Warmte-koudeopslag

Wat is warmte-koudeopslag (WKO)?

WKO staat voor warmtekoude-opslag. Het is een bodemenergiesysteem dat gebruik maakt van de natuurlijke eigenschappen van de bodem om warmte of koude op te slaan. Het is een duurzame en efficiënte oplossing voor het beheer van warmte en koude in de gebouwde omgeving. Warmte en koude

WKO omvat lage temperatuur warmteopslag in de vorm van water in een watervoerende laag (bijvoorbeeld zandlaag) in de ondergrond. Dit wordt een aquifer genoemd. Voor de winning en injectie van water zijn, afhankelijk van het type systeem, één of twee thermische bronnen nodig, voor warmte en koude. De putten zijn doorgaans tussen de 30 en 150 meter diep. De techniek bestaat verder uit leidingen, pompen en besturingen. Met behulp van warmtewisselaars wordt warmte uit de bronnen overgedragen aan het verwarmingssysteem in een gebouw. Door middel van een warmtepomp wordt de temperatuur verhoogd naar een bruikbaar niveau voor ruimteverwarming. Indien er ook een vraag is naar warm tapwater, dient dit minimaal 60 ᵒC te zijn en kan dit bijvoorbeeld geleverd worden door een warmtepomp, een gasboiler, een elektrische boiler of een zonneboiler.

Hoe werkt warmte-koudeopslag?

Het temperatuurbereik van wateropslag is ± 5 ᵒC tot ± 25 ᵒC. In de zomer wordt koud water (doorgaans 5 tot 8 ᵒC) uit de watervoerende laag onttrokken en door het gebouw gepompt om voor ruimtekoeling te zorgen. Het opgewarmde water wordt daarna weer teruggevoerd naar de bodemopslag. Het koelgedeelte is essentieel om de bodemwarmtebron te regenereren; het WKO-systeem moet gedurende het jaar thermisch in balans zijn, anders gaat de verwarmings- of koelcapaciteit achteruit. In de winter is het proces juist omgekeerd. Warmte uit de bodemwarmtebron (doorgaans 14 tot 18 ᵒC) wordt aan gebouwen geleverd voor verwarmingsdoeleinden en het gekoelde water wordt geretourneerd aan de koudebron in de bodem. In het gebouw verhoogt een warmtepomp (water/water-warmtepomp) de temperatuur tot het niveau nodig voor ruimteverwarming.

Voordelen van warmte-koudeopslag

WKO is een hernieuwbare energiebron die gebruik maakt van de natuurlijke eigenschappen van de bodem. Het helpt het bij het verminderen van de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en een vermindering van de CO₂-uitstoot.

Toepassing van WKO-systemen

Gebouwen die met WKO worden verwarmd via vloerverwarming of wandverwarming. Dit betekent dat het warmtedistributiesysteem voor ruimteverwarming in het gebouw op een relatief lage temperatuur werkt; de aanvoertemperatuur naar het warmte afgiftesysteem ligt tussen 30 en 50ᵒC. Hiervoor is een goed geïsoleerd gebouw vereist.

WKO-systemen worden toegepast in verschillende soorten gebouwen, zoals kantoren, scholen en woningen. Ze kunnen zowel in nieuwbouw als in bestaande gebouwen worden geïmplementeerd. Over het algemeen kunnen WKO-systemen op de lange termijn rendabel zijn, vooral in situaties waarin er sprake is van een stabiele vraag naar verwarming en koeling. De initiële kosten zijn hoog, maar zeker bij hogere energieprijzen, zijn de kostenbesparingen op de langere termijn aanzienlijk. Gebouwde omgeving

Gesloten bodemenergiesysteem

Voor warmte-koudeopslag wordt water uit de ondergrond onttrokken. Dit wordt een open systeem genoemd. Er bestaan ook gesloten bodemenergiesystemen. In dat geval wordt gebruik gemaakt van een gesloten buizensysteem dat verticaal of horizontaal in de bodem wordt geplaatst. De buizen worden gevuld met een vloeistof die niet in direct contact komt met het grondwater. In de winter onttrekt het systeem warmte aan de bodem en in de zomer geeft het systeem warmte af aan de bodem. Er is geen sprake van een actieve verplaatsing van grondwater door het systeem. Een andere benaming is bodemwarmtewisselaar.