WKO-Systeem met Lucht-Warmtepomp: Efficiënte Duurzame Energieoplossingen voor de Gebouwde Omgeving

Published by Redactie on november 1, 2025 | Category warmtepomp

Inleiding

In de context van energiebesparing en verduurzaming van de gebouwde omgeving spelen warmtepompen en Warmte Koude Opslag (WKO)-systemen een cruciale rol. De Nederlandse overheid streeft naar een situatie waarin in 2050 geen aardgas meer wordt gebruikt voor het verwarmen van gebouwen. Beide technieken maken het mogelijk om warmte en koude op te slaan en opnieuw te gebruiken, waarbij het gebruik van fossiele brandstoffen kan worden uitgesloten of sterk beperkt. Dit artikel biedt een uitgebreide analyse van WKO-systemen in combinatie met lucht-warmtepompen, gebaseerd op technische principes, toepassingsgebieden en duurzaamheidsaspecten.

Wat is een Warmte Koude Opslag (WKO)-Systeem?

WKO staat synoniem voor een open bodemenergiesysteem. Dit systeem slaat energie uit het gebouw en/of de omgeving op in de bodem - een aquifer (een waterhoudende zand- en/of kiezellaag). Een aquifer is van nature aanwezig in de bodem en vormt de basis voor het WKO-systeem.

Een WKO-systeem wordt ook wel een open bronsysteem, WKO of KWO genoemd, en kenmerkt zich door het verpompen van grondwater waar energie aan onttrokken of toegevoegd wordt. Voor de realisatie van een dergelijk systeem worden één of meerdere bronnen geboord waarin onderwaterpompen geplaatst worden. Via een warmtewisselaar en leidingwerk wordt het grondwatersysteem met de gebouwinstallatie verbonden.

Aan bijna alle WKO-systemen wordt een warmtepomp gekoppeld, eventueel nog met een andere warmteopwekker, om de juiste temperatuur voor het gebouw te produceren. De aquifer geldt als bron voor de warmtepomp. Door het gebruik van de warmtepomp en passieve koeling bespaart u met een WKO-systeem tot wel 60 procent aan verwarmingsenergie en 80 procent koelingsenergie.

Werking van een WKO-Systeem

De werking van een WKO-systeem volgt een elegante cyclus die de natuurlijke temperatuur van de aarde benut. In de winter wordt het gebouw verwarmd met een warmtepomp die warmte onttrekt aan het opgepompte grondwater uit de warme bron. Het grondwater koelt af en wordt weer teruggepompt in de koude bron. In de zomer wordt dit afgekoelde water weer opgepompt en gebruikt als passieve koeling. Het daardoor opgewarmde water wordt weer teruggebracht in de warme bron. De cyclus is daarmee doorlopen.

Doordat er direct gekoeld kan worden zonder tussenkomst van een warmtepomp zijn zeer hoge rendementen haalbaar. Tijdens verwarmingsbedrijf levert het bronsysteem energie aan de warmtepomp die het gebouw van warmte voorziet.

Soorten WKO-Systemen

Er bestaan verschillende configuraties van WKO-systemen, elk met hun eigen specifieke toepassingen en voordelen.

Open Bron-systeem

Een open bronsysteem van WKO kenmerkt zich door het gebruik van ondergrondse waterlagen om warmte en koude op te slaan en te gebruiken. Het grondwater wordt opgepompt, de energie wordt onttrokken of toegevoegd via warmtewisselaars, en het water wordt teruggebracht in de bodem.

Monosysteem

Er is ook een WKO-systeem met slechts één bron beschikbaar waarbij een enkele bron wordt aangelegd. Bij deze vorm van WKO liggen de verschillende watervoerende lagen boven elkaar. Een warmte-koude opslag met een monobron neemt niet alleen een stuk minder ruimte in beslag, het is ook nog eens een stuk goedkoper dan systemen met meerdere bronnen.

Doublet- en Recirculatiebronnensysteem

Een WKO systeem kan uitgevoerd worden als Mono bron-, Doublet- of Recirculatiebronnensysteem. Bij doublet-systemen worden twee bronnen aangelegd - een warme en een koude bron - die in balans met elkaar functioneren.

