FAQ

Frequently asked questions

Gesloten bodemwarmtewisselaars (Bww) beperken zich in het algemeen tot een diepte-interval tussen 25 tot 200 meter. Met uitzondering van tectonisch actieve gebieden, zoals in breukzones of daar waar sprake is van vulkanisme, is er op een dergelijke diepte sprake van omgevings temperaturen die het langjarig klimaats- gemiddelde van de locatie weerspiegelen.

Vandaar dat de bodemtemperatuur in Zweden 8C, in Nederland 10C en in Spanje 17C is. Opvallend zijn wel lokale temperatuurafwijkingen in de bodem die het gevolg zijn van menselijk handelen. Zo kan in een stad, als gevolg van bebouwing en verhardingen, de bodemtemperatuur in de ondiepe ondergrond zomaar een paar graden hoger zijn dan in ongestoorde landelijke gebieden.
Nee, de term WKO (Warmte Koude Opslag) wordt gebruikt voor systemen die grondwater onttrekken, hieraan warmte onttrekken of afstaan en vervolgens het water weer terugbrengen in de bodem. Het WKO systeem verplaatst dus grondwater.

Een bodemwarmtewisselaar van een gesloten Bww systeem bestaat in het algemeen uit kunststof (PE100) lussen in de bodem en wisselt slechts energie met de bodem uit. Koude en warmte worden binnen hetzelfde bodemvolume opgeslagen en onttrokken zodat het ondergrondse ruimtebeslag ook veel kleiner is dan bij een WKO.
Een bodemwarmtewisselaar bestaat veelal uit twee leidingen van PE100 (polyethyleen) die door een U vormige bocht aan de onderzijde zijn verbonden. Deze bodemlussen worden fabrieksmatig gefabriceerd en zijn zeer geschikt voor langjarig gebruik in de bodem.

De PE lus wordt ingelaten in een gat dat tot ontwerpdiepte is geboord in de bodem. Vervolgens wordt het gat rondom de lus aangevuld (b.v. met zand) zodat het gat stabiel is en daar waar nodig (b.v. aan het maaiveld) wordt het gat met ondoorlatende klei afgevuld. Dit laatste voorkomt het inspoelen van mogelijk verontreinigd oppervlaktewatervia het boorgat naar grotere diepte.

Als de lus vervolgens gespoeld en getest is, wordt deze via een circulatiepomp aangesloten op de warmtepomp. De circulatiepomp circuleert water of water met antivries (monopropyleen glycol) door de lus en warmtepomp.

Als de warmtepomp wordt ingeschakeld (verwarmingsbedrijf) dan ontrekt de WP de warmte via de WP verdamperzijde aan het circulatiemedium. Dit komt dus kouder uit de WP dan dat het er in ging. Vervolgens gaat het koude water de bodemlus in en omdat het nu kouder is dan de bodem, wordt er warmte uit de bodem opgenomen. Dit proces duurt voort zolang de WP warmte t.b.v. het huis produceert. Wel zal de bodemrondom de lus gaandeweg afkoelen, zodat om de warmtestroom vanuit de bodem naar het circulatiemedium in stand te houden, ook dit circulatiemedium steeds kouder zal moeten worden.

Bij een relatief kleine Bww zal de temperatuurdaling vrij snel plaatsvinden, bij een grotere Bww duurt dit langer.

Bovenstaand is een algemene beschrijving. In de praktijk zal de temperatuur in de Bww mede afhangen van de warmtegeldieng van de bodem, het afvulmateriaal van het boorgat, de geometrie van de lus en het debiet in de lus en de achtergrondtemperatuur van de omliggende bodem.

Koelend werkt de bodemlus omgekeerd, waarbij evenzeer geldt dat er voor warmte-overdracht uiteraard ook sprake moet zijn van een temperatuur gradient tussen het medium in de lus en de bodem.
Een warmtepomp (WP) is in staat warmte en koude te produceren, waarbij electrische energie wordt gebruikt. De verhouding tussen het opgewekte thermische vermogen (kW) en het opgenomen electrische vermogen (kW) is de COP (Co-efficient of Performance).

Een WP die 10 kW thermisch (warmte of koude) levert en daarvoor 2 kW electrisch opneemt heeft een COP van 5. Hoe hoger de COP, hoe groter de besparing.

De COP is afhankelijk van de hoeveelheid arbeid die de WP moet verrichten. Is de temperatuursprong tussen de bron- en afgiftezijde van de WP klein dan is de hoeveelheid arbeid gering en heb je een hoge COP. Is het temperatuurverschil groot, zoals bij (verwarmingsbedrijf) een lage brontemperatuur in de bodem (< 0C) en een hoge afgiftetemperatuur (>45 C) in de woning, dan is de COP laag en neemt ook het vermogen (kW) van de WP af. Een te lage ontwerptemperatuur levert dus minder energiebesparing en kan ook leiden tot een gebrek aan comfort.

Het antwoord op de vraag is dus dat een bodemgekoppelde WP zeer efficient kan werken, mits op een goede wijze ontworpen en toegepast.
Het kan overwogen worden om een bodemgekoppeld WP systeem toe te passen als men middels een duurzame technologie wil besparen op energieverbruik. Een van de voorwaarden voor succes is een inpandig afgiftesysteem dat geschikt is voor lage temperatuur verwarming en hoge temperatuur koeling.

