Energie uit de bodem halen met de bodem-water warmtepomp

Zo werkt de bodem-water warmtepomp

Het mooie aan warmtepompen is dat ze slim gebruik maken van uiteenlopende soorten duurzame energiebronnen. Zoals de naam al verklapt, haalt de bodem-water warmtepomp energie uit de bodem. Deze energie gebruikt hij voor de verwarming van je huis en de bereiding van warm tapwater. In de bodem zit warmte van de zon. Deze bodemwarmte heeft een temperatuur van ongeveer 10 - 12 graden Celsius. Dat is alleen nog niet genoeg om een een huis comfortabel te verwarmen. En dat is de taak van de bodem-water warmtepomp: de temperatuur van de grond bruikbaar maken voor het verwarmingssysteem in huis.

Horizontaal vs. verticaal buizensysteem

Zo’n grondgebonden bodem-water warmtepomp heeft een unieke werking. Het begint allemaal bij het buizensysteem. Dit is een netwerk van buizen dat je in de grond aanlegt om energie uit de bron te halen. Het buizensysteem kun je zowel horizontaal als verticaal laten aanleggen. Dit hangt onder andere af van de hoeveelheid ruimte rondom jouw huis.

Als je bijvoorbeeld genoeg ruimte hebt in je tuin (denk aan zo’n 200 tot 400 vierkante meter) zou je voor een horizontaal netwerk kunnen kiezen. In Nederland wordt dit niet veel gedaan omdat er meestal onvoldoende ruimte is. Een verticaal buizensysteem dat de diepte ingaat (tussen de 50 en 150 meter) is hier de meest toegepaste vorm. 

Werking grondwater warmtepomp

Door de buizen in de grond stroomt een brine, dat is water met een antivriesvloeistof zoals glycol. Zo voorkom je dat het water in de buizen bevriest als het heel koud is. De brine neemt de temperatuur (doorgaans 10-12 graden Celsius) van de bodem over, maar dit is nog niet warm genoeg om de woning te verwarmen. De warmtepomp brengt daarna de temperatuur nog meer omhoog tot ongeveer 35-45 graden Celsius. Dat doet hij met hulp van verschillende onderdelen. 

In de verdamper van de warmtepomp wordt de energie die is opgenomen in de brine overgedragen aan het koudemiddel van de warmtepomp. Het vloeibare koudemiddel wordt daarbij gasvormig. Daarna verhoogt de compressor de druk en daarmee ook de temperatuur van het gas. De condensor (een warmtewisselaar) geeft hierna de warmte van het gas af aan het water in de leidingen van het verwarmingssysteem in huis. Bij die warmte-afgifte koelt het koudemiddel ook weer af. Het gas condenseert en wordt zo weer vloeibaar. In een expansieventiel wordt de druk weer verlaagd en verlaagt ook de temperatuur van het koudemiddel tot onder die van het brine en kan de cyclus weer opnieuw beginnen. Zo houdt de warmtepomp alleen met behulp van wat stroom de woning lekker warm.

Deze cyclus is in essentie hetzelfde voor alle soorten warmtepompen. Wil je meer uitleg over de koudemiddelcyclus? Bekijk ons artikel over de lucht-water warmtepomp voor een gedetailleerde uitleg van de werking.

Warmtepomp met grond als energiebron: voor- en nadelen

De bodem-water warmtepomp gebruikt de grond/bodem als energiebron. Dat heeft veel voordelen. Maar helaas brengt het ook verschillende nadelen met zich mee.

Voordelen

• Hoog rendement. Eén van de grootste voordelen aan een grondgebonden warmtepomp zoals de bodem-water warmtepomp, is het hoge rendement. Hiermee bedoelen we verhouding verbruikte stroom tot geleverde warmte. De warmtepomp heeft een hoog rendement als hij veel warmte levert, maar hier zo weinig mogelijk stroom voor verbruikt. Met de bodem-water warmtepomp heb je een hoog en constant jaarlijks rendement. Dat komt omdat de temperatuur van de energiebron (de bodem) op de diepte van de buizen het hele jaar door constant is. Let wel op: de warmtepomp in combinatie met een verticaal buizensysteem biedt een iets hoger en constanter rendement. Deze buizen liggen namelijk dieper dan bij een horizontaal systeem. Daardoor is de bodemtemperatuur nog constanter. De bodem-water warmtepomp heeft een hoger rendement dan de lucht-water warmtepomp en de lucht-lucht warmtepomp.
  