WKO-Triplet

Een interessante ontwikkeling binnen het WKO-systeem is het WKO-triplet. Dit systeem voorkomt het gebruik van een warmtepomp door de warmte op te slaan op hogere temperaturen (40°C of meer). Hierdoor is het mogelijk om de warmte direct te gebruiken voor verwarming, zonder dat een warmtepomp nodig is. Dit vermindert het energieverbruik aanzienlijk en maakt het systeem verder verduurzamen.

Warmtepompen in combinatie met WKO

Wat is een warmtepomp?

Een warmtepomp is een apparaat dat warmte onttrekt aan de lucht, water of grond en deze warmte gebruikt om een gebouw te verwarmen. Het kan ook omgekeerd werken en warmte uit het gebouw onttrekken om te koelen. Warmtepompen werken volgens het principe van een omgekeerde koelkast. Ze onttrekken warmte aan een externe bron (lucht, water of bodem) en pompen deze warmte naar binnen.

Lucht-Warmtepompen

Van de verschillende typen warmtepompen, zoals lucht/water-warmtepompen, grond/water-warmtepompen en water/water-warmtepompen, zijn lucht-water-warmtepompen bijzonder relevant in de context van WKO-systemen. Deze systemen onttrekken warmte uit de buitenlucht en gebruiken deze voor het verwarmen van het gebouw.

Werking van de combinatie

WKO-systemen worden meestal gecombineerd met een warmtepomp. Voor warmtepompen moet een geschikte plaats gevonden worden, wat bij een WKO-systeem vaak eenvoudiger is doordat het systeem al voorzien is van de benodigde infrastructuur. Het bronsysteem levert energie aan de warmtepomp die het gebouw van warmte voorziet.

Toepassingsgebieden van WKO-Systemen

WKO-systemen zijn een goede keuze там waar grote vermogens benodigd zijn en beperkte ruimte beschikbaar is. Deze systemen worden vaak toegepast in grotere gebouwen of complexen waar het mogelijk is om meerdere bronnen te boren en te gebruiken.

Een warmte-koude opslag wordt meestal gecombineerd met een warmtepomp. Het grondwater in de warme bron wordt gebruikt wогда het koud is en het grondwater in de koude bron wordt gebruikt als het warm is.

WKO-systemen worden vaak toegepast in: - Grote openbare gebouwen - Wooncomplexen - Nieuwbouwprojecten - Kantoren - Ziekenhuizen - Kassencomplexen

Voordelen van WKO-Systemen

Duurzaamheid

WKO-systemen maken gebruik van de natuurlijke temperatuur van de aarde, waardoor ze zeer energie-efficiënt zijn. Het systeem is duurzaam en gebruikt de natuurlijke resources van de aarde voor energieopslag.

Kostenbesparing

Door het gebruik van opgeslagen warmte en koude kan er aanzienlijk bespaard worden op energiekosten. Het systeem biedt lage exploitatielasten en kan tot significante energiebesparingen leiden.

Comfort

WKO-systemen kunnen zowel voor verwarming als koeling zorgen, wat zorgt voor een aangenaam binnenklimaat het hele jaar door. Dit is mogelijk omdat het systeem natuurlijke koeling kan leveren zonder de tussenkomst van een warmtepomp.

Efficiëntie

WKO-systemen zijn bijzonder efficiënt bij grote toepassingen en kunnen significant besparen op energiekosten, vooral bij gecombineerde verwarming en koeling. Door het gebruik van passieve koeling zijn zeer hoge rendementen haalbaar.

Vergelijking: WKO versus Warmtepomp

Hoewel zowel WKO-systemen als warmtepompen duurzame oplossingen bieden voor verwarming en koeling, zijn er enkele belangrijke verschillen tussen de twee systemen.

Bronnen van energie

Een WKO-systeem maakt gebruik van ondergrondse waterlagen om warmte en koude op te slaan en te gebruiken. Een warmtepomp daarentegen onttrekt warmte direct uit de lucht, grond of water. WKO-systemen benutten de stabiele temperatuur van de aarde als energiebron.

