Grond-water warmtepomp haalt warmte uit de aarde

Een van de manieren om je woning te verwarmen is met warmte uit de aarde. Daarvoor moet de aardwarmte wel eerst uit de aarde naar boven gehaald worden. Dat kan door middel van horizontale collectors die zich in de oppervlaktelagen bevinden of door verticale sondes die in de aarde geboord worden. Het winnen van warmte uit de grond is echter niet goedkoop, dus je kan je best eerst grondig informeren over de verschillende opties en mogelijkheden!

De aarde als warmtebron

Onze aarde is een grote opslagplaats van warmte. Met aardwarmte – of geothermie – wordt de warmte-energie bedoeld die zich onder het aardoppervlak bevindt. Die warmte komt onder andere van zonne- en bio-energie en van de hitte van de aardkern. Door warmtegeleiding, maar ook door circulerende gassen en vloeistoffen wordt deze warmte voortdurend naar de oppervlakte gebracht. Daar komt de zonne-energie nog eens bij, die direct en indirect door wegsijpelend oppervlaktewater bijdraagt tot de opwarming van de oppervlaktelagen van de aarde.

De geothermie kan met hulp van een warmtepomp gewonnen worden en tot een aangename temperatuur verhoogd worden. Een warmteniveau van 7 tot 12 graden Celsius volstaat al om met behulp van druk en een beetje stroom de temperatuur zo te verhogen dat het geschikt is om mee te verwarmen.

De prijs van zo’n grond-water warmtepomp hangt van de gewenste grootte, de techniek en nog vele andere factoren af. Afhankelijk van de uitvoering liggen de productiekosten tussen 5.000 en 12.000 euro.

Let op! Fabrikanten testen hun producten onder ideale condities. De geothermische pompen van de laatste jaren tonen een gemiddeld prestatiecijfer van 4,5. Dat betekent dat voor 1 kW stroom 4,5 kW warmte-energie wordt geproduceerd. Maar in de realiteit worden die waardes niet bereikt. De reële waardes liggen eerder rond 3,9 kW warmte-energie per kW stroom.

Verschillende systemen

Om aardwarmte te winnen en door middel van een warmtepomp te gebruiken, bestaan er meerdere mogelijke systemen. Maakt niet uit welke variant bodem-water warmtepomp je wil gebruiken – een verticale aardsonde of een horizontale collector – beide werken met een gesloten buizennetwerk. Hierin circuleert een mengeling van zout, water en antivriesmiddel (brine), om de warmte uit de aarde te winnen. Met de warmtepomp wordt de opgevangen aardwarmte vervolgens doorgegeven aan een tweede buizennetwerk met een koudemiddel (meestal propaan of ammoniak). Doordat de aggregatietoestand van het koudemiddel met behulp van druk te veranderen, wordt in de warmtewisselaar het water verhit in de derde kringloop – de ruimteverwarming.

Horizontale collector

Bij de geothermische pompen die zich in de oppervlaktelagen bevinden, ook horizontale collectors genoemd, wordt de energie gewonnen uit de bovenste lagen van de aarde. Daarvoor plaatst men een horizontaal buizensysteem ongeveer 20 centimeter onder de vorstgrens, wat zo’n 150 centimeter diep is. Om de onvoordelige seizoensomstandigheden, de plaatsingsdiepte van de collectoren en de toestand van de grond rekening te houden, dekken ze afhankelijk van het warmtetransportmiddel in het buizennetwerk een bereik tussen -5 en +25 graden Celsius. De benodigde oppervlakte voor een horizontale collector hangt af van de nodige warmte-energie.

Als vuistregel geldt dat voor de opwarming van een woonoppervlakte van 100 vierkante meter, het dubbele oppervlakte gerekend moet worden voor horizontale collectoren, dus zo’n 200 vierkante meter. Door de sterk schommelende temperaturen en het lagere temperatuurniveau terwijl de ruimte opwarmt, is het rendement iets minder dan bij aardsondes.

Aangezien er niet diep geboord moet worden, is dit systeem goedkoper dan een aardsonde. In een eengezinswoning kosten graafwerkzaamheden en materialen nog eens 2.000 tot 5.000 euro. De kosten voor het gehele systeem liggen gemiddeld tussen de 15.000 en 18.000 euro.

Verticale aardsonde

In tegenstelling tot de vlakke collectoren gebruikt een aardsonde aanzienlijk minder plaats. De sondes worden door middel van een diepteboring verticaal in de grond geplaatst, om daar aardwarmte te winnen. Daarvoor wordt in een boorgat – de diameter van het gat is ongeveer zo groot als een CD – een buizensysteem gelegd, waarin eveneens een warmtetransportmiddel circuleert. Bij aardsondes die met zuiver water aangedreven worden, moet het gehele systeem zorgvuldig geplaatst worden. Ze moeten bij hogere temperaturen uit de warmtepomp worden gedreven dan sondes die met een mengeling van water en glycol gevuld zijn.

In de zomer zijn aardsondes ook geschikt om de woning af te koelen, daarbij blijft de warmtepomp uitgeschakeld en alleen door het gebruik van een circulatiepomp wordt de warmte uit het huis getrokken. Die wordt dan in de bodem opgeslagen. Zo koelt het huis enkele graden af en wordt de bodem warmer.

De diepte van het nodige boorgat hangt van de plaatselijke geologie af en de gewenste prestaties. Tot op een diepte van ongeveer 15 meter variëren de temperaturen in onze breedtegraad naargelang de seizoenen. Maar al iets dieper is de temperatuur van de aarde bij ons heel het jaar rond de 10 graden Celsius. Door de toenemende diepte stijgt de temperatuur, elke 100 meter ongeveer 3 graden. Voor een eens- of tweegezinswoning moet er meestal echter niet dieper dan 100 meter geboord worden. Je moet rekenen op zo’n 50 euro per boormeter. Voor gebieden waar het verboden is om dieper dan een bepaald punt te boren zijn er speciale oplossingen.

De gezamenlijke kosten voor de installatie van een aardwarmtepomp met sonde hangen sterk af van de plaats en geologie. Voor een eengezinswoning ligt de prijs tussen de 17.000 en de 20.000 euro.

Spread the word, please. Thank you!

Interessant? Delen mag! :-)