Wie heeft er ervaring met aardwarmtekorven?

Berichten in deze discussie

Permalink Antwoord van Rob Claesen op 22 Februari 2010 op 11.23

Aardwarmttekorven

Energie ontrekking uit de bodem wordt voornamelijk toegepast voor thermische energie voeding aan warmtepompen en vrije koeling in de zomer.
Ons bedrijf heeft de afgelopen 15 jaar met succes al +/- 1700 installatie's compleet gebouwd .Wij hebben zowel open systemen , als gesloten systemen in vele uitvoeringen gemaakt .

Open bronnen systemen waarbij grondwater wordt opgepompt en energie aan toe wordt gevoegd of ontrokken zie je veelal bij systemen groter dan 100KW thermische onttrekking .

Voor woning bouw wordt veelal gesloten systemen toegepast.
Bij gesloten systemen horizontaal, worden HDPE leidingen in het grondwater geplaatst.Met een bepaalde onderlingen afstand .
De opbrengst van een horizontale / verticale collector is afhankelijk van :
Grondsoort ( warmte geleiding)
Draaiuren per jaar van onttrekking.
Diepte / grondwaterstand
Grondwater stroming.
Onderlinge afstand tussen de ontrekkings leidingen.
Leiding diameter
Regeneratie van de sonde's ( d.m.v. o.a Energydak product R & R systems)
Een goede handleiding is Nen ISO 73

Of de aard warmte korven zijn bemeten door bijvoorbeeld TNO / TUV is mij niet bekend.


Het nadeel voor het plaatsen van horizontale opslag is dat je veelal een bronnering systeem moet plaatsen om de leidingen op 3 a 5 meter diepte te plaatsen. Grotere projecten kun je doen met een drainage machine
Weet niet of je met aardwarmtekorven bronnering moet plaatsen.( Is dit niet het geval dan kan dit een intressante optie zijn omdat bronneren een kostbaar verhaal is per kW thermische ontrekking

Verticaal

Hierbij worden gaten geboord waarin in de HDPE leidingen verticaal in de bodem worden geplaatst tot een diepte
van 150mtr ( Je hebt hiervoor geen vergunning nodig mits het niet in grondwater bescherming gebieden is)i
Voordeel je kunt veel m1 HDPE leiding kwijt met een optimale energie onttrekking per m3 bodem .

Een steeds vaker toegepaste oplossing zijn de energie heipalen ( Product van R & R systems en Betonson)
Het voordeel is het heien ( het in de grond bengen) is al betaalt.
Welke methode optimaal is sterk afhankelijk van beschikbare ruimte en de prijs per kW ontrekking bij een x aantal draaiuren.( zie NEN ISO 73 )

De grootste fout die gemaakt wordt is dat men geen rekening houdt met het aantal draaiuren dat je energie uit de bodem per jaar onttrekt. Bijn veel draaiuren onttrekking zie je dat de opbrengst per m1 onttrekking leiding drastisch terug loopt.
Tevens is regeneratie van gesloten sondes een must .
R & R heeft het Energydak daarom uitgevonden om een optimale werking van het energieopslag systeem te kunnen waarborgen.Bij het verkeerd dimensioneren van je energie opslag zal het rendement veelal tegenvallen, kennis van zaken is daarom zeker een must . Voor opdrachtgevers een goede raad vraag energie opbrengst garanties gekoppeld aan draaiuren per jaar. Op deze wijze wordt kaf van het koren gescheiden.

Rob Claesen
R & R systems
De Energieverdieners

• ▶ Beantwoorden

Permalink Antwoord van Siemen Veenstra op 22 Februari 2010 op 15.26

Geachte heer Muller,

Aardwarmtekorven kunnen een alternatief zijn voor verticale bodemwarmtewisselaars. Om een warmtepomp goed te kunnen laten functioneren zonder voortijdige uitkoeling van de bodem, is het belangrijk voldoende bodemvolume (bodemwarmtecylinder) te kunnen "bestrijken", waaraan warmte kan worden onttrokken en, belangrijker nog, waarbij de bodem in staat is de onttrokken warmte weer aan te vullen. De kwaliteit van de grondsoort speelt daarbij ook nog een belangrijke rol.

