Warmtepomp-info - Bron en Boren

De 'Bron' waar de energie vandaan komt / boren.
	Normen en waarden Hoeveel meter boren? Brine water Gondlagen pakketten, Voorbeeld goede boring Wat kost een gesloten bron? Wat als er te weinig is geboord?	HR bodemwisselaar is onzin!? Open bron Horizontale collector Kwaliteit Vergunning Oppervlakte water als bron

foto: Het boren van een bron achter een woning. Tip: Bij nieuwbouw is het handiger om gelijktijdig of nog voor het aanbrengen van de fundering de boring te doen. De leidingen kunnen dan meteen door de fundering naar binnen worden gebracht.
Belangrijk / normen en waarden
Verplicht: - Een boorberdrijf kiezen dat gecertificeerd is. Doen: - Een boorbedrijf kiezen dan schriftelijk minimaal 10 jaar garantie geeft op de gemaakte bron/bodemcollector! - Voor één enkele woning een 'gesloten' bron kiezen .....(eigenlijk t/m 40 kW, zeg maar 5 stuks 'rijtjes woning' altijd kiezen voor een gesloten bron) - Bij meer dan 3 boringen kiezen voor een bereikbare verdeler in plaats van het 'tichelmann' systeem om de bronnen te koppelen. Niet doen: - Een 'beregeningsbron' of 'waterput' gebruiken als 'open' bron voor de warmtepomp.
Hoeveel meter boring?
Het aantal meters dat geboort moet worden hangt onder meer af van het gewenste vermogen (grote van uw woning) en de locatie waar de boring plaats vindt. Allereerst moet door middel van een berekening (Transmissie berekening) vast worden gesteld hoeveel vermogen nodig is om uw woning te verwarmen. Voorbeeld: U heeft een perfect geïsoleerd huis met een totaal vloer oppervlak van 200 m² (Begane grond + verdieping totaal) Als voorbeeld nemen we aan dat nodig is: 200 x 50 Watt = 10000 Watt of wel 10 kW * (dit is geen transmissie berekening maar een indicatie op basis van richtgetal) Als de compressor, van de warmtepomp, in dit geval 2 kW doet is 8 kW (8000 Watt) uit de bron nodig. De boorder berekent nu hoeveel meter hiervoor nodig is. Een gemiddelde opbrengst in Nederland is ongeveer 30 tot 40 Watt per meter boring. Stel nu dat we op uw locatie precies op 40 uitkomen dan moet dus 8.000 : 40 = 200 meter geboord worden. In de praktijk kan dit bijvoorbeeld 2 boringen van 100 meter diep betekenen of 4 van 50 meter. De gespecialiseerde bronboorder kan dit precies voor u berekenen aan de hand van metingen die eerder nabij uw locatie zijn gedaan en in kaart gebracht, zijn die er niet dan kan een proefboring worden gedaan. De 'boormeester' heeft naast het berekende vermogen nog meer gegevens van u nodig: De transmissie berekening toont aan hoeveel kW vermogen nodig is om uw huis te verwarmen. Als uit deze berekening 10 kW is gekomen, betekend dat (Voor Nederland) dat 10 kW nodig is om uw huis bij een koude van -10 graden °C warm te houden. Voor Nederland houdt dit in (berekend uit statistieken) dat per jaar 2000 uur verwarming nodig is en 500 uur om tapwater te verwarmen. Deze getallen stopt de bronboorder in een 'formule', dit is immers de 'belasting' die de bron te verwerken krijgt. De 'boormeester' rekent verder in zijn formule met de gegevens dat uit de bron 4°C Celsius brinewater komt en dit brinewater terug de bron ingaat met 0°C (Eind van seizoen situatie)
Brine water
Brinewater is water met een antivries toevoeging (doorgaans 30% glycol) Verder wil de 'boormeester' weten of u ook passief gaat koelen in de zomer. Het 'brinewater' koelt dan uw huis af, en de warmte uit uw huis gaat terug de bron in. Als u gaat koelen rekent men over het algemeen met 400 uur per jaar koelbedrijf. Deze situatie is gunstig voor de bron! (betekend dus dat minder meter geboord hoeven worden, wat weer gunstig is voor uw portemonnee) De volgende vraag is: Zijn er nog meer zaken die u gaat verwarmen? U kunt bijvoorbeeld wel een zwembad hebben dat u ook met de warmtepomp gaat