Bodemenergie

Bodemgekoppelde warmtepompen gebruiken energie van eigen bodem. Deze warmtepomp met bodem als bron zijn ook bekend als water-waterwarmtepompen en passen we in Nederland het vaakst toe in grondgebonden nieuwbouw. Oftewel het klassieke woonhuis met een tuin, waarbij de warmtepomp een koppeling met de bodem heeft. De bodem wordt dan gebruikt als energiebron voor verwarmen én koelen. In toepassingen bij een appartementengebouw of bij kleine warmtenetten kan ook sprake zijn van collectieve bron- en/of afgiftesystemen. Projecten met systemen tussen de 100 en 200 collectieve gebruikers, zoals bij een appartementengebouw, nemen de laatste jaren het sterkst toe. Daarnaast plaatsen we de systemen ook steeds vaker in gerenoveerde appartementen. Groenholland heeft ook praktische ervaring met het plaatsen van bodemwarmtepompen bij bestaande woningen. Guus van Gelder gaat in de winter zelf een bodemwarmtepomp bij zijn eigen woning plaatsen!

Duurzame warmte en koeling met bodemgekoppelde warmtepompen

Voor individuele bodemgekoppelde warmtepompsystemen wordt vrijwel altijd een gesloten bodemwarmtewisselaar gebruikt. De eerste stap is het boren van een gat in de bodem om een gesloten kunststof (PE100) leiding te plaatsen. Vervolgens sluit je deze leiding aan op het warmtepompsysteem. Het grote voordeel van een bodemgekopppelde warmtepomp is dat je niet alleen energiezuinig kan verwarmen, maar óók koelen! Tot slot kent de energiebron een zeer lange levensduur (>50 jaar) en vergt een water-waterwarmtepomp nagenoeg geen onderhoud.

Voor collectieve systemen is het ook mogelijk om een open bronsysteem (WKO) toe te passen. Een dergelijk systeem bestaat uit een onttrekkingsbron en een infiltratiebron en is vergunningsplichtig. Exploitatie van een open bodemenergiesysteem vergt specialistische kennis en onderhoud. Groenholland Geo-energiesystemen is pionier en specialist op gesloten bodemenergie.

Sinds de jaren ’90 vindt al grootschalige toepassing van individuele bodemgekoppelde warmtepompen bij projecten met meerdere honderden individuele woningen plaats in Nederland. Projecten als Schoenmakershoek in Etten-Leur, de Vegelinbuurt in Leeuwarden en het project Scholenaer in Haarlem zijn daar mooie voorbeelden van.

Ervaringen van gebruikers

Roon Hylkema uit Maarn heeft in 2022 een bodemgekoppeld warmtepompsysteem in zijn woning uit 1995 geplaatst. Het betreft een wat grotere en redelijk goed geïsoleerde woning. De water-waterwarmtepomp wordt gebruikt voor zowel de verwarming van het huis als voor het bereiden van tapwater. In de zomer wordt de woning via de vloerverwarming gekoeld, als het weer daartoe aanleiding geeft.

Hylkema: “Voor de ruimteverwarming is een aanvoertemperatuur van tussen de 35 en 38 C voldoende om een comfortabel binnenklimaat te geven. We hebben de originele radiatoren in de slaapkamers behouden. Die zijn ook bij deze lage temperaturen bruikbaar. Tapwater wordt uiteraard op een hogere temperatuur (55 C) gemaakt.”

Ook Guus van Gelder is (directeur van Groenholland) is zelf bezig om zijn eigen huis in Heemstede te voorzien van een bodemgekoppelde warmtepomp. In december worden de bodemlussen geplaatst. De vloerverwarming is wel al aangelegd. Het idee is om de CV-ketel wel nog te houden voor de komend tijd als back-up, maar de bodemwarmtepomp zal voor het grootste gedeelte van het jaar voorzien in fossielvrije warmte, tapwater en koeling!

