In ons historisch landhuisje, hebben we gekozen voor een bodemwarmtepomp. Daarom duiken we in deze zesde blog over het energievraagstuk de diepte in, letterlijk en figuurlijk. In de voorgaande blogs over verduurzaming hebben we het eerst gehad over de juiste volgorde, daarna over isoleren en vervolgens hebben we het afgiftesysteem besproken. In de laatste blog hebben we bepaald dat een bodemwarmtepomp mogelijk is bij ons voorbeeldproject en bovendien het beste past bij de situatie. Hieronder lees je wat een bodembron is en wat erbij komt kijken wanneer je een bronboring laat uitvoeren.
Het principe van aardwarmte
Warmtepompen met een bodembron maken gebruik van warmte uit de grond. Hoe dieper je gaat, hoe heter het wordt. Op 100 meter diepte is een constante temperatuur tussen de 10 en 12 graden. Een dergelijke diepte is relatief goed te bereiken. Dieper boren (tot 200-300m) kan ook goed met de spoelboormethode.
Door een slang in een lus aan te brengen tot ongeveer 100 meter diep, kun je warmte uitwisselen met de grond. De slang is gevuld met een milieuvriendelijk antivriesmiddel. Dit wordt rondgepompt, warmt op in de grond en geeft die warmte af in de binnenunit.
Er moet een balans zijn tussen de zomer- en wintermaanden om de bron niet uit te putten; in de winter verwarm je de woning door warmte uit de bodem te halen, in de zomer koel je de woning door warmte weer terug te plaatsen.
Open en gesloten bronnen
Je kunt gebouwen verwarmen met twee soorten bodembronnen, gesloten en open bronnen:
- Een gesloten bodembron bestaat uit een dichte gesloten bodemlus. Hier wordt een slang gehangen. De slang is gevuld met milieuvriendelijk antivries monopropyleen glycol.
- Bij een open bodembron gebruik je grondwater. Water uit een warme bron gebruik je als voeding voor de verwarming. Het afgekoelde water pomp je vervolgens naar een tweede bron: de koude bron. In de zomer keer je dit proces om. Water uit de koude bron gebruik je voor koeling. Het opgewarmde water breng je naar de warme bron.
Mag je overal boren?
Helaas mag je niet overal boren en soms zijn er beperkingen qua diepte. Dat heeft te maken met beschermde drinkwatergebieden in de grond. De bodem bestaat uit verschillende grondlagen. Elke laag komt uit een andere periode, waardoor ook de samenstelling anders is. De ene laag bevat bijvoorbeeld veel zand, de andere klei. Klei kan heel goed water tegenhouden. Bodemlagen met klei beschermen ons drinkwater tegen schadelijke stoffen. Zo’n beschermende laag mag je niet altijd doorboren.
Er zijn gebieden waar je maar tot 15 meter mag boren, op andere plekken is dat weer 300 meter. Ook zijn er gebieden waar je helemaal niet mag boren. Op www.wkotool.nl kan je controleren of je mag boren op jouw locatie. Op de grondwaterbeschermingskaart van het RIVM staat info rondom waterwingebieden.
Een alternatief: horizontale bron
Oké, maar wat als ik een bodemwarmtepomp wil en ik mag niet boren? Je kan dan een horizontale bron overwegen. Op een diepte van 1 tot 10 meter leg je horizontale leidingen die 0,5 tot 1 meter uit elkaar liggen. Eigenlijk maak je een soort vloerverwarming in je tuin. Je hebt veel oppervlakte nodig omdat het rendement van de warmte in de aarde lager is dan die van een verticale bron. Gerekend wordt met 5 tot 10 W/m¹.
“Eigenlijk maak je een soort vloerverwarming in je tuin.”
Hoe diep je de leidingen legt, is afhankelijk van het grondwater; leidingen in grondwater hebben een hoger rendement dan leidingen die in droog zand liggen. Door de vele meters (of kilometers) leiding die je nodig hebt voor dit systeem, wordt het minder vaak toegepast. Zijn er boorrestricties op jouw locatie, of kan er niet geboord worden door een harde, steenachtige grondlaag, dan kan een horizontale bron een alternatief zijn.
