Het afgeschermde gedeelte is bedoeld voor onze leden. Hier kunnen ze extra informatie vinden over vergaderingen, extra documentatie over alles met betrekking tot bodem energie en nog veel meer handige informatie. Wilt u ook lid worden? Neem dan contact met ons op.

Werkingsprincipe

Om de bodemwarmte als bron te benutten, kunnen zowel open- als gesloten bronnen worden toegepast. Hierdoor is het mogelijk om in de bodem opgeslagen warmte te benutten.
De aardbodem slaat de door de zon ingestraalde warmte op waardoor er al vanaf een geringe diepte een vrij constante temperatuur van 10 à 12°C heerst. Er zijn een aantal soorten bodemwarmtewisselaars te onderscheiden:

  1. De horizontale bodemwarmtewisselaar is gemakkelijk aan te leggen en levert een goed jaarrendement. De bodemwarmtewisselaar dient te worden gedimensioneerd aan de hand van de plaatselijke bodemgesteldheid. Het nadeel is wel dat er een relatief grote oppervlakte nodig is. Deze is bij de meeste woningen in Nederland vaak niet beschikbaar.
  2. Indien de benodigde grondoppervlakte niet beschikbaar is, kan de bodemwarmtewisselaar verticaal worden ingebracht. De monobron (of sonde) vergt een gedegen bodemanalyse vooraf, en een nauwe samenwerking met een grondboorbedrijf dat ervaring heeft op dit terrein.
  3. Ook  worden er in Nederland open bronsystemen, zogenaamde aquifers toegepast tot een diepte van 20 tot 80 m. De juiste diepte, het aantal en de afstand tussen de bronnen is afhankelijk van de bodemgesteldheid, de beschikbare ruimte en de uiteindelijke warmte- en koudeonttrekking.
  4. In een aantal gevallen is het mogelijk open water of oppervlaktewater als bron te gebruiken voor de warmtepompinstallatie. Hierbij valt te denken aan rivieren, beken of zeewater. Aandachtspunt is overleg met de betreffende autoriteiten over het gebruik.

Met de eerste drie systemen kunnen in de zomer de bronnen worden geregenereerd. Hiermee wordt het mogelijk de overtollige warmte in de woning (het gebouw) af te voeren (koelen) en de bron hiermee op een hoger temperatuurniveau te brengen. Het installatierendement stijgt bij het verwarmen van de woning en kantoorgebouwen in de wintersituatie.

Gesloten systemen, bodemwarmtewisselaar

Om de warmte uit de bodem te halen kan gebruik worden gemaakt van een gesloten bronsysteem, bestaande uit kunststof leidingen (de collector), gevuld met een antivriesmengsel (water/glycol, sole). Dit gesloten bronsystemen kan worden toegepast bij woningbouw. De methodiek voor het berekenen en dimensioneren van bronnen is beschreven in ISSO-publicatie 73. In Tabel 1.  zijn richtwaarden opgenomen voor het onttrekkingsvermogen voor horizontale bodemwarmtewisselaars.

Tabel 1. Richtwaarden onttrekkingsvermogen horizontale bodemwarmtewisselaars

Bodem Onttrekkings
vermogen
(richtwaarden)

 
Droge zandgrond
 
10-15 W/m2
 
Natte zandgrond
 
15-20 W/ m2
 
Droge leemgrond
 
20-25 W/ m2
 
Natte leemgrond
 
25-30 W/ m2
 
Grondwatervoerende grond
 
30-35 W/ m2



De laatste jaren zijn er veel ontwikkelingen geweest op het gebied van dimensionering, materiaal, productie en kwaliteitsboring van de grondcollectortechniek. De dimensionering van de grondcollectoren gebeurt aan de hand van de bodemgesteldheid en de verwarmingsbehoefte. Voor horizontale grondcollectoren is een diepte van 1,2 tot 1,5 meter gebruikelijk. Op deze diepte kunnen grondcollectoren het hele jaar door voldoende warmte aan de bodem onttrekken.


Vanwege het relatief grote oppervlak dat nodig is voor horizontale grondcollectoren wordt in Nederland vaak gebruik gemaakt van verticale grondcollectoren, een zogenaamde ‘sonde’.  Bij dit type bron wordt geboord tot op een diepte van 30 tot 70 m.

