Horizontale warmtepomp: lengte, uitvoering en efficiëntie in de praktijk

Published by Redactie on september 30, 2025 | Category warmtepomp

Een horizontale warmtepomp is een duurzame energieoplossing die steeds vaker wordt gekozen als alternatief voor verticale diepteboringen, met name in gebieden waar boorrestricties gelden of waar het grondoppervlak voldoende groot is. In dit artikel wordt een gedetailleerde beschouwing gegeven over de lengte en uitvoering van een horizontale warmtepompbron, afgestemd op de technische en praktische gegevens uit betrouwbare bronnen. We kijken naar de invloed van bodemtype, benodigde oppervlakte, technische specificaties en het rendement van het systeem.

Wat is een horizontale warmtepomp?

Een horizontale warmtepomp maakt gebruik van een horizontaal captatienet, ook wel een "horizontale bron" genoemd. Dit is een netwerk van buizen dat wordt ingegraven op een diepte van 1 tot 2 meter in de grond. Door deze buizen vloeit een mengsel van antivries en water, dat de warmte uit de grond opvangt en transporteert naar een warmtepompinstallatie. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt voor het verwarmen en eventueel het koelen van een woning.

In tegenstelling tot een verticale diepteboring, waarbij buizen op grote diepte (200 tot 300 meter) worden aangebracht, vereist een horizontale bron een aanzienlijk grondoppervlak. De efficiëntie van het systeem is afhankelijk van factoren zoals het type bodem, de vochtigheid, de diepte van de buizen en de benodigde warmtelast van het huis.

Benodigde lengte en oppervlakte van de horizontale bron

De lengte van de horizontale bron hangt af van de warmtelast van het gebouw en de thermische eigenschappen van de grond. In de praktijk wordt rekening gehouden met een vermogen van 5 tot 10 watt per meter van buis. In droge zandige bodems kan dit vermogen lager zijn (10 tot 15 W/m²), terwijl vochtige zandige bodems efficiënter zijn (15 tot 20 W/m²).

Voor een typische woning die een warmtelast heeft van bijvoorbeeld 10 kW, zijn ongeveer 1000 meter buis nodig. Aangezien de buizen op een afstand van 0,5 tot 1 meter van elkaar worden aangelegd, betekent dit dat het benodigde grondoppervlak tussen de 250 en 500 vierkante meter kan liggen.

Bij de Sunliber captatie, een innovatieve oplossing, is de benodigde oppervlakte aanzienlijk kleiner: slechts 4 bij 1,6 meter voldoet voor een vermogen van meer dan 1,5 kW aan warmte en 1 kW aan koeling. Dit wordt bereikt door gebruik te maken van gepatenteerde lussen van 100 meter lengte in een 8-vorm, die efficiënter warmte kunnen opvangen in een klein oppervlak.

Invloed van bodemtype op de efficiëntie

De efficiëntie van een horizontale warmtepompbron wordt sterk beïnvloed door de samenstelling en vochtigheid van de grond. In de praktijk is een vochtige, zandige bodem aanzienlijk efficiënter dan een droog, zandig of leemrijk grondtype. Dit komt doordat vocht in de grond de warmtegeleiding vergroot.

De thermische eigenschappen van de bodem, zoals de warmtegeleidingscoëfficiënt en warmtecapaciteit, zijn van groot belang voor het ontwerp van het systeem. In de Hoogt en 't Zand, zoals beschreven in een lokale regelgeving, zijn deze waarden respectievelijk:

Warmtegeleidingscoëfficiënt bodem:
- De Hoogt: 2,15 W/mK
- 't Zand: 2,05 W/mK
Warmtecapaciteit bodem:
- De Hoogt: 2,48 MJ/m³K
- 't Zand: 2,43 MJ/m³K
Gemiddelde bodemtemperatuur: 10,5 °C

Deze parameters worden gebruikt om het ontwerp en de benodigde capaciteit van het bodemenergiesysteem te bepalen. Een hogere warmtegeleiding betekent dat de grond warmte sneller kan opnemen en afgeven, wat het systeem efficiënter maakt.

Diepte van de buizen

De buizen van een horizontale bron worden meestal op een diepte van 1 tot 2 meter ingegraven. In sommige gevallen kan deze diepte worden uitgebreid tot 10 meter, afhankelijk van de grondwaterstand. Buizen die in het grondwater liggen, hebben namelijk een hoger rendement omdat het water in de bodem beter warmte geleidt dan droog zand.

Bij droge grond is het noodzakelijk om een groter oppervlak aan te leggen om hetzelfde warmtevermogen te bereiken. Dit maakt het horizontale systeem in droge gebieden minder efficiënt dan in waterrijke regio’s.

Aanleg en uitvoering van een horizontale bron

De aanleg van een horizontale bron vereist zorgvuldige voorbereiding en planning. Het proces begint met een bodemanalyse, waarbij de samenstelling en vochtigheid van de grond worden bepaald. Vervolgens wordt een ontwerp gemaakt van het buizennetwerk, rekening houdend met de benodigde lengte, afstand tussen de buizen en de diepte van de gravingen.

