Hoe kunnen we bodemwarmte optimaal benutten?

Bij het gebruik van bodemwarmte zijn er twee concepten die elk hun specifieke voor- en nadelen hebben: BEO-velden (waarbij ‘BEO’ staat voor Boorgat Energie Opslag) en koude- en warmteopslag (KWO). Bij BEO-velden heb je vervolgens de keuze tussen horizontale en verticale systemen. 

Koude- en warmteopslag (KWO) is een zogenaamd open systeem, omdat het water onttrekt aan diepe grondwaterlagen en dat water na gebruik terugpompt in de bodem of loost in de riolering. Een BEO-veld is een gesloten systeem met leidingen die door de ondergrond gaan met een medium dat in die leidingen blijft en voortdurend rondgepompt wordt. 

Koude- en warmteopslag (KWO)

Koude- en warmteopslag (KWO) biedt in theorie de meest aantrekkelijke warmtebron, omdat je zeer diep in de ondergrond waterlagen kan vinden op hoge temperatuur – soms tot 100° C. Een nadeel van de methode is dat je daarvoor zeer diep moet boren, wat een hoge investeringskost vergt. Het grootste probleem hierbij is dat succes niet gegarandeerd is. Als je niet op een waterlaag uitkomt of wanneer die een onvoldoende debiet levert, is de investering tevergeefs geweest. 

Je kunt je ook vragen stellen bij de duurzaamheid van KWO, want het onttrekken van grondwater kan een impact hebben op de grondwaterspiegel – een impact die mogelijk niet goed wordt ingeschat. Zeker voor systemen waarbij het opgepompte water na gebruik geloosd wordt, kan men zonder meer stellen dat ze een te grote impact hebben op de omgeving. Maar ook wanneer het water teruggepompt wordt in een andere grondwaterlaag is de impact niet altijd duidelijk.

BEO-velden

Een meer betrouwbare – en daardoor ook populairdere – methode is het gebruik van BEO-velden. Daarbij wordt een gesloten systeem van buizen in de grond gelegd om warmte te onttrekken. In een verticaal systeem gaan die buizen de diepte in, soms tot 100 meter. In een horizontaal systeem zitten de buizen op een beperkte diepte van pakweg 2 meter, verspreid over een grote oppervlakte. 

Het spreekt voor zich dat de temperatuur in een horizontaal systeem meer onderhevig is aan klimaatinvloeden zoals omgevingstemperatuur, regen en droogte. In een verticaal systeem wordt een zeer stabiele temperatuur bekomen – typisch rond zo’n 10°C. Dat geeft warmtepompen in de winter een veel beter rendement dan wanneer je warmte probeert te onttrekken aan de koude omgevingslucht. Een bijkomend voordeel is dat je de installatie in de zomer kan gebruiken om gebouwen te koelen. 

Knowhow en expertise

Van Marcke maakt zelf voor de verwarming van zijn hoofdzetel in Kortrijk gebruik van een van de grootste BEO-velden in de Benelux. Het systeem bestaat uit 34 km aan sondes die in 519 boringen tot 66 meter diep gaan. Dat net levert een quasi constante temperatuur van 10°C, wat de warmtepompen die gebruikt worden voor verwarming en koeling, een bijzonder hoog rendement geeft (COP tot 5 en zelfs 5,5). 

Het BEO-veld is niet alleen een duurzame oplossing - de ervaring die met het systeem opgedaan wordt, helpt Van Marcke ook bij het uitbouwen van zijn knowhow en expertise in dergelijke systemen. Momenteel wordt in een project met eindwerkstudenten onderzocht hoe het rendement van de installatie nog verder opgevoerd kan worden. Een van de aandachtspunten hierin is dat het rondpompen van het medium in de sondes relatief veel energie vergt, zeker op momenten wanneer de warmtevraag beperkt is. In het project wordt nagegaan welke mogelijkheden er zijn om hierop verder te besparen.

Simulaties

Van Marcke Engineering helpt studiebureaus en architecten bij de afweging om al dan niet gebruik te maken van grondwarmte voor de verwarming en koeling van gebouwen en voor de verwarming van sanitair water. In functie van de specifieke warmtevraag in een project kan via simulaties nagegaan worden hoe een installatie zal presteren en welke invloed bepaalde keuzes zullen hebben op het rendement. Daarnaast worden ook de investeringskost en de technische complexiteit van verschillende mogelijke oplossingen mee in rekening gebracht.

Voor appartementsgebouwen speelt hierin ook de keuze tussen individuele units en een collectief systeem. Waar voor individuele units sneller de keuze gemaakt wordt voor eenvoudige lucht/water-systemen, kunnen in een collectieve benadering aanzienlijke rendementswinsten geboekt worden door naar alternatieve warmtebronnen te kijken. De extra investering in een BEO-veld  in combinatie met een water-water warmtepomp kan dan, mits een goede dimensionering, relatief snel terugverdiend worden.