verwarmen. Dit laatste vergt natuurlijk meer van de bron. De bron zal immers zwaarder worden belast. Ook een belangrijke vraag: Gaat u uw woning geheel met een warmtepomp verwarmen, of neemt u toch nog een CV-ketel erbij die ook een deel gaat verwarmen? (De vakman spreekt over Monovalent als alleen de warmtepomp het gebouw verwarmd en over Bivalent als naast de warmtepomp ook nog een 2e warmtebron wordt ingezet) Voorbeeld: U kiest er voor om een 5 kW warmtepomp te plaatsen en een 5 kW CV-ketel (In het voorbeeld waarin berekend is dat 10 kW totaal nodig is) U denkt dan wellicht: Ik heb nu maar een bron nodig om 5 kW te kunnen leveren, dus de helft. Fout!! De warmtepomp heeft namelijk een ingebouwde regeling die pas de 'bij-verwarming' (in dit voorbeeld de CV-ketel) inschakelt als hij het zelf niet meer aan kan. Dat betekend dat de warmtepomp met die 5 kW toch gaat proberen uw huis warm te krijgen, dit resulteert dat de warmtepomp geen 2000 uur per jaar gaat draaien maar bijvoorbeeld 3000 uur. Als u dus niet heeft opgegeven aan de boormeester dat u een 'bivalent' systeem heeft dan is uw bron te klein berekend. Overigens kan de bron dus altijd iets kleiner zijn dat het gewenste vermogen, immers het afgegeven vermogen van de compressor komt daar nog bij. In het voorbeeld van 10 kW benodigd, kan de bron bijvoorbeeld 8kW zijn (de gratis energie 8 kW + 2 kW betaalde energie = 10 kW) U ziet een bron uitrekenen kunt u beter overlaten aan een vakman.
Grondlagen (pakketten)
In één boring kunnen verschillende grondlagen (pakketten) voorkomen: Droog sediment, opbrengst 20 Watt / meter Vast gesteende met water verzadigd; 50 Watt / meter Kiezel, zand, droog; < 20 Watt / meter Kiezel, zand, watervoerend; 55 - 65 Watt / meter Klei, leem, vochtig; 30 - 40 Watt / meter Kalksteen (massief); 45 - 60 Watt / meter Zandsteen; 50 - 65 Watt / meter Zure stollingsgesteenten (bv graniet); 50 - 70 Watt / meter Basische stollingsgesteenten (bv basalt); 35 - 55 Watt / meter Gneis; 60 - 70- Watt / meter De samenstelling van de bodem is dus steeds weer anders per locatie
Voorbeeld omschrijving van een goede boring:
Er is een goede berekening gemaakt van het aantal te boren meters De 'boormeester' stelt zijn boormachine op voor een eerste boring Rond de plaats waar de boring moet komen wordt een kuil gegraven De kuil wordt vol met water gezet. De enigste goede methode is een 'zuigende boring' dat wil zeggen dat de grond uit de boring naar boven wordt afgezogen door de machine (de boor is hol) hierdoor ontstaat ook een keurig rond gat. (Een spuitende boring geeft ondergronds geen mooi rond gat, en je kan dan ook geen goede monsters nemen.) Om de 3 tot 5 meter wordt uit de zuiging een monster genomen. (hierdoor worden de verschillende grondlagen vastgesteld en kan de berekening nog worden bijgesteld) De monsters komen in een speciale bak, later als de grond goed is gedroogd wordt tevens een rapport opgemaakt van de boring en bodemsituatie. Tijdens de boring wordt de boor steeds verlengd met holle stalen buizen. Als de boring klaar is wordt de boor gevuld met water (uit de kuil) en worden de 'boor buizen' uit het gat weer omhoog gehaald het gat loopt vol met water waardoor, door de druk van het water, de 'boring niet instort'. De collectoren (buizen) worden in het gat neergelaten, op de buizen staat een opdruk per meter, zodat we zien of we ook daadwerkelijk tot op de bodem van het geboorde gat komen. In het resterende gat wordt langzaam fijngrind gestort, uitgerekend is hoeveel m³ dit moet zijn, zodat de verschillende aardlagen van elkaar weer 'geïsoleerd' blijven. Enkele dagen hierna komt pas de 'montage ploeg' om de verschillende slangen (boringen) aan elkaar te maken, tot nabij de warmtepomp te brengen en te vullen met water en antivries (Glycol).