De praktijk laat zien dat onder de gesloten systemen verticale bodemwarmtewisselaars verreweg het meest worden toegepast. De verticale bodemwarmtewisselaars combineren een groot beinvloedbaar bodemvolume en een groot opervlak van de "bodemcylinder" met een minimaal benodigd grondoppervlak. Daarnaast kan de bodemtemperatuur en -kwaliteit beter worden naarmate een grotere diepte kan worden "aangeboord". In nagenoeg geheel Nederland (m.u.v. boringvrije zones) kunnen verticale bodemwarmtewisselaars worden geplaatst en zijn verticale bodemwarmtewisselaars zonder vergunning toepasbaar,zowel voor kleine woningbouwtoepassingen als grote toepassingen in bijvoorbeeld de utiliteitsbouw.

Er zijn situaties waarbij we niet van de diepte gebruik kunnen maken om voldoende beinvloedbaar bodemvolume te kunnen creeeren. In boringvrije zone's bijvoorbeeld. (Regio Almere bijvoorbeeld). Wanneer het benodigde volume dan niet in de diepte beschikbaar is, moet het uit de oppervlakte komen. Een alternatief voor de verticale bodemwisselaar is dan een horizontale bodemwarmtewisselaar. Een "aardwarmtekorf" reken ik voor het gemak ook tot de horizontale systemen. Een (heel) groot nadeel van horizontale systemen is dat er erg veel ruimte nodig is om dezelfde prestaties te krijgen als bij verticale systemen. Ruimte die er in Nederland meestal niet is.

Helaas kunnen we niet of nauwelijks van de toplaag bovenop de horizontale wisselaar gebruik maken, omdat deze relatief dun is, (en dus snel afgekoeld) en omdat in deze dunne laag niet of nauwelijk sprake is van natuurlijke regeneratie. Vooral niet in de wintermaanden wanneer de (bodem)warmte het hardst nodig is. Er is dan slechts sprake van regeneratie van onderen.

Op de site van de leverancier van de aardwarmtekorf wordt gesuggereerd dat een aardwarmtekorf niet kan bevriezen omdat deze (net) onder de vorstgrens zou zitten. Het probleem van bevroren bodemsystemen wordt echter zelden veroorzaakt door vorst van buitenaf. Ook horizontale systemen worden onder de natuurlijke vorstgrens aangelegd. Niet vanwege de vorst van buitenaf, maar om een goede beschermende deklaag op het leidingwerk te verkrijgen.
Bevriezing vindt plaats wanneer er aan de grond rondom de wisselaar meer warmte wordt onttrokken dan de bodem zelf aan kan vullen. Bij een te klein bodemsysteem dus (of een "opgevoerde" wisselaar). Ook een te klein systeem van verticale bodemwarmtewisselaars zal bevriezen in zo'n geval.

Voor de beeldvorming nog een eenvoudige rekensom:
Verticale bodemwarmtewisselaar:
Stel dat met 1 meter verticale bodemwarmtewisselaar warmte kan worden ontrokken aan de omringende grond tot een straal van 5 meter. De oppervlakte van deze "circel" is dan circa 78 m2. 1 meter VBWW bestrijkt dan een bodemvolume van 78m3 waar warmte aan kan worden onttrokken. Een verticale bodemwarmtewisselaar van 100 m bestrijkt dan 100 x 78 = 7800 m3. Het oppervlak van de cylinder is de omtrek (31,4 m1) x de hoogte (100m) = 3140m2. De oppervlakte van de boven- en onderkant van de circel verwaarlozen we voor het gemak even.


