Aardwarmtekorf-gestuurde lucht-waterwarmtepompen: Efficiëntie en toepassingen voor duurzame woningbouw

Aardwarmtekoren, ook bekend als grondwarmtecollegers, vormen een fundamentele basis voor diverse warmtepomsystemen, waaronder water-water en lucht-water warmtepompen. Deze oplossingen bieden een duurzame en energie-efficiënte manier om woningen te verwarmen, af te koelen en warm tapwater te leveren. In dit artikel bespreken we de kernkenmerken, voordelen en toepassingsmogelijkheden van aardwarmtekorven in combinatie met lucht-water warmtepompen, met een nadruk op technologische ontwikkelingen en praktische voorbeelden zoals het Nilan Compact P AIR 9-systeem en de PVT-panelen van Triple Solar en anderen.

Wat is een aardwarmtekorf en hoe werkt het?

Een aardwarmtekorf of bodemcollector is een ondergronds systeem dat warmte uit de aardbodem opwekt om die te gebruiken in een warmtepompsysteem. De grond behoudt in het algemeen een constante temperatuur, ongevoelig voor de weeromstandigheden boven de oppervlakte. Door een gesloten loopbuis met een warmtedragervloeistof (vaak een mengsel van vloeistof en antivries) door de aardbodem te leiden, kan warmte opgehaald worden. Dit gebeurt in de vorm van een gesloten bodemcollector die uit horizontale of verticale buizen bestaat, afhankelijk van de beschikbare ruimte.

De basisprincipe is dat dergelijke systemen water-water warmtepompen kunnen aandrijven door de gestuurde onttrekking van warmte uit het subtropische milieu van de aardbodem. Deze warmte wordt daarna op een hogere temperatuur gebracht, waarna het nuttig kan worden gebruikt voor verwarming, koeling of tapwater. De lucht-water warmtepomp, als variant van de water-water warmtepomp, gebruikt de aardbodem als secundaire warmtebron in combinatie met warmte uit de buitenlucht.

Een belangrijke technologische ontwikkeling hierbinnen is de monoblock-uitvoering, waarbij verdamper, condensor en compressor direct geïntegreerd zijn in de buitenunit. Dit zorgt niet alleen voor een compacte oplossing, maar ook voor eenvoudige installatie zowel voor ervaren installateurs als die zonder F-gassen-certificering. Dit is mogelijk bij systemen zoals de Nilan Compact P AIR 9 buitenunit, die gebruikmaakt van invertergestuurde technologie voor efficiënte modulatie van warmteproductie.

De voordelen van aardwarmtekoren met lucht-water warmtepompen

De combinatie van een aardwarmtekorf en een lucht-water warmtepomp biedt een aantal aanzienlijke voordelen, zowel vanuit het oogpunt van duurzaamheid als van comfort en energiebesparing.

1. Betere efficiëntie ten opzichte van lucht-water systemen zonder bodemcollector

Lucht-water warmtepompen halen hun warmte direct uit de buitenlucht, wat in koud weer minder efficiënt werkt. Door de aardwarmtekorf te combineren met deze systemen, kan de warmtepomp profiteren van de constante grondwarmte, waardoor de efficiëntie en het energieverbruik verbeteren, zelfs bij lage buitentemperaturen.

In de aangehaalde bronnen wordt duidelijk dat systemen zoals de Nilan Compact P AIR 9 de buitenunit voor verwarming en koeling gebruiken, terwijl sanitair warmwater wordt geproduceerd via de binnenunit. Dit vermindert de belasting op de buitenunit en zorgt voor een liefst 40% langere levensduur van het systemenblok. Bovendien speelt dit een rol in de stille werking van de buitenunit.

2. Gecombineerde verwarming en koelfunctionaliteit

Een groot voordeel van moderne systeemuitvoeringen zoals lucht-water warmtepompen in combinatie met aardwarmte is hun omkeerbare werking. In de winter kunnen ze het huis verwarmen, in de zomer kunnen ze verwarming geven of het huis actief afkoelen, onder andere via vloer- of plafondkoeling.

