Geothermische warmtepomp: Rendement, Prijs & Soorten

Een geothermische warmtepomp is een duurzaam verwarmingssysteem dat gebruikmaakt van de natuurlijke warmte die in de aarde is opgeslagen, ook wel geothermische energie genoemd. Het werkt volgens hetzelfde principe als een traditionele warmtepomp, maar in plaats van de lucht als warmtebron te gebruiken, onttrekt een geothermische warmtepomp warmte uit de grond of het grondwater. Deze warmte wordt vervolgens gebruikt om gebouwen te verwarmen en van warm water te voorzien.

Wat is de prijs voor een Geothermische warmtepomp?

De prijs van een geothermische warmtepomp kan sterk variëren afhankelijk van verschillende factoren, waaronder het vermogen van de warmtepomp, het type captatienetwerk dat wordt gebruikt (horizontaal, verticaal, via grondwater), de grootte van het te verwarmen gebouw, de geografische locatie, en eventuele bijkomende installatiekosten zoals graafwerkzaamheden, vergunningskosten, en de kosten voor isolatie en lage temperatuur verwarmingssystemen.

Over het algemeen kunnen de kosten van een geothermische warmtepomp variëren van enkele duizenden euro’s tot tienduizenden euro’s voor de aanschaf en installatie. De initiële investering kan hoog zijn, maar het is belangrijk om ook de langetermijnvoordelen in overweging te nemen, zoals lagere energierekeningen en de mogelijke financiële voordelen van subsidies en belastingvoordelen voor duurzame energie.

Voor een nauwkeurige prijsopgave is het raadzaam om contact op te nemen met erkende installateurs van geothermische warmtepompen, die een offerte kunnen opstellen op basis van uw specifieke situatie en behoeften.

Vergelijk tot drie warmtepomp bedrijven in je eigen regio en bespaar zo tot 35% in slechts 2 minuten!
Vraag een gratis offerte aan »

1. Voordelen van geothermische warmtepompen

1. Hoog rendement: Geothermische warmtepompen hebben over het algemeen een zeer hoog rendement, omdat ze gebruikmaken van constante bodemtemperaturen, wat resulteert in lagere operationele kosten en energieverbruik.
2. Duurzaamheid: Aangezien geothermische energie afkomstig is van natuurlijke warmtebronnen, zijn geothermische warmtepompen een milieuvriendelijke verwarmingsoplossing met een lage CO2-uitstoot, wat bijdraagt aan de vermindering van de ecologische voetafdruk.
3. Onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen: Door gebruik te maken van de constante warmte van de aarde, verminderen geothermische warmtepompen de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen voor verwarming, waardoor ze minder vatbaar zijn voor schommelingen in energieprijzen en geopolitieke kwesties.
4. Lange levensduur: Geothermische warmtepompen hebben over het algemeen een langere levensduur dan traditionele verwarmingssystemen, met minder onderhoudsvereisten en een betrouwbaarheid op lange termijn.
5. Koelmogelijkheden: Naast verwarming kunnen geothermische warmtepompen ook worden gebruikt voor koeling in de zomermaanden, waardoor ze een alles-in-één oplossing bieden voor het hele jaar door comfort.

2. Overzicht van verschillende types geothermische warmtepompen

1. Horizontaal captatienet: Een buizensysteem wordt horizontaal in de grond geplaatst op een diepte van minimaal 50 cm, waarbij de warmte wordt onttrokken aan de aarde. Dit is een van de meest voorkomende methoden van geothermische warmtepompinstallatie.
2. Verticaal captatienet: Bij deze methode worden putten geboord waar verticale lussen tot 100 meter diep worden getrokken om warmte uit diepere lagen van de aarde te halen. Hoewel duurder in installatie, kan dit type captatienet een hoger rendement bieden.
3. Captatie via grondwater: Dit type warmtepomp maakt gebruik van grondwater als warmtebron, waarbij water wordt opgepompt en warmte wordt onttrokken voordat het weer wordt geloosd. Dit kan een efficiënte optie zijn in gebieden met voldoende grondwaterbeschikbaarheid.