Wat kost een gesloten bron?
Dat is dus afhankelijk van locatie en het gewenste vermogen. Omdat 'boren' een specialistisch vak is en dure 'boor - machines' nodig zijn, is de prijs (nog) niet echt goedkoop te noemen. Als richtprijs kunt u aanhouden dat u 25 euro per meter boring aan kosten heeft, die prijs is dan inclusief de collector (Slangen). Dus stel dat we bovenstaand voorbeeld pakken en we een warmtepomp van 10 kW nodig hebben, hiervoor is dus een bron van 8 kW nodig. Stel dat de opbrengst per meter boring 40 Watt is. Dan hebben we nodig (8000 Watt : 40 Watt) = 200 meter boring (bijvoorbeeld 2 x 100 meter) , dan kost deze bron (richtprijs) 200 x 25 = 5000 euro. (Richtprijs is inclusief slangen, verdeler om slangen aan elkaar te maken, vulling van water en glycol tot in het 'ketelhuis'.) Het is zo ie zo verstandig om bij minimaal 2 bedrijven prijs aan te vragen, kijkt u wel naar de 10 jaar garantie! Adressen van boorbedrijven treft u hier: Merkpagina Bronboorders
Wat als er te weinig meters zijn geboord?
Als er te weinig meters zijn geboord, wordt teveel energie ontrokken op een te klein gedeelte van de aardbodem. De aardbodem zal hierdoor teveel afkoelen en uiteindelijk onder de 0 °C uitkomen. Hierdoor wordt het temperatuurverschil, tussen bron en af te geven, te groot en zal uw warmtepomp een slechter rendement (lees meer stroomverbruik) hebben dan de bedoeling is. Ook kan het zijn dat er onvoldoende energie kan worden ontrokken om uw woning warm te krijgen. Uiteindelijk zal de bodem rondom de boring 'bevroren' zijn en uw wartepomp in storing gaan vanwege te lage bron temperatuur. Is dit op dat moment nog op te lossen? Ja, maar niet eenvoudig. Er moet zo ie zo een of meerdere boringen bijkomen, zodat er wel voldoende 'meters' zijn. De 'bevroren bron' zal geruime tijd nodig hebben om weer te regenereren. In de praktijk maakt men in zo'n geval vaak een nieuwe 'totaal boring' om een jaar later de oude er weer bij te voegen, op dat moment is er meer dan voldoende bodemvermogen beschikbaar. Aan dit voorbeeld zie je dat die 10 jaar garantie belangrijk is, op deze manier zijn het niet uw extra kosten.
Een 'HR bodem wisselaar' vaak minder gunstig !!!
