Welke grondsystemen voor warmtepompen zijn er?

Wanneer u een warmtepomp met grondboring overweegt zijn er verschillende systemen/bronnen waar u uit kunt kiezen. In deze blog bespreken we de horizontale, de verticale, en de open bron.

Horizontale bron

Horizontaal grondsysteem, dit is een buizen systeem wat horizontaal is in gegraven tussen 0,8 en 1,6 meter diep en ca. 0,8 tot 1,2 meter uit elkaar. De zon verwarmt onze atmosfeer en de bovenste laag (5-7 meter)van de aardkorst. De jaarlijkse hoeveelheid zoninstraling komt overeen met 50 keer het totale energiegebruik. De gemiddelde zoninstraling per jaar op 1 m² aardoppervlak bedraagt ongeveer 1.000 kWh (3.600 MJ). De rest van de aarde wordt verwarmd door de kern. De warmte die in de eerste 6 meter van de grond zit, heeft dus niet veel met aardwarmte te maken, de “geowarmte” uit de diepere aardlagen is bovenaan te verwaarlozen. Het is dus ook niet handig bomen of struiken te planten op het terrein waar het horizontale systeem is ingegraven. De buis lengte is vaak vele malen langer dan bij een verticaal systeem.

Bij een schatting van 10Watt¯1 m tot 15Watt¯1 m zit je vaak niet ver naast de werkelijkheid, de grondsoort speelt een rol en vergeet niet, dat het aantal draaiuren van de warmtepomp zelfs een hele grote rol speelt in het ontwerp van de lengte. Een nadeel is dat de grondtemperatuur in de winter kan dalen tot 4°C juist op het moment dat vraag het grootst is. Verdeel het hele systeem in een aantal gelijke lussen die zijn aangesloten op een verdeler.

Men kan zowel de buizen (Tyleen), als de verdeler leveren, gebruik in de grond zo weinig mogelijk koppelingen, zijn ze wel nodig pers ze dan af voor controle en maak een tekening van de positie waar ze zitten. In het grondsysteem zit een antivriesproduct meestal een glycol mengsel wat voorkomt dat het systeem kan bevriezen. Men kan ook het glycol mengen voor u uit voeren.

Een horizontaal systeem is vaak veel groter dan een verticaal systeem, het kan zijn dat de circulatiepomp in de warmtepomp te klein is en het niet goed kan rondpompen, vraag dan naar een warmtepomp zonder circulatiepomp en plaats zelf een juiste pomp. Vergelijk direct installateurs in Breda, Apeldoorn, Nijmegen en Haarlem.

Verticale bon

Voor woonhuizen is een verticaal systeem (vbww verticale bodem warmte wisselaar) het meest toegepast, het is onderhoudsvrij. Kantoren en andere grotere gebouwen kiezen om die reden steeds vaker voor een gesloten verticaal systeem.

Wat is nu een gesloten systeem, het zijn lussen van thyleen die tot soms wel 150m diep in de grond komen, de brijn (water met glycol) die daar door heen stroomt wordt opgewarmd door de grond, de warmte die zo aan de grond wordt onttrokken moet door de aarde weer worden aangevoerd. Is dat niet in evenwicht dat gaat de gemiddelde temperatuur langzaam naar beneden, in het begin is dat vaak nog niet aan de orde maar met een aantal jaren is dat zeker merkbaar.

De warmtepomp moet daardoor langer draaien om uw huis te verwarmen, met als gevolg een hogere stroom rekening.

U kunt dat voorkomen door te vragen naar een berekening van het grondsysteem op basis van ISSO 73. Voordat men u een goed systeem kan aanbieden, moet u als klant een aantal gegevens verstrekken zoals, heeft uw buren een grondsysteem of gaan uw toekomstige buren een grondsysteem aanleggen, als de systemen dichter dan 20m op elkaar komen, is dat een belangrijke factor voor de berekeningen, zo zijn er nog vele ander factoren die een rol spelen.

Nog een belangrijk gegeven is het aantal draaiuren van de warmtepomp, of de pomp ook warm tapwater moet maken en het aantal koeluren. Daarom is een juiste warmteverlies berekening belangrijk, het is de basis waaruit wordt gestart.

Bij een boorgat van 150m kom je diverse grondlagen tegen, elke grondsoort heeft zijn specifieke eigenschappen van afgifte waarbij het grondwater een rol speelt, door de grondwater stroming is de aanvoer van warmte goed, maar er zijn grondsoorten zoals klei en keileem waarbij de grondwaterstroming slecht is, in het begin ontrekt de vbww wel warmte maar het wordt niet aangevoerd door grondwater, dus put de grond uit. Om dit te verhelpen kun je er zomers warmte in stoppen, het huis wordt koel en de warmte gaat terug de grond in. Maar een woonhuis of kantoor kan door zomers te koelen het nooit weer aanvullen tot de begin waarde, dit noemt men 100% regeneratie. Bij een berekening blijkt dat het meestal maar 15% tot 25% is, met uitzonderingen daargelaten.

Is een 100% regeneratie dan wel mogelijk, zeker maar het vraagt wel om maatregelen door b.v. zonnewarmte terug laten vloeien door de wisselaar (denk aan zonneboiler panelen). In een omgeving met een kleiige ondergrond kan je haast niet anders.

Open bron

Grondwater heeft tot de eerste 100meter nagenoeg de zelfde temperatuur van ca. 11°C , daarna gaat het elke 100m een paar graden omhoog. Een openbron geeft de warmtepomp een constante aanvoer temperatuur, vaak zie je in de specificatie van een merk warmtepomp twee verschillende COP waarden, de hoogste is voor een openbron en de andere voor een VBWW die een lagere gemiddelde temperatuur geeft.

Wat is een openbron, de grondboorder moet een juiste watervoerende laag opzoeken, daar komt een filterbuis in die omstort wordt met filterzand, daarboven komt een kleiprop voor de afsluiting.

De besturingkast controleert, of de pomp bij stilstaande perioden niet vast gaat zitten, wat de betrouwbaarheid te goede komt. De pomp keuze is afgestemd op het aantal te leveren liters en leiding weerstand. Naast een pompput moet er ook een infiltratieput komen, meestal op een afstand van 60m, korter kan ook, maar dan komen ze op verschillende dieptes.

Een nadeel van een openbron is dat er op termijn onderhoud nodig is, de pomp kan vervuilen of stuk gaan en het filter van de pompput of infiltratieput kan dicht slippen.

Dat is ook de reden dat steeds meer grote woningen of kantoren kiezen voor een gesloten systeem (vbww).