Bij warmte-koude opslag, WKO, wordt gebruik gemaakt van de buffercapaciteit van de aarde.

De temperatuur onder de grond blijft redelijk constant, ondanks de sterk wisselende buiten temperatuur in de zomer en winter. Bovendien is de grond in staat energie op te nemen of af te staan, zonder zelf veel in temperatuur te veranderen. Een grondwarmtewisselaar is een ondergronds gesloten buizenstelsel waar een vloeistof (meestal water met antivries) doorheen wordt gepompt. Door het rondpompen door de wisselaar krijgt de vloeistof dezelfde temperatuur als die van de grond eromheen. In de winter haalt de warmtepomp de warmte uit het water en geeft deze af aan de woning. Het afgekoelde water wordt weer door het ondergrondse systeem geleid waar het energie kan opnemen uit de grond.

 
WKO met gesloten bron

Een gesloten bron houdt in dat de vloeistof in de buizen niet in contact komen met het grondwater. De vloeistof is meestal water met antivries, ook wel brine genoemd. De vloeistof neemt de temperatuur van het bodempakket aan.

 

Binnen warmte-koude opslag worden twee systemen onderscheiden:

  1. Verticaal gesloten bron systeem: hier wordt een put geslagen tot een diepte van 30-150 meter. Het voordeel van dit systeem is dat het weinig oppervlak nodig heeft. Het nadeel is wel dat het duurder is in aanleg;
  2. Horizontaal gesloten bron systeem: hier wordt een horizontaal leidingenstelsel op minimaal 1,5 meter diepte aangelegd. De oppervlakte van dit stelsel moet ongeveer 3 keer de oppervlakte zijn van het totale te verwarmen oppervlak. Het systeem is vooral interessant als het samen gaat met de aanleg van de ruimte rondom de woning (tuin/parkeergelegenheid).
 
WKO met open bron

In een WKO met open bron wordt water opgepompt en weer teruggepompt. Het gaat uit van 2 bronnen, een koude en een warme bron. In de zomer wordt koud water uit de koude bron opgepompt voor de koeling van het gebouw, het opgewarmde water wordt dan naar de warme bron gepompt. In de winter wordt het warme water uit de warme bron opgepompt voor de verwarming van het gebouw, het afgekoelde water wordt naar de koude bron gepompt. Voor een open systeem is altijd een watervergunning nodig.

 

WKO met 3 bronnen - het tripletsysteem

Omdat de temperatuur van het medium in een grondwarmtepomp of WKO in de winter te laag is om te verwarmen (zo’n 15°-18°) wordt er bijverwarmd met een warmtepomp (naar 40-45°). De warmtepomp verbruikt tot 60% van de energie binnen de combinatie van WKO met warmtepomp. Het WKO triplet-systeem gaat uit van 3 bronnen (open systeem) en wil de warmtepomp overbodig maken. Er is een warme bron waar in de zomer warmte wordt opgeslagen (40-70°), opgewekt met zonnecollectoren. Die bron kan in de winter voor de verwarming worden aangesproken, waarvoor geen warmtepomp nodig is. Dan is er een koude bron waar in de winter koude wordt opgeslagen (5°), afgekoeld door droge koelers. Daarmee kan in de zomer gekoeld worden. Een derde bron doet dienst als buffer. Daarin wordt warmte minder dan 40° in opgeslagen, zowel als koude hoger dan 5°. De buffer zal een temperatuur hebben van 15-35°. Als het in de winter koud genoeg is, kan water uit de buffer via de droge koelers worden overgeheveld naar de koude bron.

 

Dit systeem bevindt zich nog in de testfase. Momenteel is het namelijk wettelijk niet toegestaan om in WKO-systemen water warmer dan 25° op te slaan, omdat het opslaan van warmte als saneringsactiviteit wordt beschouwd, met een opslag boven 25° als verontreiniging (geen neutrale energiebalans).

 

Bronnen (2): H2O Waternetwerk, BOEG (bodemenergie en grondwaterverontreiniging)

 
Lage temperatuurverwarming

Warmte-koude opslag moet geïntegreerd worden in het verwarmingssysteem en het warmwatersysteem en is alleen geschikt voor lage temperatuurverwarmingssystemen (vloerverwarming en luchtverwarming). Daarom is WKO aan te raden bij nieuwbouw, bij renovatie of in de enkele situatie waar het gemakkelijk geïntegreerd kan worden met een huidig systeem in bouwprojecten als kleine utiliteitsbouw, individuele woningbouw, kleine appartementencomplexen en bedrijven met lage temperatuursvraag zoals veeteelt en zwembaden.

 
Meer informatie

>> Lees meer over Koeling met een warmtepomp
>> Lees meer over Lage temperatuurverwarming
>> Lees meer over Elektrische vloerverwarming
>> Ga naar Themapagina Warmtepompen
>> Ga naar Themapagina Verwarming

Foto: By B.scholten (Own work) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), via Wikimedia Commons