Brine/water-warmtepompen onttrekken energie aan de grond

De aarde is een gigantische, bijna onuitputtelijke warmteaccumulator alsook één van de belangrijkste warmtebronnen. Op een bepaalde diepte heeft de aarde een basistemperatuur van ongeveer tien graden Celsius. Vergeleken met de omgevingslucht is de temperatuur zeer constant. Dit betekent dat zelfs als de bovenste laag van de aarde bevroren is, geothermische warmtepompen efficiënt kunnen blijven werken, omdat het verschil tussen de warmtebron en de vertrektemperatuur ook in de winter relatief klein blijft.

Hoe werkt een brine/water-warmtepomp?

Net als alle andere warmtepompen werkt een grond/water-warmtepomp volgens hetzelfde principe: thermische energie wordt eerst aan de grond onttrokken en vervolgens aan het koelmiddel toegevoerd. Deze verdampt en wordt extra gecomprimeerd door middel van een compressor. Dit verhoogt niet alleen de druk, maar ook de temperatuur. De resulterende warmte wordt geabsorbeerd door een warmtewisselaar (condensor) en overgedragen aan het verwarmingssysteem. 

Wärmepumpe zur Nutzung der Wärme aus dem Erdreich (Kollektor)

Brine/water-warmtepomp

Warmte uit de aardbodem

[1] Vitocal brine/water-warmtepomp
[2] Boiler
[3] CV-waterbuffer

Mogelijkheden voor warmteopwekking

Grondwarmte kan op twee manieren worden onttrokken: ofwel via grondcollectoren die dicht bij het oppervlak worden geïnstalleerd, ofwel via geothermische sondes die tot 100 meter in de aarde doordringen.

Grondcollectoren worden ondergronds gelegd

Voor het winnen van geothermische energie wordt een leidingsysteem horizontaal en in de vorm van een raster onder de vorstgrens gelegd. De diepte is ongeveer één tot twee meter onder het gazon of grondoppervlak. In het leidingsysteem circuleert een vorstbestendige vloeistof, die de thermische energie opneemt en naar de warmtewisselaar transporteert. Hoe groot het benodigde collectoroppervlak moet zijn, hangt onder andere af van de warmtebehoefte van het gebouw in kwestie. In de praktijk is het 1,5 tot 2 keer de te verwarmen ruimte.

Grondcollectoren absorberen de warmte-energie van het nabijgelegen oppervlak. De energie wordt geleverd door zonnestraling en regenwater. De toestand van de bodem speelt daarom een doorslaggevende rol in de energieopbrengst van de collectoren. Het is belangrijk dat het gebied boven het leidingsysteem niet geasfalteerd of bebouwd is. Waar rekening mee moet worden gehouden bij het leggen van de grondcollectoren is af te lezen in grondcollectoren voor grond/water-warmtepompen.

Geothermische sondes onttrekken warmte aan diepere lagen van de aarde

Aardsondes zijn een alternatief voor grondcollectoren. De geothermische sondes worden verticaal of schuin in de aarde geplaatst met behulp van boorgaten. Het stroomt ook door de grond, die de geothermische warmte absorbeert op een diepte van 40 tot 100 meter en het doorgeeft aan een warmtewisselaar. Omdat de temperatuur het hele jaar door constant blijft vanaf een diepte van ongeveer tien meter, werken geothermische sondes ook efficiënt bij zeer lage buitentemperaturen. Ook nemen ze in vergelijking met grondcollectoren zeer weinig ruimte in beslag en kunnen in de zomer uitstekend worden gebruikt voor koeling. Hoe diep het boorgat moet zijn hangt af van de warmtebehoefte en de warmtegeleiding van de grond. Aangezien een boorgat tot 100 meter diep meerdere lagen grondwater doordringt, moeten er altijd vergunningen voor boorgaten worden verkregen.
 

Vergunning voor grondboringen

Als systeemeigenaren hun grond/water-warmtepompen met behulp van geothermische sondes willen gebruiken, moeten zij de officiële goedkeuring verkrijgen. Aangezien de eisen van land tot land kunnen verschillen, moet men vooraf informatie inwinnen.

In tegenstelling tot geothermische sondes is geen goedkeuring vereist voor de installatie van geothermische collectoren. Het werk hoeft alleen maar te worden weergegeven. Desalniettemin bevelen deskundigen aan om het geplande project te coördineren met de bevoegde administratieve instantie om de haalbaarheid en de voorwaarden voor het waterbeheer te verduidelijken. Dit voorkomt ook onnodige planningskosten en is in de meeste gevallen gratis. In sommige gevallen kan de informatie telefonisch worden verstrekt.

Voordelen van een geothermische warmtepomp

Het gebruik van een geothermische warmtepomp biedt tal van voordelen. De belangrijkste zijn:

  • Gratis warmtebron, beschikbaar op elk moment van de dag
  • Efficiënte werking, ook in de winter, dankzij de constante hoge temperatuur.
  • Kan ook in de zomer worden gebruikt voor natuurlijke koeling
  • Hoge overheidssubsidies