Inhoudsopgave
Brine/water
- Toepassing: verwarmen of passief koelen van één woning of utiliteitsgebouw of meerdere hiervan, normaliter tot een totaal benodigd afgegeven vermogen van 60 kW.
De energiebron voor deze warmtepomp is een gesloten aardwarmtesonde of collector (verticaal of horizontaal buizensysteem) in de bodem, door deze buizen wordt water met een antivriestoevoeging rond gepompt (water met een antivriestoevoeging noemen we brinewater).
Aan de afgiftezijde (vloerverwarming bijvoorbeeld) stroomt gewoon water.Alternatief energiebron voor brine/water: collector in oppervlakte water waar een constante en goede waterstroming is, omdat dit complexer is (denk aan strenge winters) wordt dit in Nederland niet vaak toegepast.- water/water
Toepassing: verwarmen of passief koelen van meerdere woningen op één bron of groter utiliteitsgebouw(en), normaliter bij een benodigd afgegeven vermogen van meer dan 60 kW.
De energie haalbron voor deze is een openbron, grondwater wordt aan de ene zijde uit de bodem omhoog gehaald, door een warmtewisselaar geleid en aan een andere zijde weer terug de bodem in gebracht.
Alternatief energiebronnen voor water/water: WKO (Warmte Koude Opslag), rest warmte van industrie, koelwater van energiecentrale, oppervlaktewater.
latielucht.Water -water toepassing uitleg
Een praktijk voorbeeld (WP met gesloten bron)
–stap 1– Het maken van een bron voor de warmtepomp
Er worden gaten in de grond geboord van 30 tot 100 meter diep, hierin laat men buizen zakken die onderaan aan elkaar zitten (een soort U vorm dus). De geboorde gaten zitten minimaal 5 meter uit elkaar.
Bij meerdere boringen worden de buizen aan elkaar gemaakt , het best door een ‘verdeler’ in de woning nabij de warmtepomp. Maar deze ‘verdeler’ kan ook in een put in uw tuin worden aangebracht, ook kan gekozen worden voor een ’tichelman*’ koppeling. (*tichelman = gelijke lengte aan- en afvoer / elke lus de zelfde weerstand) Lees ook: kosten tuinaanleg.
Een verdeler in de woning heeft als voordeel dat mocht er ooit iets met 1 van de boringen mis zijn, je dit snel kan waarnemen m.a.w. de controle op je bron is beter. Ook kun je makkelijker per lus de bron ontluchten.
Middels een ‘gewone waterpomp’ wordt water (voorzien van 30% glycol om bevriezing te voorkomen) rond gepompt door de buizen in de grond naar een platenwisselaar (verdamper) in de ‘warmtepomp’.
Verdere info met betrekking tot Boren/bron treft u op de bron pagina.
–stap 2– Het aanbrengen van het ‘afgifte systeem’
Uw huis wordt voorzien van een laagtemperatuur afgifte systeem zoals bijvoorbeeld vloerverwarming, wandverwarming en LT (Lage Temperatuur) radiatoren / convectoren.
Door de aanvoertemperatuur, om uw huis te verwarmen, zo laag mogelijk te kiezen (max. 35°C) wordt een zo goed mogelijk rendement (COP) van de warmte pomp verkregen.
Een ‘gewone waterpomp’ pompt water door de vloerverwarmingsbuizen naar een platenwisselaar (condensor) in de ‘warmtepomp’.
Let erop dat uw installateur voldoende slang aanbrengt ( zgn. hoofdverwarming systeem LT) anders wordt uw woning niet voldoende warm met deze lage temperatuur aanvoer.
Een laagtemperatuur afgiftesysteem is dus noodzakelijk, uw CV- ketel zondermeer vervangen door een warmtepomp kan dus niet. Gewone radiatoren functioneren namelijk niet goed met lagere aanvoer temperatuur*. * Er zijn tegenwoordig wel LT-radiatoren/convectoren op de markt verkrijgbaar / en als een radiator flink over bemeten is (voldoende goot) dan lukt dat soms ook.
–stap 3– Het plaatsen van de warmtepomp
Warmtepomp installatieDe installateur plaatst de warmtepomp met eventueel een boiler voor warmtapwater en een buffer* om voldoende circulatie te waarborgen.
De slangen van de vloerverwarming worden bij elkaar gebracht op een ‘verdeler’.