  
• Passieve koeling. Nog een groot voordeel, is dat je met deze warmtepomp in de meeste gevallen passief kan koelen. Deze manier van koelen is heel energiezuinig omdat de compressor niet gebruikt hoeft te worden. Ook regenereer je met passieve koeling de bron. Door in de zomer je woning te koelen, voeg je ook weer energie uit de (warme) woning toe aan de bron. Daardoor stijgt de temperatuur van de bron (de bodem). In de herfst en winter kun je met die energie weer je woning verwarmen. 

• Duurzame vervanging voor de cv-ketel. Laten we vooral ook niet vergeten dat de bodem-water warmtepomp een heel mooi en duurzaam alternatief is voor de gasgestookte cv-ketel. Je verwarmt jouw woning zonder aardgas, een fossiele brandstof. De warmtepomp werkt volledig op stroom en haalt alle energie die nodig is uit de bodem. Zorg wel dat je daarbij ook een contract voor groene stroom afsluit. Anders werkt de warmtepomp namelijk op standaard stroom: dit is stroom uit fossiele brandstoffen.

Nadelen

• Duurder dan niet-grondgebonden warmtepompen. Een grondgebonden type zoals de bodem-water warmtepomp is één van de duurste soort warmtepompen en vraagt om een grote investering. In de laatste alinea van dit artikel lees je meer over kosten en subsidiemogelijkheden voor deze pomp. Als je meer wil weten over de prijzen van andere soorten warmtepompen, bekijk dan onze pagina kosten en subsidie warmtepomp. 
  
  
• Moeilijker te installeren. De bodem-water warmtepomp is lastiger te installeren dan bijvoorbeeld de lucht-water of de lucht-lucht warmtepomp. En daarom zit er ook een aanzienlijk hoger prijskaartje aan vast. Het aanleggen van een ondergronds buizensysteem is namelijk een flinke klus. Voor de graafwerkzaamheden, het aanleggen van het buizensysteem en de installatie van de warmtepomp moet je ongeveer 3 dagen rekenen. 
  
  
• Uitputting van de bron. Als er te veel energie aan de bron wordt onttrokken, dan neemt de temperatuur van de bron af en daarmee het rendement van de warmtepomp. Bij grondgebonden warmtepompen is het daarom vaak nodig om 's zomers te koelen want daarmee wordt de bron weer van energie voorzien.

Belangrijke dingen waar je op moet letten

Met de bodem-water warmtepomp zet je een prachtige stap richting een duurzamere woning. Wel is het zo dat je niet direct in elk huis een warmtepomp kunt plaatsen. Een goede voorbereiding is het halve werk. Dit zijn een aantal belangrijke dingen waar je op moet letten:

• Isolatie en afgiftesysteem. Zorg eerst dat deze twee dingen in orde zijn voordat je besluit een bodem-water warmtepomp te kopen. Hoe beter de isolatie van jouw huis, hoe beter de woning de warmte in huis vasthoudt. En in de zomer blijft het ook nog eens prettig koel. Als jouw dak, vloeren, ramen en wanden goed geïsoleerd zijn dan hoeft de warmtepomp minder hard te werken om je woning lekker warm te houden. De eerste stap naar een warmtepomp is daardoor altijd een hele goede isolatie van je huis. Heb je hier advies over nodig? Neem contact op met onze partner Takkenkamp voor advies op maat. 
  
  Maar ook heeft een warmtepomp een speciaal afgiftesysteem nodig om je woning te verwarmen. De meeste huizen hebben nu nog een radiatorensysteem dat werkt met hoge temperaturen, maar dit is niet geschikt voor een warmtepomp. Warmtepompen werken namelijk met lage temperaturen. Je moet dus ook jouw warmte-afgiftesysteem hierop aanpassen. Lage temperatuur convectoren zijn goed, maar nog beter zelfs is een vloerverwarmingssysteem.
  
  
• Bodemsamenstelling. Waar de bodem rondom jouw huis uit bestaat, heeft invloed op het rendement van de warmtepomp. Bepaalde bodemsoorten kunnen namelijk meer warmte opnemen. Het rendement bij een zandsteenbodem is daardoor bijvoorbeeld twee keer zo hoog dan bij een droge zandbodem. 
  
  
• Vergunning. Het is mogelijk dat je een vergunning nodig hebt voor het laten uitvoeren van de werkzaamheden. Dit kun je checken via jouw gemeente.

Kosten en subsidie warmtepomp met bodembron

Volgens Milieu Centraal zijn de gemiddelde kosten voor een volledig elektrische warmtepomp met bodembron € 28.000,-. Dit is berekend voor een warmtepomp met een vermogen van 8kW. Gemiddeld kun je tussen € 3.750,- en € 5.100,- subsidie krijgen voor een bodemwarmtepomp. Voor de warmtepomp uit dit voorbeeld krijg je € 4.500,- subsidie. Dat scheelt!

Kijk hier voor de subsidiemogelijkheden