De capaciteit van de bron
Met een transmissieberekening kun je bepalen hoeveel energie verloren gaat uit je woning. Daarmee zoek je vervolgens een passende warmtepomp. De capaciteit van de bodembron moet daarbij aansluiten. Wil je een bodemwarmtepomp, dan heb je dus een transmissieberekening volgens ISSO 51 nodig. Het vermogen van de bron is afhankelijk van een aantal zaken:
- De boordiepte. Een diepere bron levert meer vermogen
- Het aantal bronnen. Twee bronnen leveren natuurlijk twee keer zo veel vermogen.
- De grondsamenstelling. Klei keert water. Bovendien is het vaster en isoleert meer dan zand. Hierdoor is het vermogen van klei lager dan dat van zand.
Mag je niet zo diep boren, of zit er veel klei in de grond? Dan moet je dus meer bronnen slaan. De warmtepomp mag aan de kleine kant zijn. Dat is beter voor de levensduur van de compressor. De bodembron kies je juist wat groter. Vraag je namelijk te veel warmte van een bodembron, dan kan deze bevriezen. Het systeem werkt dan niet meer. De bodembron moet eerst tot rust komen en ontdooien, voordat je de bron weer kan gebruiken. Je moet dan bronnen bijmaken of het systeem afstemmen op de capaciteit van de bron.
Voordat er geboord kan worden
Zoals gezegd begin je met een transmissieberekening van een bouwadviseur om te bepalen hoeveel energie verloren gaat uit je woning. De installateur maakt op basis hiervan een SPF berekening (Seasonal Performance Factor). De SPF bepaalt het aantal draaiuren voor verwarming, koeling en warm tapwater. Ook wordt gekeken hoe de bron zal reageren op andere bronnen in de omgeving. Deze berekeningen gebruik je om een melding aan te vragen bij de gemeente/omgevingsdienst of provincie (bij open bron). Op basis van de transmissieberekening, de SPF-berekening en de grondsamenstelling maakt de bronboorder een EED simulatie (Earth Energy Designer). Dit is een simulatie van de brontemperatuur over de komende 25 jaar.
“Schakel op tijd een bronboorder in!”
De bronboorder maakt een boorplan. Daarin bepaalt hij bijvoorbeeld hoever de bronnen uit elkaar geplaatst moeten worden, zodat ze elkaar niet negatief beïnvloeden. Je kan je voorstellen dat een kleine afwijking over een lengte van 100 meter een flinke afstand kan zijn. Daarom moet je diepe bronnen verder uit elkaar plaatsen dan ondiepe bronnen: ondiepe bronboringen bijvoorbeeld 5 tot 6 meter en diepe bronnen 6 tot 8 meter uit elkaar. Hou rekening met 6 weken voor het meldingstraject en 3 tot 4 maanden voor het inplannen van het werk. Schakel dus op tijd de bronboorder in!
Van Grinsven grondboringen en bronbemaling uit Wilbertoord legt de bodembronnen bij ons historisch landhuisje aan. We hebben Daan Rutten en Jos van Grinsven geïnterviewd om deze blog te schrijven. Uit het interview viel de brede ervaring en kennis van beide mannen op. Bovendien zijn het vriendelijke vakmensen! Ze werken zowel voor particulieren als voor aannemers. Ze houden rekening met de belasting van het milieu bij de uitvoering van hun werk en nemen goede maatregelen om schade aan de omgeving te voorkomen.
Boren
Hoe maak je nou een gat van 100 meter diep? Een roterende boorbeitel maakt de grond los. De losgewoelde grond wordt met boorvloeistof (water met betoniet) via de zijkant van de boorbeitel weggespoeld en naar boven gepompt. Een ontzander vangt de boorvloeistof op en filtert het zand eruit.
De boorvloeistof wordt hergebruikt. Wanneer de juiste diepte bereikt is, worden boorbeitel en boorstang uit het gat getrokken. Er blijft dan een gat met een diameter van 15 cm over, gevuld met boorvloeistof. In het gat plaatst de boorder vervolgens de bodemlus. De lus is gemaakt van PE 100SDR11. Tot slot wordt het gat gevuld met grout. Grout is een waterdicht mengsel van betoniet en cement. Hiermee worden eventueel doorboorde beschermende kleilagen hersteld. De bron heeft een minimum levensduur van 50 jaar! Onderschat de impact van de boorwerkzaamheden niet. De boorders werken zo schoon mogelijk, maar het is onvermijdelijk dat er water en modder in het rond spettert. Heb je de gevel net laten stucen of schilderen? Dan is het raadzaam om de gevel af te schermen. Daarnaast is de boormachine groot en zwaar: 18 ton en 2,5 x 8 meter. De machine heeft een rijweg van 3 meter breed nodig.
