Zelf Bouwen ? Geothermische warmtepompen

Geothermische warmtepompen gebruiken de bodem als warmtebron. Je hebt de keuze tussen drie systemen: via een horizontaal of verticaal buizennetwerk, of door warmte te onttrekken uit grondwater. Joost Berckx, warmtepompexpert bij Bosch Climate, geeft enkele aandachtspunten mee voor een goede installatie.
 

Ecobouwers advies

Er bestaan ruwweg drie soorten geothermische warmtepompen.

1. Een bodem-waterwarmtepomp met horizontaal captatieveld heeft een goede prijs/rendement verhouding, maar moet exact gedimensioneerd worden en heeft veel grondoppervlakte nodig. Ook de diepte van het grondwaterpeil speelt een belangrijke rol en het risico op schade bij een onprofessionele plaatsing is groot. 
2. Een bodem-waterwarmtepomp met een verticale bodemwarmtewisselaar heeft een hoog rendement en vereist minder oppervlakte. Het boren van de putten maken de installatie kostelijker en moet gebeuren door specialisten met grondige kennis van de ondergrond. 
3. Een water-waterwarmtepomp is een zeer technische en prijzige onderneming. Een dieptepomp en lozingsput zijn noodzakelijk, maar ook dan is er een risico op mankementen. Daarnaast is een vergunning soms moeilijk te krijgen. Vooral bij grotere projecten bewijst de water-waterwarmtepomp zijn nut.

Bij elk type geothermische warmtepomp is vooral een professionele plaatsing een grote factor in het succes van de installatie op lange termijn. Bij een foute plaatsing is de schade vaak omvangrijk en kostelijk. Bovendien worden fouten door de ondergrondse ligging vaak pas jaren later opgemerkt.

 

Geothermische warmtepompen halen hun warmte uit de aarde. De warmte kan op grote diepte worden gewonnen, via aardwarmte of grondwater, maar evengoed dichter bij het grondoppervlak. Grofweg bestaan er  drie types geothermische warmtepompen: 

Een bodem-waterwarmtepomp met een horizontaal captatieveld onttrekt op een diepte van ongeveer anderhalve meter de warmte via een horizontaal gelegd buizenstelsel.

 

Een bodem-waterwarmtepomp met een verticale bodemwarmtewisselaar onttrekt warmte op grote diepte uit de ondergrond via één of meerdere aardsondes.

 

Een water-waterwarmtepomp onttrekt warmte uit opgepompt bodemwater.

De warmtepompen zelf verschillen weinig van elkaar. Het grote verschil zit in de warmtebron. Het is erg belangrijk om hier voldoende aandacht aan te schenken: een foute keuze of onprofessionele installatie kan je namelijk heel wat geld kosten. En een warmtepomp is sowieso al een gedegen investering.
De warmtepompexpert van Bosch Climate geeft per type de belangrijkste aandachtspunten mee.

Warmtepomp met horizontaal captatieveld

Het grote voordeel van een warmtepomp met een horizontaal captatieveld is dat de verhouding prijs/rendement zeer goed zit. Het captatienet bestaat uit een buizennetwerk van kunststofbuizen die ongeveer 1,2 tot 1,5 meter diep in de tuin liggen. Door deze buizen stroomt een vloeistof (water-glycol) die de warmte van de aarde opneemt en verder naar de warmtepomp voert. Die zet de aangevoerde warmte om in een aangename temperatuur voor je woning en warm leidingwater. Het is een gesloten cyclus die weinig energie vraagt. 

Het is cruciaal dat het captatieveld correct gedimensioneerd wordt en met kennis van zake aangelegd wordt.

Waar moet je op letten?

Belangrijk bij het gebruik van een horizontaal captatieveld, is dat er niet te veel warmte wordt onttrokken uit de bodem door een slechte dimensionering. 