Er is ook al een groot aantal projecten gerealisererd waarbij de Bww onder het gebouw is geplaatst, zodat ruimtebeslag door een Bww niet onoverkomelijk hoeft te zijn.
De systemen zijn duurzaam omdat zij van zowel hernieuwbare omgevingsenergie gebruik maken alsmede van in de bodem opgeslagen koude en warmte die vrijkomt bij koel en verwarmingsprocessen in het gebouw. Zo wordt bij verwarming warmte aan de bodem onttrokken en de aldus opgewekte koude kan vervolgens bij de koeling van het gebouw gebruikt worden.

De levensduur van een Bww gemaakt van PE100 dient minstens 50 jaar te bedragen. De WP zelf en andere componenten zoals kleppen en pompen hebben in het algemeen een levensduur van 15 jaar.

Indien men een systeem stopzet, zal de oorspronkelijke bodemtemperatuur zich herstellen als gevolg van geleiding vanuit de omgeving, of door langsstromend grondwater.
Open bronsystemen zoals toegepast bij WKO kunnen zeer effectief zijn. Echter er dient uiteraard sprake te zijn van voldoende water (kwantiteit) maar ook de kwaliteit (geochemie) van het water en de kwaliteit van de toegepaste bronnen is zeer belangerijk. In Nederland dankt de WKO zijn populariteit aan de geschiktheid van de ondergrond.

Het bodemwarmtewisselaarsysteem wisselt slechts energie met de bodem uit en kan in vrijwel elke geologische setting worden toegepast. Grondwaterkwaliteit speelt hierbij geen rol.
Ondanks het ontbreken van structurele subsidies zijn ondiepe geo-energie systemen (open bron en verticale warmtewisselaars) een groeimarkt. Dit geldt niet alleen in Nederland maar in vrijwel heel Europa.

Voor gesloten bodemwarmtewisselaarsystemen in combinatie met warmtepompen geldt dat deze met name door hun energiebesparing, geringe onderhoud en lange levensduur economisch interessant zijn. Goed ontworpen en goed geinstalleerde systemen besparen kosten en onderhoud en leveren jaarlijks geld op.

Wat verder aantrekkelijk is, is dat een efficient systeem ook bij stijgende energieprijzen, de kostenstijging voor de eindgebruiker beperkt. Dit maakt energiekosten beheersbaar.
Door b.v. gebruik te maken van een gasketel voor pieklasten, kan een WP instalatie en de bodemwarmtewisselaar kleiner en efficienter worden, terwijl het systeem wel in het overgrootte deel van de verwarmingsvraag voorziet.

Het comfortniveau is in alle omstandigheden in orde, de energiebesparing optimaal en de kosten voor het systeem zijn beperkt omdat zowel de Bww als de WP niet ook in de pieklasten hoeven te voorzien en dus kleiner kunnen worden.
De discussie over efficient gebruik van de ondergrond geldt ook voor geo-energiesystemen. Daar waar energiesystemen beslag leggen op de ondergrond en zij elkaar onderling beinvloeden is sprake van interferentie.

Interferentie hoeft lang niet altijd nadelig te zijn, maar vereist analoog aan ruimtelijke ordening een zekere organisatie van de ondergrond. Tussen WKO systemen (grondwater gebaseerd) en gesloten bodemwarmte- wisselaarsystemen is wat betreft het ruimtebeslag op de ondergrond sprake van een zeer wezenlijk verschil.

Bww systemen wisselen energie (koude/warmte) uit binnen het geactiveerde bodemvolume en hebben buiten dit volume nauwelijks thermisch effect op de omliggende bodem. Naarmate de sytemen qua energiehuishouding meer gebalanceerd zijn, nemen ook de thermische effecten verder af.

WKO systemen met een noodzakelijke ruimtelijke scheiding tussen de bronnen, leggen een groot beslag op het bodem. Bij de meeste systemen zijn hydrologische en thermische effecten in het aquifer tot op grote afstand van de bronlocaties meetbaar.
Sinds de invoering van de AMvB Bodemenergie in 2013 is er een meldingsplicht voor kleine (< 70 kW bodemzijdig) gesloten bodemenergiesystemen.

Boorwerkzaamheden mogen in Nederland alleen door een gecertificeerd boorbedrijf uitgevoerd worden.

Het ontwerp van een bodemenergiesysteem dient door een daartoe gecertificeerd ontwerper te worden gemaakt.
Om antwoord te geven op de eerder gestelde vragen is ontwerp nodig. Uiteraard dient het ontwerp en de daarmee gemoeide kosten in verhouding te staan tot de omvang van een project, de beoogde besparingen en de mogelijke faalkosten.

Voor kleinere toepassingen zijn prima ontwerp gereedschappen beschikbaar zoals de ISSO 73 publicatie (ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars ISBN 90-5044-128-9).
Voor een basisontwerp van de bodemwarmtewisselaar voor een kleine WP installatie heb je in ieder geval de volgende informatie nodig:

  • Projectlocatie en ontwerpschema van de WP installatie
  • Schatting van de jaarlijke warmte en koudevraag (kWh)
  • Schatting van de pieklast verwarmend & koelend in kW
  • Bodemopbouw, beschikbare ruimte en bodemkwaliteit.
  • Is er sprake van een boringsvrije zone?
Dit is niet altijd even overzichtelijk, maar vaak kan de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) duidelijkheid scheppen.

Website: RVO