Aquifer systeem (open systeem)

Een bodemgekoppeld warmte­pomp­systeem kan grondwater gebruiken voor het onttrekken en lozen van warmte. Hierbij wordt grondwater opgepompt uit een aquifer (water­voerende laag) met behulp van één of meer bronnen. In het geval de warmtepomp wordt gebruikt voor ruimte­verwarming, onttrekt de verdamper van de warmtepomp lage temperatuur warmte aan het grondwater gedurende het verwarmings­seizoen. Het grondwater koelt hierdoor af en wordt vervolgens via infiltratie­bronnen terug­gebracht in de water­voerende laag. Indien de warmtepomp tevens koeling levert, wordt ook gedurende de zomer­periode grondwater onttrokken en gebruikt om de condensor­warmte van de warmtepomp af te voeren. Dit verwarmde grondwater wordt vervolgens weer geïnfiltreerd in de water­voerende laag.

In onder­staande animatie is een situatie weer­gegeven waarin het systeem uit­sluitend voor verwarming wordt gebruikt. In dit geval wordt in de winter warmte aan de aquifer onttrokken, zonder dat er in de zomer warmte wordt terug gebracht. Deze thermische onbalans resulteert bij grotere systemen tot een voort­schrijdende afkoeling van de bodem en een afnemend rendement van de warmte­pomp.

Lees verder:

 Bodem­warmte­wisselaar systeem (gesloten systeem).

 Terug naar bodem­gekoppelde warmte­pomp.

 Terug naar diagram.

Veel gestelde vragen

Wat zijn de voornaamste toepassings­gebieden van bodem­gekoppelde warmte­pompen?

Wereldwijd zijn er honderd­duizenden bodem­gekoppelde warmte­pomp­systemen in bedrijf. De overgrote meerderheid van deze systemen betreft de verwarming of de verwarming en koeling van eengezins­woningen. Het vermogen van de bodem­gekoppelde warmte­pompen bij deze toepassing is meestal in de range tussen 5 en 15 kW. Vrijwel altijd wordt hierbij een bodem­warmte­wisselaar toegepast voor de bodem­koppeling.

Daarnaast zijn er enige duizenden bodemge­koppelde warmte­pomp­systemen met een vermogen tussen 50 en 300 kW in bedrijf. Deze systemen zijn met name toegepast voor kleine commerciële en institu­tionele gebouwen en voor collectieve verwarming- en koel­systemen voor woningen en apparte­menten.

Bodemgekoppelde warmte­pomp­systemen met een vermogen in de range 300 tot 1.000 kW worden relatief weinig toegepast. De toepassing betreft met name de gecombi­neerde koeling en verwarming van gebouwen.

Welke projectomvang is optimaal?

Een bodemwarmtewisselaar systeem is de optimale oplossing voor kleine bodem­gekoppelde warmte­pomp­systemen. Een warmtepomp voor een eengezins­woning heeft doorgaans voldoende aan een bodem­warmte­wisselaar­systeem dat bestaat uit twee of drie boorgaten met U-lussen tot een diepte van 50 meter of één enkel boorgat met een U-lus tot een diepte van 100 à 150 meter.

Een enkele bron voor de onttrekking van grondwater levert meestal 50 kW of meer lage temperatuur­warmte. Dit betekent dat het gebruik van grondwater een economisch gunstig alternatief wordt voor een bodem­warmte­wisselaar systeem bij grotere bodem­gekoppelde warmtepomp projecten. Dit zijn de warmtepomp projecten voor de verwarming en koeling van gebouwen en de collectieve warmte­pomp­systemen voor woningen en apparte­menten. De bodemopbouw dient uiteraard wel geschikt te zijn voor het onttrekken en infiltreren van grondwater.

Een belangrijk aandachts­punt bij grotere bodem­gekoppelde warmte­pomp­systemen is dat de bodem­koppeling zich gaat gedragen als een energie­opslag­systeem. Wordt de warmtepomp bijvoor­beeld uitsluitend gebruikt ten behoeve van verwarming, dan moet bij systemen groter dan ca. 100 kW rekening gehouden worden met een voort­schrijdende afkoeling van de bodem in de loop van de jaren als gevolg van de onttrekking van lage temperatuur warmte. Hierdoor neemt het rendement van de warmtepomp af. Bij gecombi­neerde koeling en verwarming wordt dit probleem beperkt door het feit dat niet alleen warmte aan de bodem wordt onttrokken, maar ook warmte in de bodem wordt geloosd. Indien aandacht wordt besteed aan het balanceren van de energie­stromen naar en uit de bodem, kunnen de bodem­gekoppelde warmte­pomp­systemen worden opgeschaald tot 500 à 1.000 kW. Bij nog grotere vermogens kan het bodem­gekoppelde warmte­pomp­systeem beter worden ontworpen als energie­opslag­systeem.

Wanneer wordt grondwater en wanneer wordt een bodem­warmt­ewisselaar toegepast?

Grondwater is de beste optie voor de grotere bodem­gekoppelde warmte­pomp­systemen (groter dan 200 à 300 kW). Voorwaarde hierbij is dat in de bodem een geschikte water­voerende laag wordt aange­troffen op niet te grote diepte. Bodem­warmte­wisselaar systemen worden toegepast voor de kleinere bodem­gekoppelde warmtepomp projecten en, in geval de bodem niet geschikt is voor het onttrekken en infiltreren van grondwater, ook voor de grotere projecten.

Diagram

Energie­opslag

Bodem­gekoppelde warmte­pomp

Projecten Publicaties