 

“Gebeurt dat niet, dan zal de warmtepomp elk jaar moeten werken met een steeds kleiner wordende brontemperatuur en na gemiddeld 3 jaar is de ondergrond één blok ijs met een temperatuur van – 8° C. De bouwheer wordt dan opgezadeld met torenhoge energierekeningen. De enige oplossing voor het probleem is extra leidingen in de ondergrond laten leggen, wat natuurlijk extra kosten met zich meebrengt.”

Het berekenen en leggen van een horizontaal captatieveld is werk voor specialisten met de nodige ervaring. “We zien het vaak,” verduidelijkt Joost Berckx, “ Elke bouwheer heeft wel een nonkel of vriend die in het bezit is van een graafmachine, om zo kosten te sparen. Wij kunnen na de werken niet meer nakijken op welke manier de leidingen werden gelegd en er zijn dus veel problemen. De leidingen werden niet volledig horizontaal gelegd, waardoor er luchtzakken achterblijven in de lussen. Of de oppervlakte werd te klein berekend. Of de lussen werden niet diep genoeg in de ondergrond gelegd. Op termijn - en dat kan jaren duren - zal de aarde bevriezen. De kosten die men dacht uit te sparen komen met vertraging en in een veelvoud terug”.

“Om problemen te voorkomen kiezen wij steeds voor de nodige marges, en zullen we de bron overdimensioneren. Concreet betekent dit: meer meters leiding onder de grond. Het is een soort verzekering om onheil te voorkomen."

Een tweede aandachtspunt is de begroeiing boven het capatatieveld. Diepwortelende bomen en struiken, een tuinhuis of een terras kun je best vermijden. Een open grasperk zal meer energie opvangen door de invallende zon en regen. Die energie is nodig om de bodem voldoende te laten regenereren in de zomer, zodat hij in de winter weer warmte af kan geven.” 

Even belangrijk is dat het buizennetwerk voldoende diep ligt. “Het buizennetwerk moet in het grondwater liggen om een goede warmteontrekking te verkrijgen. Als het grondwater zich op 1.5 m diepte bevindt zal het veel tijd, geld en energie kosten om de lussen te leggen en dan is het misschien interessanter om een ander type warmtepomp te kiezen. Liggen de lussen boven het grondwaterpeil, dan zal het rendement lager liggen. Ook dan zal een ander type warmtepomp misschien interessanter zijn.” 

Warmtepomp met verticale bodemwarmtewisselaar

Als er weinig ruimte beschikbaar is, is een horizontaal captatieveld sowieso geen optie. Een warmtepomp met verticale bodemwarmtewisselaar is dan een aantrekkelijk alternatief. Ook hier is vakmanschap vereist om de bron goed te dimensioneren en de installatie goed te laten verlopen.

Waar moet je op letten?

De boringen vormen het hart van de hele installatie. Voor een gemiddelde nieuwbouwwoning gaat het om 1 à 2 boringen, tussen de 50 en 150 meter diep. Warmtepompexpert Bosch Climate: “Het aantal en de diepte hangt af van de warmteverliezen van het gebouw en de plaatselijke geologie. Dat kan erg verschillen van streek tot streek. Limburg en de Kempen hebben bijvoorbeeld een betere ondergrond dan West-Vlaanderen. De berekening moet daarom gebeuren door een specialist met grondige kennis van de ondergrond. Op basis van het aantal aantal verwachte draaiuren van de warmtepomp zal hij de putboringen dimensioneren.“

Na de dimensionering is het vakkundig plaatsen van de warmtewisselaar in de bodem het volgende karwei. “Een goede putboorder zal kiezen voor een PE-leiding in de vorm van een dubbele U-lus.

Die methode heeft als voordeel dat er een back-up circuit ligt, voor het geval dat het eerste circuit onverwacht beschadigd zou raken. Sommigen doen dat niet en dan is de prijs goedkoper. Maar het financieel risico bij schade ligt ook hoger.” 

