Warmtepomp bron
Welke warmtebronnen voor de warmtepomp zijn er?
Een warmtepomp gebruikt de omgeving als duurzame warmtebron. De bron is het systeem waaraan de gewenste energie wordt onttrokken of afgegeven: warmte onttrekken in de winter en warmte afgeven in de zomer (koelen). Warmtebronnen voor warmtepompen zijn er in 3 soorten: lucht, water en bodem. Deze 3 komen voor als ‘natuurlijke’ bron (buitenlucht, grondwater, oppervlaktewater en bodemwarmte). Lucht en water kunnen ook bronnen zijn van restwarmte (afvalwarmte uit ventilatielucht, uit afvalwater of uit industriële processen).
Welke warmtebronnen zijn er?
Lucht
Bodem
Lucht en zon
Lucht als bron
Eind jaren ’70 van de vorige eeuw verscheen de allereerste warmtepomp die buitenlucht als warmtebron gebruikte. Deze techniek was gebaseerd op airconditioning.
Een warmtepomp met de buitenlucht als bron bestaat uit een buitendeel (verdamper en compressor) die warmte opneemt uit de buitenlucht en die via koudemiddel leidingen is verbonden met het binnendeel. Deze soort warmtepompen is omschakelbaar, zodat in de zomer hiermee actief gekoeld kan worden. Verdamper en condensor verwisselen dan van functie, zodat de buitendeel warmte afstaat aan de buitenlucht. Het buitendeel van deze warmtepomp kan op verschillende manieren geplaatst worden. Bijvoorbeeld tegen de gevel, of los in de tuin.
Een warmtepomp met buitenlucht kan ook aangesloten worden op het (bestaande) cv-systeem. Dan wordt de warmtepomp een lucht/water warmtepomp genoemd.
Er is ook een type warmtepomp dat ventilatielucht gebruikt als warmtebron. Een ventilatielucht warmtepomp haalt de energie uit de afgezogen ventilatielucht van een gebouw. Voordat de afgezogen ventilatielucht naar buiten gaat, onttrekt de warmtepomp de warmte uit deze lucht. Hiermee wordt vervolgens het huis verwarmd. Dit type warmtepomp is met name geschikt als een (nieuw) huis zeer goed geïsoleerd is.
Bodem als bron
Een warmtepomp kan ook bodem warmte of grondwater als bron gebruiken. Wanneer de warmtepomp gebruik maakt van de bodem als warmtebron, wordt de warmte uit de aarde via een geleider opgenomen. Hier wordt geen water onttrokken, maar er wordt door een gesloten systeem van lussen een glycol mengsel (prime) gepompt. Er wordt geen fysiek water onttrokken uit de bodem. Het mengsel onttrekt de warmte uit de bodem.
Bij grondwater als energiebron wordt grondwater omhoog gehaald en door een warmtewisselaar geleid. Hier wordt de warmte uit het grondwater opgenomen. Aan de andere kant van het systeem wordt het grondwater terug de bodem in gebracht. De warmtepomp benut de warmte voor de verwarming van het huis en warm water in keuken en badkamer. Grondwater systemen worden ook vaak Warmte en Koude Opslag (WKO) systemen genoemd.
PVT – de lucht én zon als bron
Ook PVT systemen kunnen gebruikt worden als warmtebron voor warmtepompen. PVT-panelen zijn een combinatie van:
- Zonnepanelen, al veel toegepast om zonnestroom op te wekken
- Thermische panelen, die, vaak in een iets andere vorm, ook al veel gebruikt worden voor zonneboilers voor warm tapwater
PVT panelen vormen een mooie bron voor de warmtepomp. Ze maken geen geluid ten opzichte van lucht/water warmtepomp en er is geen boring of grondverzet nodig zoals bij een bodem/water warmtepomp. Het thermische gedeelte wordt daarnaast vaak geïntegreerd als bevestigingsmateriaal voor de zonnepanelen en heeft daardoor een dubbele functie. Ook kan de opgewekte elektriciteit direct worden benut met de warmtepomp voor ruimteverwarming en/of warm tapwater.
Een PVT-systeem onttrekt de warmte uit de buitenlucht en is dus afhankelijk van de buitentemperatuur. Maar bij (geringe) instraling van de zon op het PVT paneel stijgt de temperatuur lokaal. Daardoor wordt ook op koude dagen met zoninstraling al snel een relatief hoge brontemperatuur behaald (>10 °C). Daarnaast zorgt het thermische gedeelte ervoor dat de zonnepanelen op echt zonnige dagen, in het voor/najaar en in de zomer, enigszins afgekoeld worden en dat is weer goed voor het rendement van de zonnepanelen.
De eerste resultaten bij woningen waar PVT-systemen als bron voor een warmtepomp zijn toegepast zijn veelbelovend. Het is nog een redelijk nieuwe toepassing, maar de ontwikkelingen zijn erg interessant.
Bronkeuze
De keuze van de bron is afhankelijk van de situatie: de beschikbaarheid van de bron, de mogelijkheid om grondboringen te doen of de aanwezigheid van afvalwarmtestromen. Daarnaast is de keuze van de bron afhankelijk van de warmtevraag en eventueel de koelvraag. Bij grondbronnen moet ook worden gekeken naar de gemiddelde brontemperatuur, minimale brontemperatuur in de winter en brontemperatuur na 1 of meerdere seizoenen. Voor elk project is dus een goede afweging nodig.
Gesloten of open
Water- en bodembronnen komen voor als open en gesloten systemen. Bij een open systeem wordt grondwater opgepompt om er warmte aan te onttrekken; daarna wordt het weer teruggebracht in de grond. Open bronnen worden vaak collectief gebruikt; een nutsbedrijf zorgt dan meestal voor het beheer.
Bij een gesloten bron wordt een warmtewisselaar in de grond gebracht. Het grondwater blijft dus in de grond en staat via de warmtewisselaar warmte of koude af. Als individuele woningen een grondbron hebben is dit meestal een gesloten bron. Daarmee is het mogelijk om topkoeling toe te passen. Topkoeling (niet te verwarren met airconditioning) is een milde en energiezuinige manier om een woning te koelen met behulp van koude uit de bodem.