Warmteopslag in woningen
Voor een efficiënte en comfortabele warmtevoorziening in woningen is opslag van warmte vaak noodzakelijk. Het is gebruikelijk om warmte op te slaan in water, maar er zijn ook alternatieven.
Water: de klassieke opslagmethode
Water kan veel warmte opnemen. Daarom is water zeer geschikt voor warmteopslag. In veel huishoudens is dan ook een opslagvat voor warm water te vinden, meestal om het warmwatercomfort te vergroten. Maar wanneer duurzame energie wordt gebruikt voor de warmtevoorziening, is zo’n opslagvat van belang voor het rendement van de installatie. Duurzame warmte (bijvoorbeeld van de zon) is immers niet altijd voldoende beschikbaar op het moment van de warmtevraag.
Energieverlies is het grootste probleem bij energieopslag in water. Het water zelf én de metalen waarvan het opslagvat is gemaakt, geleiden warmte goed en geven die dus gemakkelijk af aan de omgeving. Dit is bij opslag natuurlijk niet gewenst. Daarom moeten opslagvaten extreem goed geïsoleerd worden. Ze nemen dan ook veel ruimte in.
Bodemopslag: zomerwarmte ’s winters gebruiken
De voorwaarden voor warmteopslag – ruimte en isolatie – zijn in de ondergrond meestal volop beschikbaar. Daarom is opslag in de bodem een interessant alternatief voor een opslagvat. Het principe is eenvoudig: in de zomer wordt koud water uit de bodem gebruikt om een gebouw te koelen. Op hetzelfde moment wordt opgewarmd water teruggepompt. ’s Winters is de situatie precies omgekeerd: relatief warm water in de bodem wordt gebruikt om het gebouw te verwarmen en het afgekoelde water wordt teruggepompt in de bodem.
De maximumtemperatuur van het water dat in de bodem wordt teruggepompt is echter beperkt. Bij een hoge temperatuur worden de energieverliezen groter. Ook is het denkbaar dat hoge temperaturen een negatieve invloed hebben op de drinkwaterkwaliteit. Uit voorzorg is het daarom wettelijk niet toegestaan om warmte van een hoge temperatuur in de bodem op te slaan. Een warmtepomp is nodig om in de winter een voldoende hoge watertemperatuur te krijgen, waarmee het gebouw verwarmd kan worden.
Opslag in de gebouwconstructie
Een gebouwconstructie kan zelf ook warmte vasthouden. Dit effect kan bewust worden gebruikt. Door slim materiaalgebruik (bijvoorbeeld met Phase Change Materials of PCM’s) kan de ‘thermische massa’ van een gebouw worden vergroot. Het gebouw wordt dan minder gevoelig voor temperatuurschommelingen. Op een warme zomerdag loopt de temperatuur maar langzaam op, terwijl de invallende zonne-energie wordt gebufferd in de gebouwconstructie. ’s Nachts wordt de warmte weer langzaam afgegeven. Zo treedt minder snel oververhitting op. In de winter zorgt de grote thermische massa er juist voor dat het gebouw ’s nachts minder afkoelt, zodat ’s ochtends minder energie nodig is om het gebouw te verwarmen.