3. Hoe werkt een geothermische warmtepomp?

3.1. Geothermische gradiënt: uitleg en werking

De geothermische gradiënt verwijst naar de verandering in temperatuur naarmate men dieper de aarde ingaat. Over het algemeen neemt de temperatuur toe met toenemende diepte. Deze gradiënt wordt vaak uitgedrukt als het aantal graden Celsius temperatuurstijging per kilometer diepte. In veel gebieden varieert deze gradiënt tussen de 15°C en 30°C per kilometer diepte.

Het principe achter de werking van geothermische warmtepompen is gebaseerd op het benutten van deze constante temperatuur in de aarde. Door een warmtewisselaar in de bodem te plaatsen, kan de warmtepomp warmte uit de grond halen en deze gebruiken om water te verwarmen voor huishoudelijke doeleinden of om gebouwen te verwarmen.

3.2. Diepte van bodemcaptatienet en temperatuurvariaties

De diepte van het bodemcaptatienet, ook wel bekend als het buizensysteem of de warmtewisselaar, kan variëren afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de specifieke kenmerken van de locatie, de bodemgesteldheid en de vereisten van het verwarmingssysteem. Over het algemeen wordt het aanbevolen om het buizensysteem op een diepte van minimaal 50 centimeter tot enkele meters onder het aardoppervlak te plaatsen.

Temperatuurvariaties in de bodem kunnen worden beïnvloed door seizoensgebonden veranderingen, maar op dieptes waar geothermische warmtepompen worden geïnstalleerd, zijn deze variaties minimaal. Na een bepaalde diepte, meestal na enkele meters, blijft de temperatuur van de bodem het hele jaar door relatief constant, waardoor het een ideale warmtebron is voor geothermische warmtepompen.

3.3 Vergelijking van horizontale en verticale captatie

Bij horizontale captatie worden de buizen van het bodemcaptatienetwerk op een bepaalde diepte horizontaal in de grond geplaatst, terwijl bij verticale captatie putten worden geboord waarin de buizen verticaal worden geplaatst tot een diepte van enkele tientallen meters tot meer dan honderd meter.

Horizontale captatie kan kosteneffectiever zijn en vereist minder grondoppervlak, maar het rendement kan variëren afhankelijk van de bodemgesteldheid en beschikbare ruimte. Verticale captatie kan een hoger rendement bieden, maar de installatiekosten zijn over het algemeen hoger vanwege de benodigde boorwerkzaamheden. De keuze tussen horizontale en verticale captatie hangt af van verschillende factoren, waaronder beschikbare ruimte, bodemgesteldheid en budgettaire overwegingen.

Vergelijk tot drie warmtepomp bedrijven in je eigen regio en bespaar zo tot 35% in slechts 2 minuten!
Vraag een gratis offerte aan »

4. Onderdelen van een geothermische warmtepomp

Een geothermische warmtepomp bestaat uit verschillende essentiële onderdelen die samenwerken om warmte uit de bodem te onttrekken en deze vervolgens te gebruiken voor verwarming en warmwatervoorziening. De belangrijkste onderdelen zijn:

1. Warmtewisselaar: Dit onderdeel, ook wel het captatienet genoemd, bevindt zich onder de grond en absorbeert warmte uit de bodem of het grondwater.
2. Compressor: De compressor verhoogt de druk en temperatuur van het warmtemedium, dat de warmte overdraagt van de bron naar het verwarmingssysteem.
3. Verdamperspoel: Hier vindt de warmteoverdracht plaats van het warmtemedium naar het koelmiddel in de warmtepomp.
4. Condensorspoel: In de condensorspoel wordt de warmte van het koelmiddel overgedragen aan het verwarmingssysteem, waardoor het water wordt verwarmd.
5. Expansieklep: Deze klep regelt de stroom van het koelmiddel en verlaagt de druk voordat het weer naar de verdamperspoel gaat.
6. Warmwatertank: De warmwatertank slaat het verwarmde water op voor huishoudelijk gebruik.