Steeds meer bedrijven claimen een hoger rendement te kunnen halen met hun soort bodemwisselaar, hierdoor zouden minder meters geboord hoeven worden. Het klinkt vreemd, maar m.b.t. het jaarrendement bent u nog steeds het best uit met ‘de ouderwetse manier’ dat wil zeggen een buis van 40 of 32 mm in de bodem brengen. Waarom is dit zo? Een zogenoemde ‘HR bodemwisselaar’ kan soms inderdaad wel tot 100 Watt op 1 meter boring ontrekken t.o.v. de ca. 40 Watt (afhankelijk van bodem structuur) die de ‘gewone kunststof buis’ doet. Alleen de bodem zelf moet natuurlijk wel in staat zijn om deze 100 Watt ook aan te vullen. In de praktijk zien we dat dit bijna nooit het geval is. Dus als u 100 Watt ontrekt aan de bodem, en de bodem kan maar voor 35 Watt aanleveren uit directe omgeving dan zal de bron temperatuur rondom de wisselaar sneller zakken bij een HR bodemwisselaar dan bij een ‘gewone’. Het installatie rendement zal dus met de HR bodemwisselaar slechter uitpakken dan met de ‘gewone’ bodemwisselaar. Ook met ‘korven’ blijkt het eindrendement slechter te zijn door dat de temperatuur eerder zakt. Je kan dat natuurlijk weer oplossen door meer korven te plaatsen of meer meters HR leiding te plaatsen. Alleen dan is het voordeel van de HR buis natuurlijk ook weggenomen, HR leiding is immers duurder in aanschaf per meter en als je dan net zo veel meters moet boren dan met een gewone bodemwisselaar (buis) is de winst natuurlijk weg. Alleen bij een bodem waarvan je zeker weet dat de HR bodemwisselaar in een goed ‘water voerend pakket’ zit is deze manier gunstiger. Maar dat zeker weten is een erg moeilijke factor blijkt in de praktijk (daarvoor zouden proefboringen nodig zijn). Wellicht dus beter de ‘ouderwetse’ manier van boren en bodemwisselaar kiezen. Een goede boormeester kan ook uitrekenen wat voor welke plaats beter is, soms is het beter om bijvoorbeeld 4 x 50* meter te boren dan 2 x 100* , dat ligt aan de bodemstructuur ter plaatsen (*als de vraag 200 meter is)
Open Bron
Een openbron maakt gebruik van het grondwater in de bodem. Er zijn twee methode, 1. Circulatie-systeem Je haalt grondwater uit een ondergronds stromende bron naar boven, en brengt het elders, weer in dezelfde stromende bron terug. 2.Warmte / Koude opslag Je haalt in de zomer grondwater uit een ondergrondse koude bron omhoog om te koelen, deze wordt opgewarmt door het gebouw, en brengt dit water terug in een warme bron. In de winter haal je het water uit de warme bron omhoog voor verwarming en breng je het afgekoelde water terug in de koude bron. (Zie het als 2 thermosflessen, waarbij de aardbodem de thermosfles is) Het aanleggen van een goede open bron kost minimaal 10.000 euro, daarbij komt nog dat dit type bron onderhoud nodig heeft. (Een grote open bron voor meerdere woningen of utiliteit kost al snel 10 duizenden euro's)
Een open bron vergt veel meer aandacht een een gesloten bron
Een goede openbron maken is, als je het goed en met respect voor de natuur wil doen, moeilijk. In geval van een 'circulatie systeem' doe je het goed als je in dezelfde onderaardse bron er net zoveel energie in de winter uithaalt dan dat je in de zomer terug gaat brengen! En dat vergt van de installatie ook weer aanpassingen: Een verwarmingssysteem draait gemiddeld 2000 uur per jaar, zeg dat je 10 kW per uur nodig hebt uit de bron dan heb je 20.000 kW uit de bodem gehaald. Passieve koeling draait gemiddeld 500 uur per jaar, maar kan door het 10 kW verwarmingssysteem maar 7,5 kW afgeven, 500 x 7,5 = 3.750 kW. Dan heb je 20.000 kW - 3.750 kW = 16.250 kW niet terug gegeven aan de aarde. Voor die 16.250 kW zul je iets moeten verzinnen. Je kan bijvoorbeeld zonnepanelen in de zomer energie laten maken en deze in de aarde brengen, zodat de ballans weer op 0 uitkomt. Noot: Voor kleine installaties (privé woning) is hier thans nog geen regelgeving voor, grotere installaties moeten hier wel aan voldoen. (zie het onderwerp vergunning hieronder)