De ‘bron’ wordt aangesloten op de warmtepomp en de installatie leidingen worden aangesloten, het systeem wordt gevuld en goed ontlucht.
..spanning (stroom) erop en de warmtepomp kan in bedrijf worden genomen.“En vanaf nu wordt uw huis en tapwater verwarmd met een warmtepomp”.
*buffer is alleen noodzakelijk als groepen nageregeld worden (dicht kunnen lopen) Het naregelen per vertrek biedt wel meer comfort en is dus aan te raden.
Gesloten Bron (brine/water) horizontale collector
Een horizontale collector bestaat uit kunststofbuizen die c. a.. 1.2 m tot 2 meter diep in de tuin liggen. Door deze buizen stroomt brinewater* van de warmtepomp. Dit water zal worden opgewarmd door de warmere aarde.
De opbrengst bedraagt gemiddeld 10 tot 25 W per meter buis.In Nederland wordt deze methode bijna niet toegepast:
1. Je moet veel ruimte beschikbaar hebben
2. De opbrengst per meter slang is gering
3. Een boring komt vaak toch goedkoper uit
In bijvoorbeeld Duitsland wordt deze methode vaker toegepast, omdat daar meer ruimte beschikbaar is en het boren daar zowat dubbel zo duur is dan bij ons vanwege ‘gesteente’ dat daar ook in de bodem voorkomt.Ook zijn er zogenaamde ‘manden’ op de markt die als collector in de grond worden gebracht. De opbrengst hierbij is beperkt, tenzij je natuurlijk voldoende manden plaatst. (zie ook de bron pagina).
*Brinewater is water met een antivries toevoeging (doorgaans 30% glycol)
Gesloten bron (brine/water) Verticale collector(s)
Wanneer men over een klein grondoppervlak beschikt, kan men warmte aan de aarde onttrekken via verticale aardsondes (meest toegepast in NL).
In één of meerdere boringen die tussen 25 en 110 m diep zijn worden kunststofbuizen neergelaten waardoor het water van de warmtepomp circuleert en de warmte opneemt. De boringen dienen minimaal 5 meter uit elkaar te liggen.
Voordeel: onderhoudsvrij systeem
De opbrengst per meter boring:
Voorbeeld: de eerst meters diepte in de klei brengen bijvoorbeeld 25 watt op per meter, de volgende meters in fijn zand 35 watt, de volgende meters grof zand 67 watt, dan weer een laag van 30 watt, enz. Gemiddeld moet je denken aan 40 watt per meter boring. Maar dat is dus per gebied/plaats in Nederland verschillend.
Andere vorm van verticale collectors
Er zijn tegenwoordig ook heipalen die zijn voorzien van collectors (in de beton) de slangen uit deze heipalen kunnen aan elkaar worden gekoppeld en dienst doen als collector.
Hierbij moet wel een extra beveiliging worden getroffen! Als u namelijk te veel warmte ontrekt bestaat de kans dat het grondwater om de heipaal heen gaat bevriezen, hierdoor zet dit grondwater uit en kan dit uw heipaal ‘van de kleef’ drukken zodat uw woning/gebouw geen goede fundering meer heeft en uiteindelijk kan verzakken.
Tevens is tevoren minder nauwkeurig te bepalen hoeveel meter collector er zal zijn. Als een heipaal niet verder de grond ingeslagen kan worden stopt men de hei en wordt de paal ingekort. (koppensnellen) Het aantal meters kan dan te weinig zijn en tevens kan tijdens het ‘koppensnellen’ de collector beschadigd raken.
Maar de ontwikkeling staat niet stil… dus wie weet horen we hier in de toekomst meer van.
Open bron (water/water)
Bij deze methode wordt grondwater opgepompt en door een warmtewisselaar gestuurd, aan de secundaire (andere) kant van naar de wisselaar loopt een ciruit naar de verdampervan de warmtepomp.
Het afgekoelde water wordt daarna op een andere plaats weer de bodem ingebracht.
(Er loopt dus een circuit van bronwater naar platenwisselaar, + circuit van platenwisselaar naar warmtepomp / op deze manier kan het bronwater, wat vervuild kan zijn, nooit in de warmtepomp komen)
Een goede (bron)waterkwaliteit en het water niet in aanraking laten komen met de buiten lucht is van groot belang voor een goede werking van dit systeem.