Zeer hoge energieprestatie

De SPF-waarde is een belangrijk kengetal waarmee ontwerpers het (reële) rendement van een warmtepomp uitdrukken. De Engelse afkorting SPF staat voor Seasonal Performance Factor. De SPF-waarde geeft de verhouding tussen het elektriciteitsverbruik (kWh) en de gegenereerde warmte weer, over een heel jaar. Het bodemenergiesysteem van Rhoon Hylkema leverde het afgelopen jaar een cumulatieve SPF van 5,4 voor de combinatie van ruimteverwarming en tapwaterproductie. Voor de jaarlijks benodigde 20 MWh aan warmte is slechts 3,7 MWh aan stroom gebruikt. In dit specifieke geval dekt Hylkema het stroomgebruik door de geplaatste zonnepanelen.

”Ik ben zeer tevreden over mijn bodemenergiesysteem, dat al een jaar lang probleemloos draait. Het enige dat ik betreur, is dat ik het systeem niet al veel eerder heb geplaatst. De leverancier heeft er een handige app bij geleverd, waarmee ik op alle momenten van de dag inzicht heb in het functioneren en in de prestaties van mijn warmtepomp. Een bijkomend voordeel is, dat je er verder niets van ziet of hoort in en om het huis.” Dit komt omdat een bodemgekoppelde warmtepomp in tegenstelling tot een luchtwarmtepomp geen buiten-unit heeft!

Wat is Seasonal Performance Factor (SPF)? Lees meer op melding bodemenergie!

Niet alleen woningen

Warmtepompsystemen zijn niet alleen in woningen handig, maar kunnen ook een goede oplossing zijn voor bedrijven. Zo heeft het bedrijf Conrad-Stanen BV, producent van boorapparatuur, een warmtepomp in combinatie met een gesloten bodemenergiesysteem in hun nieuwe bedrijfspand in Emmeloord geplaatst. Bram Muurlink, directeur van Conrad-Stanen: “In 2011 besloten wij een bodemgekoppelde warmtepomp van 50 kW te plaatsen om de vloerverwarming van de bedrijfshal en het kantoor van warmte te voorzien.”

Conrad Stanen bouwt grondboormachines om bodemlussen te plaatsen. Hierboven zie je een aantal opties voor bodemenergie.

Een paar jaar later, in 2018, is een warmtepomp van 15 kW voor de laswerkplaats geplaatst. En in 2021 is bij de uitbreiding van het kantoor nog een warmtepomp van 11 kW geïnstalleerd. “Daar maken we gebruik van vloerverwarming en koeling. In de zomer gebruiken we de temperatuur van 12-13 C uit de bodem om de vloer en de ventilatielucht naar de werkplaatsen te koelen.” Conrad-Stanen is uitermate tevreden over het functioneren van het systeem. Na het op juiste wijze instellen en inregelen, functioneert het nu al meer dan tien jaar naar volle tevredenheid.

Meer weten over bodemenergie?

In het document op bodemenergie kun je bouwen leest u wat bodemenergie is, welke vormen van bodemenergiesystemen bestaan en waarom bodemenergie een prima antwoord is op het vraagstuk van de energietransitie. Ook in combinatie met andere bronnen zoals bij aquathermie. Het document biedt basiskennis, informatie en advies voor iedereen die betrokken is bij bodemenergie en het uitwerken van de transitievisie warmte (en koude). Pak als gemeente de regie op bodemenergie en maak een bodemenergieplan!

In de afgelopen tien jaar zijn in veel Nederlandse woonwijken grote bodemenergieprojecten van honderden woningen tot stand gekomen. We hebben het over woningen waar individuele warmtepompen zijn geïnstalleerd, die hun warmte en koeling niet uit de lucht maar uit de bodem halen. Een van deze woonwijken is de Schoenmakershoek in gemeente Etten-Leur. Hier staan 1.500 gasloze woningen en de bewoners zijn al jaren erg enthousiast. Groenholland was verantwoordelijk voor het ontwerp en monitoring.