4.1. De warmtepompinstallatie: werking en vermogensbepaling

De warmtepompinstallatie is het hart van het geothermische verwarmingssysteem. Het werkt volgens het principe van warmteoverdracht en compressie van een koelmiddel om warmte uit de bodem te onttrekken en deze te gebruiken voor verwarming. De werking van een warmtepomp kan worden samengevat in de volgende stappen:

1. Warmte-onttrekking: De warmtepomp onttrekt warmte uit de bodem via het captatienetwerk, waarbij het koelmiddel verdampt en warmte absorbeert.
2. Compressie: De compressor verhoogt de druk en temperatuur van het verdampte koelmiddel, waardoor de warmte wordt geconcentreerd.
3. Warmteafgifte: Het geconcentreerde warmtemedium geeft zijn warmte af aan het verwarmingssysteem, zoals radiatoren of vloerverwarming, waardoor het gebouw wordt verwarmd.
4. Herhaaldelijk proces: Het proces herhaalt zich continu, waarbij de warmtepomp warmte blijft onttrekken uit de bodem zolang er energie nodig is voor verwarming.

De vermogensbepaling van een geothermische warmtepomp is cruciaal voor het efficiënt en effectief verwarmen van een gebouw. Het vermogen van de warmtepomp wordt bepaald door verschillende factoren, waaronder de energievraag van het gebouw, de isolatiegraad, het gewenste comfortniveau en de grootte van het verwarmde oppervlak. Een goede berekening van het vereiste vermogen is essentieel om ervoor te zorgen dat de warmtepomp optimaal presteert en energie-efficiënt is.

4.2. Het captatienet: functie en invloed op de prijs

Het captatienet, ook wel het buizensysteem genoemd, is verantwoordelijk voor het onttrekken van warmte uit de bodem of het grondwater. Het bestaat uit een netwerk van leidingen die onder de grond worden geïnstalleerd. De functie van het captatienet is om warmte te verzamelen en deze door te geven aan de warmtepomp voor verwarming.

Het captatienet kan verschillende vormen aannemen, waaronder horizontale lussen die op enkele meters diepte worden begraven of verticale boringen die dieper in de grond reiken. De keuze voor het type captatienet hangt af van factoren zoals beschikbare ruimte, bodemgesteldheid en budgettaire overwegingen.

Het captatienet heeft een significante invloed op de prijs van een geothermische warmtepompinstallatie. De kosten van het graven van sleuven, het installeren van leidingen en het afdekken van het captatienet kunnen aanzienlijk zijn. Daarom is het belangrijk om de kosten van het captatienet mee te nemen bij het bepalen van het totale budget voor een geothermische warmtepompinstallatie.

5. Vermogensbepaling en calculatie

De vermogensbepaling van een geothermische warmtepomp is een cruciale stap bij het ontwerpen van een efficiënt en effectief verwarmingssysteem. Het vermogen van de warmtepomp moet worden afgestemd op de specifieke energievraag van het gebouw om ervoor te zorgen dat het comfortabel en kosteneffectief wordt verwarmd. De berekening van het vereiste vermogen omvat verschillende stappen en factoren, waaronder:

1. Energievraag: De energievraag van het gebouw wordt bepaald door factoren zoals de grootte van het gebouw, de isolatiegraad, het aantal bewoners, het gewenste comfortniveau en het gebruikspatroon.
2. Isolatie: De mate van isolatie van het gebouw heeft een aanzienlijke invloed op de energievraag en daarmee op het vereiste vermogen van de warmtepomp. Goede isolatie vermindert warmteverlies en vereist daarom een kleinere warmtepomp.
3. Warmteverliesberekening: Door een warmteverliesberekening uit te voeren, kan de benodigde hoeveelheid warmte worden bepaald om het gebouw op een comfortabele temperatuur te houden tijdens koude periodes. Dit helpt bij het dimensioneren van de warmtepomp.
4. Gewenst rendement: Het rendement van de warmtepomp bij verschillende vermogens moet worden overwogen om ervoor te zorgen dat de warmtepomp efficiënt werkt en energie bespaart.

5.1. Invloed van energievraag en isolatie op vermogenskeuze

De energievraag en isolatie van het gebouw zijn twee van de belangrijkste factoren die de vermogenskeuze van een geothermische warmtepomp beïnvloeden.

1. Energievraag: Gebouwen met een hogere energievraag, bijvoorbeeld vanwege slechte isolatie, grote oppervlakken of een groot aantal bewoners, vereisen een warmtepomp met een hoger vermogen om aan de verwarmingsbehoeften te voldoen.
2. Isolatie: Goed geïsoleerde gebouwen hebben over het algemeen een lagere energievraag en vereisen daarom een kleinere warmtepomp. Investeringen in isolatie kunnen daarom resulteren in kostenbesparingen op het gebied van de warmtepomp en een efficiënter verwarmingssysteem.