De Nilan Compact P AIR 9 biedt bijvoorbeeld vloerkoeling als centraal afgifte systeem en past dit aan via balansventilatie met warmteterugwinning. Dit zorgt niet alleen voor een optimalisatie van luchtvochtigheid, maar ook voor een voelbaar comfortabele temperatuur tijdens warme dagen in het jaar. Dit functioneert als twin-systeem dat verwarming en koeling met hetzelfde apparaat regelt, aangevuld met energie-efficientie doordat de koeling automatisch wordt gereguleerd via invertertechnologie.

3. Slimme warmteterugwinning en sanitaire warmteproductie

Aangevuld met balansventilatie en integrated warmteterugwinning, zoals beschreven in de Nilan Compact P AIR 9, maakt deze aanpak het mogelijk om sanitair warm water te genereren zonder extra belasting op de buitenunit. De balansventilatie in de Compact P binnenunit zorgt voor een constante warmteproductie voor tapwater, zonder noodzaak van dagelijkse activering van de compressor. Hierdoor worden lagedrag en geluidsonderdrukking bereikt een aparte koelvloeistofcirculatie ontbreekt.

4. Betere thermische stabiliteit en kortere opwarmingstijden

De integratie van een aardwarmtekorf met lucht-water warmtepomptechnologie zorgt voor een betere thermische stabiliteit van het warmtepompsysteem. Door het gebruik van de aardbodem als bron, is er een constante basiswarmte-input die tijdens koud weer of nachtelijk kan worden gebruikt. Hierdoor is de opwarming van het centrale afgifte systeem zoals vloer- of radiatorenverwarming snelher tot stand gebracht ten opzichte van klassieke lucht-water warmtepompen.

Ligt hier sprake van toepasbaarheid in de praktijk?

1. Geschikt voor verschillende woningtypen

Dit type systeem is geschikt voor zowel eengezinswoningen als utiliteitsgebouwen, zoals scholen of kantoren, en biedt veelzijdigheid bij het kiezen van het afgiftesysteem.

Bij eengezinswoningen is er de mogelijkheid om vloerverwarming met lage distributiesystemen te combineren, oftewel te werken met lage temperatuur verwarmingscomponenten. Voldoende geïsoleerde woningen zijn hierbij een belangrijke voorwaarde, en de combinatie met een aardwarmtekorf betekent dat er een grotere warmtebron beschikbaar is voor de warmtepompapparatuur.

2. Koeling van het huis met lage warmteafgifte in zomer

Meten uitgevoerd bij systemen met een monoblock buiteneenheid en invertergestuurde compressoren zoalsNilan Compact P AIR 9 vertalen zich in een optimale koelcapaciteit zonder behoefte aan luidruchtige externe werking van de compressoren. Dergelijke systemen passen zich aan aan lager verwarmings- en koeltebehoeften doordat ze modulerend lopen, wat zorgt voor minder energieverbruik bij minder intensieve omstandigheden.

Toepassing van PVT-panelen in een aardwarmtekorf/warmtepompcombinatie

Een innovatieve oplossing die recent op de markt verscheen, zijn de zogenaamde PVT-warmtepomppanelen (photovoltaag-thermisch). Deze zonnepanelen combinatie zorgen voor zowel groene elektriciteit als duurzame warmte-opwekking. In combinatie met aardwarmtekorven en lucht-water warmtepompen kunnen ze de energievoorziening verder optimaliseren en aan het aardwarmtekorf worden gekoppeld via buffersystemen.

1. PVT-panelen als gevelthermische bron

Gevelthermische systemen met PVT-panelen kunnen worden toegepast in combinatie met aardwarmtekorf-systemen. Ze onttrekken warmte zowel van zonnestraling als van de buitenlucht, onafhankelijk van korte zonsinval. Dit maakt ze geschikt als aanvullende warmtebron vooral in zomerse conditions, waarin de warmtepomp op lucht- en bodemwarmte zou kunnen falen. Hierdoor kunnen maximale koelinvoed even als temperatuurregulering worden gehandhaafd.