Noot: Bij alle typen warmtepompen dient in de leiding, voordat het water de platenwisselaar bereikt, een vuilfilter te zijn opgenomen.
Voordeel open bron: De watertemperatuur uit deze bron zal hoger zijn dan die in een gesloten bron, hierdoor is het rendement (COP) van de warmtepomp hoger dan bij een gesloten bron.
(Vaak haal je hierdoor met dezelfde warmtepomp ook meer afgegeven vermogen, dan bij een gesloten bron)Nadeel: Doordat grondwater nooit helemaal zuiver is moet jaarlijks onderhoud worden gedaan aan het bronsysteem (filters reinigen / bodem wisselaar onder druk inspuiten waardoor eventueel dicht gesleepte gaatjes weer open gaan)
Een openbron is doorgaans bij vermogens t/m 60 kW ook altijd duurder in aanschaf dan een gesloten bron.
Voor een woning zal dus niet snel een openbron worden gebruikt.
Warmte koude opslag / WKO
In de bodem zijn 2 ‘bellen’ een warme bron en koude bron
In de winter wordt warmte uit de warme ‘bel’ naar boven gepompt en teruggebracht in de koude ‘bel’. In de zomer net andersom koude wordt naar boven gepompt voor koeling en het opgewarmde water wordt terug gebracht in de warme bron.
Bron in oppervlakte water
Dit kan in Nederland een riskante methode zijn,
soms gaat het goed soms ook niet.
Voordeel bodem warmtepomp; PASSIEF KOELEN
Een bijkomend voordeel van een water/kwater warmtepompsysteem is dat je in de zomer, alle vertrekken waar vloerverwarming ligt, passief kan koelen, dus zonder de compressor hiervoor nodig te hebben.
Je kan dan namelijk het water uit de bron (met scheiding d.m.v. een platenwisselaar)
gebruiken voor koeling: U kan water van 18°C door uw vloerverwarmingsbuizen sturen om zodoende uw huis te koelen (lager dan deze 18° is niet aan te bevelen i.v.m. condensvorming op uw vloer). In de praktijk zien we vaak dat bij een buitentemperatuur van 30°C met een dergelijk systeem de woning op 23°C wordt gehouden, wat bij deze buitentemperatuur een aangename warmte is.Ook zijn er nog andere mogelijkheden tot passief koelen, te denken valt bijvoorbeeld aan een ‘koelplafond’ het betonnen plafond is dan ook voorzien van ‘slangen’ waardoor in de zomer het koele water wordt gestuurd. Omdat uw plafond kouder is valt (natuurlijke wet) de koude naar beneden (omdat warme lucht stijgt). Deze laatste vorm vergt natuurlijk wel een extra investering.
Als u de warmtepomp naast verwarming dus ook voor koelen gebruikt heeft dit, naast dat uw huis gekoeld wordt in de zomer, nog een extra voordeel. De warmte uit uw huis wordt dan namelijk in de zomer naar de bron gebracht. Hierdoor wordt de bron (grondbodem) weer opgewarmd (van meer energie voorzien) deze energie (warmte) kunt u in de winter weer gebruiken en uit de bron terug halen middels de warmtepomp.
Noot: t.a.v. passief koelen: Koel nooit uw badkamer mee, deze zal namelijk slecht drogen, vochtig blijven, als u daar koelt. Bovendien vindt het menselijk lichaam het niet prettig om te douchen in een koele ruimte.
Nog een noot: Als u een plavuizen vloer heeft en u deze tijdens een hete zomer, als uw passief koeling aan het werk is, gaat dweilen zal de vloer slecht drogen.
Temperaturen van een bron
Op de afbeelding links ziet u een voorbeeld van het temperatuur verloop zoals dat in een gesloten bron kan zijn gedurende het jaar / jaren.
Uiteraard is dit een voorbeeld hoe het zou kunnen zijn. Een en ander is sterk afhankelijk van de plaats waar u zit en hoeveel verticale collectors zijn aangebracht. Sommige bronboorders geven garantie op de temperatuur over 25 jaar.
Bron grafiek: Senternovem
De temperatuurvariatie van een ‘open bron’ over het jaar gezien is veel kleiner. Een open bron in Nederland is meestal tussen de 5 en 12 graden Celsius naargelang de diepte en locatie
Ricardo Booms
