaal systeem, maar is vaak goedkoper en eenvoudiger in de uitvoering. Een verticaal systeem is juist efficiënter en biedt een constanter rendement, maar vereist diepere boringen en is duurder.

Het is daarom essentieel om een grondonderzoek uit te voeren om de warmtegeleidbaarheid van de grond vast te stellen. Dit onderzoek helpt bij het bepalen van het benodigde grondoppervlak en bij het kiezen van het juiste type warmtepomp. Bovendien is het belangrijk om samen te werken met een ervaren installateur om ervoor te zorgen dat de installatie correct wordt uitgevoerd en dat het systeem optimaal functioneert.

Door rekening te houden met de relevante factoren en richtlijnen te volgen, is het mogelijk om een efficiënt en duurzamere verwarmingsinstallatie te realiseren die optimaal aansluit bij de specifieke omstandigheden van het perceel en de woning.

Bronnen

  1. Bodemwarmtepomp laten plaatsen
  2. Gesloten en open bronnen
  3. Aardwarmte en warmtepompen
  4. Water-water warmtepompen
  5. Geothermische collectoren

Related Posts