Horizontale collector:
Stel dat de beinvloeding van een horizontale collector 5 meter in de diepte is. (Voor het gemak gaan we er van uit dat 1m3 bodem qua temperatuur, warmteinhoud en warmtegeleiding volledig met elkaar vergelijkbaar is, ongeacht de diepte). Om 7800 m3 beinvloedbare bodeminhoud te creeeren is dan een oppervlakte nodig van 1560 m2. Het "wandoppervlak" van het beinvloedbare bodemvolume is dan 1560m2 + (4x (40x5))m2 = 2360 m2. (uitgaande van een vierkant).

Wanneer de horizontale collector tot 10 meter diep de bodem kan beinvloeden is nog altijd 780 m2 nodig.

Het bodemvolume en effectief oppervlak van het bodemvolume dat een aardwarmtekorf kan bestrijken zal overeen moeten komen met die van de horizontale collector en die van de verticale collector. Er zullen dus heel wat aardwarmtekorven geplaatst moeten worden om dezelfde prestaties te kunnen leveren als een verticale bodemwarmtewisselaar.

Stel dat een aardwarmtekorf tot 5 meter buiten de korf warmte aan de bodem kan onttrekken. Als de korf zelf een diameter van een meter heeft, is de straal 5,5m. Stel dat de korf 3 meter hoog is, dan is de oppervlakte van de "bodemcylinder" 95 m2 aan de boven en onderzijde. Wanneer we mogen stellen dat ook onder de korf een invloedsbereik van 5 meter realiseerbaar is, dan is de totale hoogte van de cylinder 8 meter. Nemen we ook de toplaag mee (1,5m?) dan is de hoogte van de cylinder 9,5 m. De totale inhoud van de cylinder aan beinvloedbaar bodemvolume is dan 95m2 x 9,5m1 = 907 m3. De wand oppervlakte van de bodemcylinder is 662 m2 (3140 m2 voor een VBWW).Om dezelfde bodemwarmte-inhoud te kunnen beinvloeden als één verticale wisselaar, zijn er dan circa 6 tot 9 stuks benodigd . Er vervalt weliswaar 1 boring, maar de winst van het besparen van een boring, zal minstens worden teniet worden gedaan door de kosten van het benodigde grondverzet om de 6 tot 9 korven te kunnen plaatsen.

Er zijn leveranciers in de markt die het tekort aan beinvloedbaar bodemvermogen denken te kunnen compenseren door de wisselaar "op te voeren". In sommige brochures staan kreten als: "Vanwege de speciale constructie van de wisselaar, presteert deze tot 400% beter." ). Het enige effect is echter dat de bodem rondom deze wisselaar 4 x zo snel afgekoeld zou kunnen worden (en bevriest). Het gaat dus niet om de snelheid waarmee de bodem rondom de wisselaar kan worden afgekoeld, maar om het vermogen van de bodem om deze warmte weer aan te voeren. Het oppervlak van de wanden van de doos of cylinder die "bodemvolume" heet, speelt hierin een belangrijke rol.

Vergelijk het opvoeren van een wisselaar met het vergroten van de hals van een literfles. Door de grotere opening zal de uitstroomsnelheid groter zijn, maar is de fles ook eerder leeg. Bij bodemwarmte gaat het om de inhoud van de fles en niet om de grootte van de hals.

Om een lang verhaal kort te maken: Wanneer verticale bodemwarmtewisselaars niet toepasbaar zijn, dan kunnen aardwarmtekorven een alternatief vormen, mits er voldoende geplaatst worden.

Ik hoop dat u wat aan deze informatie heeft. Voor verdere vragen sta ik u graag te woord.

Siemen Veenstra



Algemeen Directeur Geo Elements BV

Aardwarmtesystemen I Levering I Advies

www.geo-elements.nl
info@geo-elements.nl
0561-475327
06-22228716

• ▶ Beantwoorden

▶ Antwoorden op discussie