“Nadien zal de put gevuld worden met een betonmengsel: betoniet. Dit mengsel zorgt voor een goede geleidbaarheid tussen de bodem en de aardlussen zonder dat de bodem verontreinigd wordt. Er doen geruchten de ronde van putboorders die de putboring gewoon met aarde en grind opvullen, maar dat is wettelijk niet toegestaan. Als je warmtepompinstallateur samenwerkt met een ervaren putboorder met goede referenties, dan zit je gegarandeerd goed.”

Vaak is een geothermische warmtepomp met diepteboring een interessantere optie dan een horizontaal captatieveld: een hoger rendement, minder grondbeslag, en de plaatsing is minder gevoelig voor fouten. Bovendien worden al meer dan 40 jaar warmtepompen met verticale sondes geplaatst. Problemen komen zelden voor.  

 

Water-waterwarmtepomp

Een water-waterwarmtepomp onttrekt warmte uit het grondwater, dat ook in de winter nog een temperatuur heeft tussen de 7 en 12°C. De constante temperatuur garandeert je een hoog rendement. 

Toch is dit systeem weinig populair bij gezinswoningen. Niet enkel de prijs, maar ook de complexiteit van het oppompen en afvoeren van het grondwater spelen daarbij een grote rol. Andere type warmtepompen zijn vaak goedkoper en meer geschikt voor je woning.

Waar moet je op letten?

Om warmte te kunnen onttrekken uit het grondwater heb je een dieptepomp nodig die het water uit de grond pompt en een lozingsput waarin het gebruikte grondwater nadien terechtkomt. Er moeten dus twee diepe putten geboord worden. Joost Berckx: “Het debiet ligt gemiddeld op ongeveer 2000 liter/uur grondwater. Je hebt dus een zware dieptepomp nodig om al het grondwater op te pompen. Dit vraagt veel elektrische energie; ongeveer 750W (5 euro per dag bij continue gebruik, red.). Bovendien: hoe dieper het grondwater zich bevindt, hoe meer elektriciteit er nodig zal zijn om het water op te pompen.”
 

In tegenstelling tot een warmtepomp met verticale of horizontale bodemwarmtewisselaar is een water-waterwarmtepompsysteem met grondwater geen gesloten systeem. Joost Berckx: “Grondwater bevat verontreinigingen die de verdamper van de warmtepomp kunnen verstoppen. Bodem-warmtepompen hebben daar geen last van, omdat het glycolmengsel in een gesloten circuit rondgepompt wordt. Daarom werken we bij Bosch Climate met een externe warmtewisselaar: om schade te voorkomen. Dat vraagt dan weer een extra kost.”

Een ander aandachtspunt is de lozingsput: “In het verleden werd het afgekoelde grondwater in rioleringen, grachten en vijvers geloosd. Dit was dwaas. Grondwater dat dikwijls jaren nodig had om in de specifieke grondlagen te geraken werd gewoon geloosd en afgevoerd. Gelukkig is het vandaag verplicht om te bewijzen dat het grondwater opnieuw op de correcte diepte in de aardlaag geïnjecteerd werd. Misbruik valt echter niet altijd uit te sluiten.”

De lozingsput moet ook voldoende ver van de eerste put af liggen, zodat het koude afgevoerde grondwater niet vermengd kan worden met het warmere aanvoerwater. 

“Het afgekoelde grondwater terug in de ondergrond krijgen is niet vanzelfsprekend. Dit moet via overdruk gebeuren en in heel veel gevallen is de lozingsput na een aantal jaren verstopt. Er zijn vermoedelijk heel wat installaties waar het grondwater via het overdrukventiel toch in de riolering terecht komt, zonder dat de bouwheer hier weet van heeft.”   

Het hoeft dan ook niet te verbazen dat de overheid niet happig is om voor dergelijke uitrustingen nog vergunningen te verlenen. Het systeem is dan ook voornamelijk geschikt voor grotere projecten.