Deze vraag wordt ons vaak eerder indirect dan direct gesteld.

Het antwoord wordt meestal gegeven op de vraag of een traditionele (misschien bestaande) airconditioning unit of koelmachine kan worden aangesloten op een bodemwarmtewisselaar.

Dit is een simpel ‘nee’ antwoord, hoewel we graag een relatief techniekvrije uitleg geven.

Warmtepompen

Laten we beginnen met de warmtepomp zelf. Een warmtepomp is eenvoudigweg een pomp die warmte van de ene plaats naar de andere overbrengt. In de meeste gevallen gebeurt dit door middel van een damp-compressie koelcyclus. Het meest bekende voorbeeld voor de meeste mensen is de koelkast thuis, die als volgt werkt:

• U plaatst uw ongeveer op kamertemperatuur zijnde boodschappen (melk, groenten enz.) in de koelkast en sluit de deur;
• De extra warmte wordt gedetecteerd en vervolgens verwijderd met behulp van de koelcyclus door deze van uw boodschappen naar het “zwarte gaas” (zichtbaar in de meeste oudere apparaten) aan de achterkant van de koelkast en in de lucht over te brengen. Dit verklaart de warmte aan de achterkant van uw koelkast en waarom een gesloten koelkast doorgaans minder efficiënt zal zijn dan een koelkast waar die warmte gemakkelijker kan ontsnappen. In de context van geo-uitwisseling zouden we dat ‘zwarte gaas’ buiten in de grond begraven;
• De compressor en het koelsysteem blijven werken om de warmte te verwijderen totdat het vooraf bepaalde temperatuurinstelpunt, meestal ongeveer 4C, is bereikt; en
• Deze cyclus gaat door telkens wanneer u de deur opent of een voorwerp erin plaatst dat warmer is dan het instelpunt.

Dit is een zeer low tech voorbeeld dat hopelijk helpt bij het begrijpen van de basisfunctie van een warmtepomp. (Opmerking: een meer gedetailleerde technische uitleg vindt u hier).

Warmtepompen en airconditioning

Warmtepompen kunnen overal worden toegepast waar de overdracht van warmte nodig is. Daarbij moet worden opgemerkt dat warmte altijd van warm naar koud gaat. Dus in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, betekent airconditioning van een woning in feite het verwijderen van warmte uit de woning en niet het erin pompen van koude.

In de airconditioningsector worden de meest gangbare typen warmtepompen als volgt gedefinieerd:

• Luchtwarmtepomp: Gebruikt de buitenlucht als warmtebron of warmteput – in wezen de meeste airconditioners met omgekeerde cyclus;
• Waterbronwarmtepomp: Gebruikt water als warmtebron of warmteput en komt vaker voor in commerciële toepassingen. De watertemperatuur wordt meestal geregeld door een boiler (verwarming) of een koeltoren (koeling) om binnen bepaalde temperatuurgrenzen te blijven. Deze ligt meestal tussen 15 en 35C, hoewel sommige iets verder in elke richting kunnen gaan; en
• Bodemwarmtepomp: Maakt gebruik van de grond als warmtebron of warmteput.

De definitie van een grondwarmtepomp behoeft hier waarschijnlijk wat meer uitleg, want het is moeilijk voor te stellen dat een warmtepomp steen en vuil verpompt! Het is in dit element waar een aardwarmtepomp gewoon een evolutie is van de waterbronwarmtepomp. De bodemwarmtepomp maakt gebruik van water dat door een bodemwarmtewisselaar wordt gepompt als warmtebron of warmteput.

Deze evolutie vond plaats in de begindagen van geoexchange systemen. Systeemontwerpers realiseerden zich al snel dat het aansluiten van een waterbronwarmtepomp op een bodemwarmtewisselaar resulteerde in watertemperaturen binnen het gesloten lussysteem die de bedrijfslimieten van de waterbronwarmtepomp overschreden.

Bijv. het onttrekken van warmte aan de bodem in de verwarmingsmodus verlaagt de watertemperatuur binnen de gesloten lus bodemwarmtewisselaar. Aangezien het een gesloten lussysteem is, zal de watertemperatuur blijven dalen tot het ingebouwde veiligheidsafsluitpunt van de warmtepomp wordt bereikt. Een waterbronwarmtepomp heeft een boiler (of iets dergelijks) om een minimale waterintredetemperatuur (EWT) te handhaven, iets wat niet bestaat bij een bodemwarmtewisselaar.

Het is veel kosteneffectiever om het EWT-bereik van de warmtepomp aan te passen dan een aanzienlijk grotere bodemwarmtewisselaar te installeren – zo is de bodemwarmtepomp ontstaan!

Samengevat is een bodemwarmtepomp dus gewoon een waterbronwarmtepomp met een ‘groter bereik’. Het typische EWT-bereik van een bodemwarmtepomp is -5C tot 45C en dus kunnen aanzienlijk kleinere bodemwarmtewisselaars worden aangesloten.

Grondwarmtepompen zijn er in twee hoofdtypen:

• Water/lucht-grondwarmtepomp: Brengt in de verwarmingsmodus warmte over van water in de bodemwarmtewisselaar naar lucht in het gebouw. In de residentiële context is dit vergelijkbaar met een gekanaliseerde airconditioner met omgekeerde cyclus; of
• Water/water aardwarmtepomp: Brengt in de verwarmingsmodus warmte over van water in de bodemwarmtewisselaar naar water in het gebouw. In de residentiële context is dit uw hydronisch verwarmingssysteem voor vloerverwarming, radiatoren of zelfs een zwembad.

Alle grondwarmtepompen zijn omkeerbaar, dus zowel koude lucht als gekoeld water kan ook worden geproduceerd in de bovenstaande voorbeelden. Er zijn ook fabrikanten die een combinatie-unit hebben ontwikkeld die in staat is zowel warme/koude lucht voor kanaalsystemen als warm water voor hydronische verwarming te produceren.