Horizontale Collector
(Deze wordt in Nederland bijna niet toegepast) Bij een horizontale collector is de opbrengst per m²* (*uitgaande van 2000 uur per jaar) 10-15 Watt bij droge zandgrond per m² grond oppervlak 15-20 Watt bij natte zandgrond per m² grond oppervlak 20-25 Watt bij droge leemgrond per m² grond oppervlak 25-30 Watt bij natte leemgrond per m² grond oppervlak 30 - 35 Watt bij grondwatervoerende grond per m² grond oppervlak Met deze gegevens kunt u dus berekenen hoeveel m² grond u nodig heeft. (Deel het benodigde vermogen door bovenstaande opbrengst) Het aantal meter buis dat u moet leggen hangt af van het type kunststof (PE) buis en de diameter. (hoeveel watt per meter kan deze opnemen) Vervolgens zorgt u dat er zoveel buis op 1 m² grond ligt dat overeenkomt met wat u wil en wat kan. Dus: stel u heeft natte zandgrond en kan dus maximaal 20 Watt per m² ontrekken, en stel u heeft buis die 10 Watt per strekkende meter opneemt dan volstaat u met lussen om de 50 cm te leggen (er ligt dan 2 meter buis op 1 m² grond). De buis ligt over het algemeen het best op een diepte van 1,2 tot 1,5 meter diep. Maak de buizen per stuk nooit langer dan 100 meter. (Maak ze door middel van Tichelman of een verdeler aan elkaar zodat u groepen krijgt, op die manier blijft de weerstand beperkt en kunt u met een normale pomp het water rondpompen.
Kwaliteit
Vanaf 1 januari 2011 geldt een wettelijke erkenningsplicht voor het uitvoeren van mechanische boringen in de bodem. Deze erkenningsplicht volgt vanuit het Besluit bodemkwaliteit en de onderliggende Regeling bodemkwaliteit. Het Besluit stelt eisen aan zowel de kwaliteit als de integriteit van de uitvoerende instanties. Organisaties die aangewezen werkzaamheden willen (blijven) uitvoeren, moeten in het bezit zijn van een certificaat en een erkenning. Opdrachtggevers mogen alleen gebruik maken van erkende bodemintermediairs. Dit betekent dat mechanische boringen thans alleen nog mogen worden uitgevoerd door organisaties die hiervoor gecertificeerd en erkend zijn. Boringen dieper dan 500 meter vallen niet onder de erkenningsplicht maar onder de Mijnwet / hiervoor gelden andere regels. Tot 1 januari 2011 was er veel veel wildgroei in 'boorders land', er waren helaas nogal wat 'boorders' die het niet zo nauw namen, dit drong natuurlijk ook in Den Haag door waardoor er regels zijn gemaakt en grondboorbedrijven thans dus gecertificeerd moeten zijn, of anders gezegd een 'boormeester' in dienst moeten hebben die gecertificeerd is ( net als bijvoorbeeld een APK keurmeester in een garagebedrijf). Hier treft u de gecertificeerde bedrijven: http://www.senternovem.nl/Bodemplus/verklaringen/erkenningen/zoekmenu/vind5ap.asp?normdocument=SIKB 2100 - 2101 Op deze manier wordt na het boren en inbrengen van de leiding het boorgat weer netjes opgevuld zodat verschillende grondlagen en ondergrondse water stromingen niet met elkaar in aanraking komen zodat bijvoorbeeld een bron met 'zuiver grondwater' niet in aanraking komt met een bron die bijvoorbeeld veel ijzerhoudend is. En bij open bronnen wordt voorkomen dat men bijvoorbeeld de 'haal bron' op een heel andere diepte maakt dan de 'retour bron' . De certificering is dus min of meer uit milieu oogpunt ontstaan. Een certificering houdt dus niet in dat het boorbedrijf ook de juiste rekenmethode gebruikt voor het berekenen van het bron vermogen dan wel het bepalen van het aantal boormeters. Kies dus een bedrijf dat naast de certificering ook nog garantie geeft op de bron m.b.t. draaiuren en temperaturen. Mag er overal in Nederland worden geboord? Neen, Zie hier een kaart met gebieden (pdf)(3MB)
Vergunning