Toepassingen

WKO-systemen worden vaak toegepast in grotere gebouwen of complexen waar het mogelijk is om meerdere bronnen te boren en te gebruiken. Warmtepompen zijn daarentegen flexibeler en kunnen zowel in kleine als grote gebouwen worden geïnstalleerd.

Investering en onderhoud

De installatie van een WKO-systeem vergt vaak een grotere initiële investering en is complexer dan die van een warmtepomp. Warmtepompen zijn over het algemeen gemakkelijker te installeren en vereisen minder onderhoud.

Efficiëntie en rendement

WKO-systemen zijn bijzonder efficiënt bij grote toepassingen en kunnen significant besparen op energiekosten, vooral bij gecombineerde verwarming en koeling. Warmtepompen zijn efficiënt, maar het rendement kan variëren afhankelijk van de bron van warmte en het type warmtepomp.

Duurzaamheid en CO2-reductie

WKO-systemen bieden een hoge duurzaamheid dankzij opgeslagen warmte/koude en gebruik van groene elektriciteit. De CO2-reductie kan hoog zijn, met besparingen tot wel 2.400 ton CO2 per jaar. Warmtepompen verminderen de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en stoten geen schadelijke stoffen uit, wat resulteert in middel CO2-reductie.

Realisatie van WKO-Systemen

Voor de realisatie van WKO-systemen zijn gespecialiseerde bedrijven beschikbaar die de volledige uitvoering verzorgen. Wij realiseren bronnen voor WKO bronsystemen en verzorgen ook het detailontwerp, plaatsen van de bronpompen en appendages, terreinleidingen en inrichten van de technische ruimte.

De bedrijven beschikken over meerdere zuigboormachines voor boringen tot 1,2 meter doorsnede en een diepte van 800 meter. Of het nu gaat om appartementen, kantoren, een ziekenhuis of kassencomplex, de vakmensen staan klaar voor de complete uitvoering.

Om een WKO-systeem aan te leggen moet ondergronds ruimte worden gemaakt voor twee waterbronnen: een warme bron en een koude bron. Deze techniek zorgt ervoor dat je zelf duurzame energie kunt gebruiken.

Toekomstige ontwikkelingen

Binnen het WKO-veld zijn er interessante ontwikkelingen die de efficiëntie en duurzaamheid van de systemen verder verbeteren. Het WKO-triplet systeem is een voorbeeld hiervan, doordat het het gebruik van warmtepompen vermijdt door warmte op te slaan op hogere temperaturen.

De verwachting is dat WKO-systemen een steeds belangrijkere rol zullen spelen in de verduurzaming van de gebouwde omgeving, vooral in combinatie met ontwikkelingen zoals het WKO-triplet systeem.

Conclusie

Zowel warmtepompen als WKO-systemen zijn efficiënte oplossingen voor het verduurzamen van de energievoorziening voor verwarming en koeling. Ze hebben echter verschillende kenmerken, toepassingsgebieden en efficiëntie.

WKO-systemen vormen een betrouwbare energiebron die duurzaam, zuinig en comfortabel is. Ze zijn bijzonder geschikt voor grote toepassingen en kunnen significante energiebesparingen realiseren, vooral in gebouwen met zowel verwarmings- als koelingsbehoeften. Warmtepompen zijn flexibel en geschikt voor een breed scala aan toepassingen, van individuele woningen tot grote gebouwen.

In situaties waarin er sprake is van een seizoensgebonden vraag naar verwarming en koeling, kunnen WKO-systemen bijzonder effectief zijn. Ze benutten de natuurlijke temperatuur van de aarde en kunnen passieve koeling leveren zonder tussenkomst van een warmtepomp, wat resulteert in hoge rendementen.

Voor beslissers, vastgoedbeleggers en vastgoedontwikkelaars bieden WKO-systemen in combinatie met warmtepompen een solide basis voor duurzame energievoorziening met lage exploitatielasten en hoog comfort. De keuze tussen WKO-systemen en warmtepompen hangt af van de specifieke vereisten van het gebouw, de beschikbare ruimte, budget en toepassingsgebied.