De temperatuur van het Nederlandse grondwater ligt tussen de 10°C en de 12°C op 30 - 70 m. Het voordeel van grondwater als bron is de hogere temperatuur die na langere periode beschikbaar is. De kosten per woning vallen lager uit wanneer meerdere woningen gebruik maken van één bron. Als aandachtspunten kunnen de bodemwaterkwaliteit en de benodigde vergunningen worden genoemd. Richtwaarden voor mogelijke specifieke onttrekkingsvermogens voor bodemwarmtesonden zijn weergegeven in Tabel 2. De waarden gelden per geboorde meter voor dubbele-U-buissonden met ca. 2.000 draaiuren, conform VDI 4640 blad 2. Zie ISSO-publicatie 73 voor de berekeningsmethodieken.


Tabel 2. Richtwaarden onttrekkingsvermogens voor bodemwarmtesonden

Ondergrond Specifiek Warmte onttrekkingsvermogen*
(conform VDI 4640 blad 2)
Algemene richtwaarden
Slechte ondergrond (droog sediment) (<1,5W/(m.K))
 
20 W/m
 
Normale ondergrond vast gesteente en met water verzadigd Sediment (1,5 < sed < 3,0 W/(m.K))
 
50 W/m
 
Vast gesteente met hoog warmtegeleidingsvermogen (>3,0 W/(m.K))
 
70 W/m
 
Types gesteente
Kiezel, zand, droog
 
<20 W/m
 
Kiezel, zand, watervoerend
 
55-65 W/m
 
Klei, leem, vochtig
 
30-40 W/m
 
Kalksteen (massief)
 
45-60 W/m
 
Zandsteen
 
55-65 W/m
 
Zure stollingsgesteenten (bv. graniet)
 
55-70 W/m
 
Basische stollingsgesteenten (bv. basalt)
 
35-55 W/m
 
Gneis
 
60-70 W/m

*(dubbele-U-buissonden; ca. 2.000 draaiuren)
 

 

Open systemen, Aquifer

Bij gesloten open bronsysteem wordt gebruik gemaakt van het grondwater als warmtebron. Hierbij wordt grondwater opgepompt en nadat de warmte is onttrokken wordt het grondwater via een tweede bron in de bodem geïnjecteerd.

Open systemen

Het werkingsprincipe van energieopslag in de bodem is eenvoudig. Koude en/of warmte wordt opgeslagen in een watervoerende zandlaag (aquifer) in de bodem. Met behulp van bronnen kan het grondwater uit de aquifer worden opgepompt en weer in de aquifer worden geïnfiltreerd.
’s Winters wordt winterkoude opgeslagen in de koude bron met een temperatuur van circa 8°C.’s Zomers wordt het koude grondwater uit de koude bron opgepompt en gebruikt voor koeling van een gebouw of een proces. Het grondwater neemt de warmte uit het koelcircuit in het gebouw op en wordt met een temperatuur van 15 à 20°C in de warme bron geïnfiltreerd.


 
Het grondwatercircuit en het gebouwcircuit zijn gescheiden door een warmtewisselaar (TSA).
Koelen met opgeslagen koude kost slechts 10% van het vermogen van een koelmachine. Samen met de elektriciteit voor het laden van koude is een besparing mogelijk van 40 - 80% op het elektriciteitsverbruik voor koeling in vergelijking met een koelmachine.
Warmte/koudeopslag in combinatie met een warmtepomp bespaart circa 50 procent op de energie voor verwarmen en koelen in vergelijking met een klassieke installatie, bestaande uit een ketel en koelmachine.
De levensduur van de bronnen, de terreinleidingen en warmtewisselaar is tenminste 25 à 35 jaar. Voor een luchtbehandelingsysteem, koeltorens, pompen, de regelinstallatie en dergelijke wordt uitgegaan van een levensduur van 15 jaar.


________________________________________
Hieronder treft u een filmpje als voorbeeld van het werkingsprincipe in verschillende situaties
Wij nodigen u graag uit het filmpje te bekijken.
Klik op het filmpje om het te starten.