NAUTILUSEDUCATIEF>>WARMTEPOMP>>WARMTEBRONNEN>>
CONTACT

Nautilus Educatief  
warmtepomp - warmtebronnen

Warmtebronnen
Als warmtebron voor de koude kant kiezen we in de praktijk tussen buitenlucht of bodem. In het eerste geval komt er buiten een ventilator te staan die buitenlucht blaast langs de koude kant van de warmtepomp en die zo opwarmt. In het tweede geval zijn er verschillende opties, die gemeen hebben dat water vanuit de bodem langs de koude kant wordt geleid waardoor die warm wordt gehouden. Daartoe wordt in de grond een buizenstelsel aangebracht.
 
We zagen al dat de prestatie van een warmtepomp sterk afhangt van de temperatuur van de koude kant. Dit wordt geïllustreerd met het diagram dat laat zien hoe bij een doorsnee warmtepomp de COP van deze temperatuur afhangt (de drie zwarte lijnen).

Placeholder Picture

Bodem
Een warmtepomp op bodemwater (grondwater of koelvloeistof) heeft een vaste temperatuur aan de koude kant, omdat bodemwater zomer en winter een constante temperatuur heeft van ca. 11 oC. Alles speelt zich onder een putdekseltje af. Voor vloerverwarming bedraagt de COP dan 6 (lees af in het diagram), voor het opwarmen van tapwater in een boiler tot 65 oC* is de COP 3. Ofwel, vloerverwarming kost per opgenomen elektrische kWh 2× minder dan een warmwater boiler. Dit is seizoensonafhankelijk door de constante waarde van de bodemtemperatuur. 
* Minimum temperatuur in verband met legionella besmetting.

Placeholder Picture

Buitenlucht
Bij de luchtwarmtepomp wordt de koude kant ondergebracht in een buitenventilator die er lucht langs blaast. De COP hangt hier dus wél af van het seizoen. Bekijken we eerst de voornaamste functie - vloerverwarming - dan zien we (lees af in het diagram) dat de COP in het voor- en naseizoen, zeg bij 11 oC, gelijk is aan 6, net als bij de bodemwarmtepomp. Maar als het er 's winters op aankomt, zeg bij -5 oC, dan daalt de COP naar 4. Dat betekent allereerst dat de geleverde warmte 1½ (6/4) keer duurder wordt in € 's maar ook dat de maximaal te leveren warmtestroom 1½ keer minder is. Bij extreme koude wordt dit effect nog sterker. Bekijken we de tweede functie - het maken van warm tapwater - dan zien we dat dat evenredig duurder wordt en ook evenredig langzamer gaat. Als compensatie: het maken van warm tapwater is 's zomers voordeliger (COP > 3). Dat geldt natuurlijk ook voor de centrale verwarming, maar die is dan niet meer nodig!

Placeholder Picture

Vloerkoeling
Bij de (helaas) warmer wordende zomers heeft een warmtepomp op bodemwater een belangrijk aanvullend voordeel boven een lucht warmtepomp. De koelte van het bodemwater kan - zonder dat de warmtepomp hoeft te werken - aan het vloerverwarmingssysteem worden doorgegeven, waardoor vrijwel gratis airco van het hele huis mogelijk is. Een luchtwarmtepomp kan in omgekeerde stand worden gezet en werkt dan ook als airco. Maar iedereen weet hoeveel elektriciteit een airco kost en hoeveel geluid die in de omgeving produceert.

Bodembron
Voor het gebruiken van bodemwarmte zijn drie systemen in gebruik, zie ook de drie figuren. (1) laat koelvloeistof circuleren door een aantal lussen die horizontaal ruim een meter onder het maaiveld zijn ingegraven. (2) laat koelvloeistof circuleren door een of meer lussen die verticaal zijn geboord tot 60 à 120 m diepte. (3) pompt grondwater uit een put van 40 à 80 m diep en voert het water afgekoeld terug in een tweede put.  

In het algemeen heeft de open bron (3) de voorkeur omdat er geen enkel risico van bodemverontreiniging is (met koelvloeistof*) en weinig ruimte inneemt vergeleken met (1). Dit laatste geldt zeker in stedelijke gebieden, waar trouwens de gemeente een coördinerende rol moet spelen en vaak collectieve voorzieningen nodig zijn. Tenslotte, in de praktijk leidt (3) tot een iets hogere COP-waarde omdat bij (1) en (2) bevriezing van de bodem moet worden vermeden**. 
* Bij de ‘heat pipe’ technologie wordt niet-verontreinigende CO2 onder hoge druk gebruikt. 
** Bij (1) en (2) kan dit bij een te krap ontwerp al na enkele jaren een groot probleem worden.

Placeholder Picture
Placeholder Picture
Placeholder Picture

Open bron
De open bron (3) kent wel specifieke aandachtspunten. Er moet een goede watervoerende laag (zand of grind) aanwezig zijn, met niet al te veel ijzer in het water. Dit is in Nederland meestal geen probleem. Bij de aanleg van de retourleiding moet erop gelet worden dat er geen terugstroom van het koude water richting bron optreedt. Een combinatie van een andere diepte, enige afstand (ca. 10 m) en de natuurlijke grondwaterstroom kunnen hiervoor zorgdragen. In stedelijke gebieden is coördinatie zeker noodzakelijk! IJzeroxidatie kan verstopping van de bron geven en de werking van de warmtewisselaar verslechteren. Om oxidatie te voorkomen, wordt de bron onder een lichte overdruk gehouden. Een open bron geeft geen bodemvervuiling of grondwaterdaling; immers al het opgepompte water gaat onveranderd en alleen enkele graden afgekoeld retour. 

NAUTILUSEDUCATIEF>>WARMTEPOMP>>WERKINGCOP>>CENTRALEVERWARMING>>WARMTEBRONNEN>>BALANSOPMAKEN>>CONCLUSIE>>