2. Gebruik van buffers als energieglobalsysteem

Wanneer de PVT-panelen meer warmte genereren dan nodig is, kan dat via automatische schakelingen in een buffer worden opgeslagen. Zo worden zowel de warmte- als energiestromen in het systeem opgeslagen, zodat er een optimale balans met aardwarmtekorf en lucht-water warmtepomp kan worden bewerkstelligd. Wanneer de zon niet scheen en de aardbodem zijn capaciteit niet kan leveren, wordt op de opgeslagen warmte geput.

Deze bufferoplossing is onder andere toegepast bij systemen van Solar Freezer, waarin een buffer onder het huis of in de grond is aangebracht.

Aanbevelingen voor uitzetten van aardwarmtekorven en warmtepompinstallaties

Bij de installatie van een oplossing met aardwarmtekorf en lucht-water warmtepomp, zijn er een aantal aandachtspunten:

  • Installateurkwaliteit: Kies voor een erkend, ervaren installateur die ervaring heeft met PVT- of lucht-water warmtepomp systemen. Dit is vooral belangrijk bij aardwarmtekoren, omdat de installatie van kolken en buizengraf wordt uitgevoerd onder de grond.

  • Voorkeuren voor afgifte- en distributiesysteem: Kies voor lage temperatuur afgifte-systemen, zoals vloer- of wandverwarming. Deze werken optimaal binnen het gegeven systeem en zijn energie-efficiënter aangevuld met de warmte van de aardbodem.

  • Elektriciteit en stroomtoegevoegd voor systeemmodulatie: Zorg dat het afgifte- en retournetwerk van de warmtepomp elektrisch kan worden gereguleerd via een invertergestuurd systeem.

  • Sanitaire warmwaterinstallatie: Aanbevolen systeem is gebruik maken van de interne warmtegeneratie zoals bij de Compact P binnenunit wordt aangebracht zodat de extra belasting in de warmtepomp werking is verminderd.

  • Zonwering of buffervoorzieningen: Overweeg PVT-panelen of gevelpanelen, vooral bij koele, najaars- of wintertijd. Daarnaast kan in warmere seizoenen het nut van zonwering via actieve warmtegeneratie aan de gevel of op het dak aantoonbaar nuttig zijn.

  • Kwaliteit van balansventilatie (indien van toepassing): De balansventilatie met warmteterugwinning speelt een grote rol in het functioneren van het systeem. Dit is bij systemen zoals de Nilan Compact P AIR 9 al ingebouwd.

Conclusie

De combinatie van aardwarmtekoren en lucht-water warmtepompsystemen biedt een betrouwbare, efficiënte en duurzame oplossing voor het verwarmen en opwarmen van woningen. De technologie van gecombineerde verwarming, balansventilatie en modulerende koeling maakt het mogelijk om constante comfortcircumstandingen na te streven, ongeacht de buitentemperatuur. Systemen zoals de Nilan Compact P AIR 9 en de PVT-panelen zijn daarvan uitstekende voorbeelden, waarbij monoblock-uitvoeringen, interne warmteterugwinning, slimme ventilatie en modulatie via invertertechnologie een rol spelen in het optimale functioneren van de systemen.

Zowel huiseigenaars als bouwprofessionals moeten hierbij letten op goede installatiespractijk, passende afgifte- en distributiesystemen, en moderne technologie om ervoor te zorgen dat deze systemen volledig kunnen functioneren. Bij goedkeuring en implementatie is dit een essentiële stap in de energiemobiliteit van woningbouw.


Bronnen

  1. Nilan Compact P AIR 9 Lucht Water Warmtepomp
  2. Verschillende bronnen van een water/water warmtepomp van NIBE
  3. Aardwarmte/water-warmtepomp van Energie is Leven

Related Posts