Schoenmakershoek in gemeente Etten-Leur

De wijk Schoenmakershoek is een mooi voorbeeld van een verduurzamingsproject. In deze wijk staan zo’n 1.500 woningen met elk één individuele bodemenergiesysteem. Deze systemen verzorgen de ruimteverwarming, het warme tapwater en in de zomerperiode de koeling. Met een totaal opgesteld vermogen van 7-8 Mw, is dit een van de grootste bodemgekoppelde warmtepompprojecten ter wereld. De gemeente Etten-Leur legde het overgrote deel van de wijk is in de periode 2003-2010 aan. Dit project is dus ondertussen al meer dan vijftien jaar in gebruik.

Circulaire functie van warmte en koude

Gemeente Etten-Leur koos ervoor om bij de aanleg van de wijk een haalbaarheidsstudie uit te voeren. In deze studie is gekeken naar de temperatuurontwikkelingen in de bodem op de lange termijn. Er wordt immers elke winter warmte uit de bodem onttrokken voor de verwarming van de woning, en koude in de bodem opgeslagen. In de zomer vindt dit proces precies andersom plaats: dan kan de bodemwarmtepomp koelen met de koude die in de winter in de bodem is opgeslagen. De zomerse warmte wordt vervolgens weer in de bodem opgeslagen.

Schoenmakershoek monitoring van de bodemtemperatuur

Uit de haalbaarheidsstudie in 2003 kwam naar voren dat een scenario, waarbij niet alleen warmte aan de bodem wordt onttrokken, maar waarbij ook koude aan de bodem wordt afgestaan, zeer goede vooruitzichten bood. Ter validatie van de gekozen aanpak, heeft in de periode 2012-2019 een uitvoerige monitoring van de bodemtemperaturen plaatsgevonden. Op meer dan dertig plaatsen en op verschillende diepten in de wijk zijn de bodemtemperaturen jarenlang bijgehouden. De resultaten bleken uiterst positief: nergens in de wijk is sprake van een structurele verandering van de bodemtemperatuur, hetgeen ook bevestigd is door de ervaringen van de bewoners met hun bodemgekoppelde warmtepompsysteem.

Schoenmakershoek en buursystemen

Schoenmakershoek is een van de eerste woonwijken wereldwijd waar gesloten bodemenergiesystemen op zo’n grote schaal zijn toegepast. Dit heeft nog tot een ander onderzoek geleid. Groenholland heeft in kaart gebracht in hoeverre de temperatuur van ‘buursystemen’, die op korte afstand van elkaar zijn geplaatst, elkaar kunnen beïnvloeden. Dit noemen we interferentie-effecten. In de regelgeving is vervolgens vastgelegd dat bodemenergiesystemen met elkaar rekening moeten houden. Dit betekent dat het doelmatig functioneren van één eerder geïstalleerd bodemenergiesyteem niet mag worden geschaad.

Door het SIKB (Stichting Infrastructuur Kwaliteitsboring Bodembeheer) is de interferentie-systematiek verder uitgewerkt in de BUM- en de HUM- handleidingen voor gemeentelijk en provinciale overheden.

Gemeente: Maak een bodemenergieplan voor de woonwijk

Veel gemeenten en commerciële partijen maken van te voren een bodemenergieplan voor één of meerdere woonwijken. Hiermee kan een partij met beleid richting geven aan een optimaal gebruik van bodemenergie. Een bodemenergieplan schrijft de regels waaraan partijen zich moeten houden. Op deze wijze kan de toepassing van bodemenergie op grote schaal van tevoren goed in kaart gebracht. Het resultaat is dan dat alle gebruikers, nu en in de toekomst, zich kunnen verzekeren van de bodem als duurzame energiebron!

Bel of mail ons als je meer wil weten over het project Schoenmakershoek!