“Onderschat de impact van de boorwerkzaamheden niet.”
Wil je boren in de achtertuin van een rijwoning, dan moeten struiken, bomen en schuttingen wijken. Schade aan gazon en bestrating kan je beperken met rijplaten. Bij rijwoningen is de voortuin in zo’n situatie vaak een betere optie. Er zijn kleinere machines, maar die zijn schaars en hebben vaak niet genoeg power. Hou er dus rekening mee dat je de tuin en bestrating moet herstellen na het boren.
Tot slot komt er bij het boren veel water en grond vrij. De grond moet je ergens kwijt om later af te voeren. De impact van het boren is dus best groot. Ben je aan het verbouwen of verduurzamen? Plan het boren dan in een zo vroeg mogelijk stadium. Voor het boren heb je water nodig. Een hoofdleiding is hier vaak geschikt voor. De toevoer van water moet 4m³ per uur zijn. De boorder maakt direct achter de hoofdmeter een aansluiting. Een groot deel van het water wordt hergebruikt waardoor waterkosten te verwaarlozen zijn. (ong. 10 euro per boring)
Aansluiten op de warmtepomp
De bodembron sluit je met een verdeler aan op de warmtepomp. De verdeler moet bereikbaar zijn voor onderhoud en het bijvullen van het systeem. Het handigst is om de verdeler in de technische ruimte van de woning te plaatsen. Vanwege ruimtegebrek gaat dat soms niet. Dan wordt de verdeler in een put buiten geplaatst. Het nadeel van een put buiten is dat het vies wordt en deze buiten ruimte inneemt. De put dient immers bereikbaar te blijven. Een put met een verdeler is ongeveer 60 x 60 cm en is geschikt tot maximaal zes bronnen. Dit is meer dan voldoende voor een normaal woonhuis. In ons landhuisje hebben we gekozen voor een warmtepomp-installatie van Stiebel Eltron. Stiebel Eltron bestaat sinds 1924 en bouwt al vanaf 1973 warmtepompen. De installaties hebben zich in de loop van de jaren bewezen. Ze hebben een goede score qua rendement en betrouwbaarheid.
Conclusie
Met een open of gesloten bodembron kun je aardwarmte gebruiken om je woning te verwarmen. Een bodembron sluit je aan op een warmtepomp. Je mag niet overal even diep boren. Soms mag je helemaal niet boren. Dan is een horizontale bron een oplossing. Echter als je niet mag boren, mag je soms ook geen warmte en koude opslaan in de bodem. De capaciteit van een bron moet aansluiten bij de warmtevraag van een woning. Het vermogen is afhankelijk van de boordiepte, het aantal bronnen en de grondsamenstelling. Kies de warmtepomp niet te groot en de bron liever wat ruimer om bevriezing van de bron te voorkomen. Schakel op tijd een bronboorder in vanwege de voorbereiding en de melding/vergunning, maar ook vanwege de impact van de boorwerkzaamheden.
In de volgende blog
In de volgende blog lees je over energieopwekking en -opslag. Zijn zonnepanelen nog wel rendabel nu energiemaatschappijen terugleverkosten berekenen en de salderingsregeling mogelijk afgeschaft wordt? Hoe zinvol zijn woningaccu’s? Kan je accu’s alleen gebruiken als je zonnepanelen hebt en zijn er nog andere voordelen?
Andere onderwerpen
Het energievraagstuk is niet het enige wat we aanpakken bij het landhuisje. Eerder schreven we blogs over:
- Metselwerk en gevelreiniging
- Schilderen van historisch metselwerk
- Introductie-blog energievraagstuk bij historische woningen
- Isoleren van historische woningen
- Afgiftesystemen en ventilatie in oude woningen
- Keuze duurzame warmtebron
- Lucht- en bodemwarmtepompen
In de komende tijd schrijven we ook nog over:
- Energieopwekking en opslag
- 3D inmeten en laserscannen
Blijf op de hoogte
Wil je alle berichten over deze case automatisch ontvangen? Schrijf je dan in voor de speciale nieuwsbrief ‘Case verduurzaming historische woning’.
