WARMTEPOMP>>CENTRALEVERWARMING>>WARMTEBRONNEN>>BALANSOPMAKEN>>
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* hieronder, dat laat zien hoe de COP van deze koude-kant temperatuur afhangt (de drie kromme lijnen, bij drie verschillende temperaturen van de warme kant).
* fabrieksgegevens Nibe F2120-12

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. 10 oC. Voor vloerverwarming (35 oC) bedraagt de COP dan 5,3 (lees af in het diagram), voor het opwarmen van tapwater in een boiler tot 60 oC* is de COP 3,0 (geschat). Ofwel, een warmtepomp brengt dan ruim 5× het opgenomen elektrische vermogen naar de vloerverwarming en ca. 3× naar de warmwater boiler. De COP 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 10 oC, gelijk is aan 5,3, net als bij de bodemwarmtepomp. Maar als het er 's winters op aankomt, zeg bij -5 oC, dan daalt de COP naar 3,6. 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 de vloerverwarming worden doorgegeven, waardoor van onder een putdekseltje airco van het hele huis vrijwel gratis 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. . .

Placeholder Picture

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 is van bodemverontreiniging (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.
Een overzicht van de regelgeving omtrent bodembronnen is te vinden op: www.bodemplus.nl/onderwerpen/wetregelgeving/bodemenergie/

Placeholder Picture
Placeholder Picture
Placeholder Picture

Open bron
Ook wel WKO (warmte-koude opslag) genoemd. 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.

In het kader van de Waterwet is het verboden om een open bron aan te leggen zonder een daartoe strekkende vergunning van de provincie en die kost al gauw €1.500 aan leges. Maar voor systemen met een debiet kleiner dan 10 m3 per uur kan de provincie hierop een uitzondering maken. Omgerekend komt 10 m3 per uur overeen met een verwarmingsvermogen van 30 à 45 kW. Voor een woonhuis is 10 kW voldoende en hoeft de provincie dus geen vergunning te eisen; een (gratis) melding zou moeten volstaan.

Waterstofgas
Soms worden biogas (CH4) of waterstofgas (H2) genoemd als alternatieve warmtebron voor de verwarming van woonhuizen. In het bijzonder waterstof legt het met een 8-maal hogere verbruiksprijs af tegen de warmtepomp. Zie de aparte pagina WATERSTOF voor een discussie hierover.

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