Afhankelijk van het soort bronsysteem kan een bepaalde vergunning nodig zijn: Voor warmteterugwinning voor een warmtepompboiler uit ventilatielucht is geen vergunning vereist. • Voor plaatsing van een lucht-warmtewisselaar voor een warmtepompboiler aan de buitenkant van een huis moet een bouwvergunning bij de gemeente worden aangevraagd, of dit hoeft alleen bij de gemeente gemeld te worden, afhankelijk van de plaats op het dak of aan de gevel. De gemeentelijke Dienst Bouw- en Woningtoezicht kan u hierover meer informatie geven. • Voor kleine gesloten bronsystemen voor individuele woningen is geen vergunning nodig. Het Ministerie van VROM heeft regelgeving in voorbereiding, maar deze zal naar verwachting pas over enkele jaren van kracht worden. • Voor open bronsystemen (meestal grotere systemen voor bedrijven of wijken) is een vergunning nodig in het kader van de grondwaterwet. Deze moet u thans aanvragen bij de provincie. Als u meer dan 10m³* per uur uit de bodem gaat ontrekken (en terug brengen) is een vergunning in elke provincie verplicht. Elke provincie heeft ook nog haar eigen specifieke regels. Dat dit per provincie anders is heeft te maken met de ‘bodemgesteldheid’ die per provincie anders kan zijn. Zo heeft Noord Brabant bijvoorbeeld veel water win gebiedje's waardoor elke boring voor een open bron die dieper gaat dan 30 meter ook onder de vergunningplicht valt. *10m³ per uur komt ongeveer overeen met een bron van 46,5 kW (delta T van 4 gr. C)
Een rivier of 'plas' als bron?
Methode A: U plaats een gesloten collector in het oppervlakte water, veelal op de bodem van de rivier/kanaal/plas, door deze collector wordt het brine water van de warmtepomp rond gepompt . De ervaringen uit het veld zijn wisselend soms gaat dit goed soms gaat het goed fout. Wat hier in ieder geval belangrijk is, is de stroming van het oppervlakte water (rivier / plas / kanaal) . In de winter zal het oppervlakte water in temperatuur zakken, hierdoor kan het water in de gesloten collector onder 0 graden komen, dit water is daarvoor beschermt door glycol (brine) toevoeging. Maar het water in de rivier is daarvoor niet beschermd, rondom de collector zal vooral bij niet stromend water zich ijs gaan vormen waardoor de overdracht van energie (warmte) wordt verslechterd, daardoor zal de temperatuur van het collector water nog verder zakken en het rendement dus verslechteren. Mogelijk kan zelfs hierdoor uiteindelijk een lage druk storing van de warmtepomp plaats vinden. Kortom bij dit soort bronnen, in Nederland, is het zeer belangrijk dat de collector in altijd stromend water zit, op die manier zal ijsvorming niet tot minder plaats vinden. Ervaring: Er zijn al woonarken in Nederland die hun collector in het water uiteindelijk hebben opgegeven omdat het bij hun niet werkte. Zij hebben aan de kade een boring laten doen en gekozen voor een gesloten bodemcollector, een enkeling is overgestapt op een lucht/water warmtepomp. Methode B: Men pompt water uit de rivier/kanaal/plas omhoog en voert deze door een warmtewisselaar, aan de secundaire kant (andere kant) van de wisselaar loopt een circuit naar de verdamper in de warmtepomp met brine water. De invoer en afvoer van het op te pompen water wordt aangebracht op de bodem van de rivier / kanaal / plas, het best een flink eind uit elkaar natuurlijk. Het probleem dat zich bij deze methode voordoet is de filtering van het water, want naast water zuig je natuurlijk veel meer aan uit het water, kunst is dan ervoor te zorgen dat de warmtewisselaar niet verstopt raakt. Want een verstopte wisselaar betekend minder flow waardoor het water verder uit kan koelen en uiteindelijk ook kan bevriezen. Kortom ook deze methode is niet zonder risico. Maar zowel voor methode A als B geld dat er in het veld ook installaties staan die wel goed draaien, maar dit zijn veelal installaties die onder goed toezicht staan en regelmatig worden gecontroleerd.