Bij de aanleg van het systeem moet er rekening worden gehouden met de toekomstige bebouwing van het grondoppervlak. Het gebied boven de buizen mag bijvoorbeeld niet worden bestraten of geplant met bomen of diepwortelende struiken, omdat dit de warmteopname en de levensduur van de bron negatief kan beïnvloeden. Zonnestraling en regen zijn essentieel om de grond als energiebron in stand te houden.

Horizontale bron versus diepteboring

In regio’s waar boorrestricties gelden, zoals in waterwingebieden of gebieden met een hoge grondwaterbeschermingsstatus, is een horizontale bron vaak de enige haalbare oplossing. In andere situaties is een horizontale bron een goedkoper alternatief voor een verticale diepteboring. Het aannemen van een horizontale bron is over het algemeen minder kostbaar, maar vereist wel een groter grondoppervlak.

Een diepteboring is doorgaans efficiënter en compact, maar kan in sommige gevallen niet worden toegepast vanwege juridische beperkingen of ongunstige bodemvoorwaarden. In het kader van duurzame energieopwekking zijn beide opties geschikt, afhankelijk van de specifieke locatie en situatie.

Levensduur en onderhoud

Een horizontale warmtepompbron kan een levensduur van 50 jaar of meer hebben, mits het systeem correct is ontworpen en uitgevoerd. Tijdens de levensduur is het belangrijk om het systeem regelmatig te controleren op eventuele lekken, verstoppingen of slijtage van de buizen.

Het gebruik van milieuvriendelijke koelvloeistoffen en een goed ontworpen circulatiecircuitsysteem zorgt voor een lange levensduur en een stabiele prestatie. In sommige gevallen wordt een collectief systeem aangelegd, waarbij meerdere woningen met elkaar verbonden zijn aan één groter horizontaal captatienet. Dit is vooral rendabel in nieuwbouwprojecten en wanneer het grondoppervlak groot genoeg is.

Energieverbruik en rendement

De energieopwekking van een horizontale warmtepomp is afhankelijk van het seizoen en de warmtebehoefte van het gebouw. In de winter wordt warmte uit de grond onttrokken om het huis te verwarmen, terwijl in de zomer het systeem warmte uit het huis afvoert naar de grond om het te koelen.

Het rendement van de warmtepomp wordt uitgedrukt in SPF (Seasonal Performance Factor). Voor ruimteverwarming ligt dit rond 4,5, voor tapwater rond 2,7 en voor ruimtekoeling rond 20. Dit betekent dat de warmtepomp in de winter 4,5 keer zo veel warmte kan opwekken als de elektriciteit die het verbruikt.

De energieopwekking van het systeem kan ook worden berekend op basis van het aantal vollasturen per jaar. Voor het ontwerp van een horizontale bron wordt meestal uitgegaan van 2250 vollasturen, wat een kleine invloed heeft op de totale benodigde lengte van de bron.

Praktische overwegingen bij het kiezen voor een horizontale bron

Voordat men beslist om een horizontale bron te installeren, zijn er een aantal praktische overwegingen van belang:

Grondoppervlak: Er moet voldoende ruimte zijn om het horizontale captatienet aan te leggen. In bebouwde woonwijken of op kleinere perceelsoppervlakken kan dit een beperking zijn.
Toegang tot grond: De aanleg van de bron vereist een graving en kan enige tijd duren. Het grondoppervlak moet daarna mogelijk worden hersteld of gecapitonneerd.
Bodemvoorwaarden: De samenstelling en vochtigheid van de grond bepalen de efficiëntie van het systeem. Een bodemanalyse is daarom een essentieel onderdeel van de voorbereiding.
Kosten: Hoewel de investering in een horizontale bron lager is dan in een diepteboring, zijn er kosten verbonden aan de bouw, de buizen en de aansluiting op de warmtepomp.
Looptijd van de investering: Door het hoge rendement van een warmtepomp met horizontale bron, is de looptijd van de investering doorgaans kort. In enkele jaren is de kostenbesparing meestal gunstig genoeg om de aankoopkosten te compenseren.

Conclusie

Een horizontale warmtepomp is een duurzame en efficiënte energiebron die in veel situaties een goede alternatief is voor een verticale diepteboring. De benodigde lengte van het captatienet hangt af van het grondoppervlak, de warmtelast van het huis en de thermische eigenschappen van de bodem. De efficiëntie van het systeem is aanzienlijk hoger in vochtige, zandige bodems dan in droge of leemrijke grond.

Bij de aanleg van een horizontale bron dient rekening te worden gehouden met de diepte van de buizen, de afstand tussen de leidingen en de toekomstige gebruiksplan van het grondoppervlak. Een goed ontworpen systeem kan jarenlang efficiënt werken en aanzienlijke energiekosten besparen.

Voor wie overweegt om over te stappen naar duurzame verwarming, is een horizontale warmtepomp een betrouwbare keuze, zeker in gebieden met boorrestricties of met een voldoende groot grondoppervlak.