5.2. Praktisch voorbeeld: berekening van vereist vermogen bij renovatie

Stel, we hebben een alleenstaande woning van 150 vierkante meter met een goede isolatie die gerenoveerd wordt. De warmteverliesberekening toont aan dat de woning in de koudste maanden een warmtevraag heeft van 10 kW.

Door rekening te houden met de energievraag van het gebouw, de isolatiegraad en het gewenste rendement van de warmtepomp, kunnen we concluderen dat een geothermische warmtepomp met een vermogen van 10 kW geschikt zou zijn voor deze renovatie. Eventuele extra verwarmingsbehoeften, zoals warm waterproductie, moeten ook in overweging worden genomen bij het bepalen van het vereiste vermogen van de warmtepomp.

Door het juiste vermogen te kiezen, kan de warmtepomp efficiënt werken, de energievraag minimaliseren en zorgen voor een comfortabele en duurzame verwarming van het gerenoveerde gebouw.

6. Captatienet installatiemethoden

Het captatienet, ook wel het buizensysteem genoemd, is een essentieel onderdeel van een geothermische warmtepompinstallatie. Het fungeert als de interface tussen de warmtepomp en de bodem of het grondwater, waarbij het warmte absorbeert of afgeeft, afhankelijk van het seizoen en de operationele behoeften van het systeem. Er zijn verschillende installatiemethoden voor het captatienet, elk met hun eigen procedure, vereisten en toepassingen.

6.1. Horizontale captatie: procedure en vereisten

Horizontale captatie is een veelgebruikte methode waarbij buizen op een bepaalde diepte onder de grond worden begraven. De procedure voor horizontale captatie omvat de volgende stappen:

1. Grondvoorbereiding: Het terrein wordt grondig onderzocht om de meest geschikte locatie te bepalen voor het begraven van de buizen. Hierbij wordt rekening gehouden met factoren zoals bodemgesteldheid, beschikbare ruimte en mogelijke obstakels.
2. Graven van sleuven: Sleuven worden gegraven op een diepte van minstens 50 centimeter tot enkele meters, afhankelijk van lokale voorschriften en bodemcondities. De sleuven moeten voldoende lang zijn om de benodigde lengte buizen te kunnen plaatsen.
3. Plaatsen van buizen: Buizen, meestal gemaakt van kunststof zoals HDPE (high-density polyethylene), worden in de sleuven geplaatst en vervolgens bedekt met grond. Het is belangrijk om de buizen gelijkmatig te verdelen en goed te bevestigen om een gelijkmatige warmteverdeling te garanderen.
4. Aansluiting op warmtepomp: De buizen worden vervolgens aangesloten op de warmtepompinstallatie, waarbij een circulatiepomp het warmteoverdrachtsmedium door het captatienet pompt.

Horizontale captatie vereist voldoende beschikbare ruimte rondom het gebouw en een geschikte bodemgesteldheid voor optimale warmteoverdracht. De totale oppervlakte van het captatienet moet voldoende zijn om de warmtebehoefte van het gebouw te dekken.

6.2. Verticale captatie: werkwijze, rendement en vergunningen

Verticale captatie omvat het boren van diepe putten waarin verticale lussen van buizen worden geplaatst. De werkwijze voor verticale captatie omvat de volgende stappen:

1. Boorwerkzaamheden: Diepe putten worden geboord met behulp van gespecialiseerde boormachines. De diepte van de putten kan variëren van enkele tientallen meters tot meer dan honderd meter, afhankelijk van de specifieke bodemcondities en vereisten van het systeem.
2. Plaatsing van verticale lussen: Buizen worden in de geboorde putten geplaatst in de vorm van verticale lussen. Deze lussen vergroten het contactoppervlak met de bodem en optimaliseren zo de warmteoverdracht.
3. Vullen van putten: De putten worden vervolgens gevuld met een thermisch geleidende vloeistof, meestal water met antivriesmiddel, om de warmteoverdracht te verbeteren en de buizen te beschermen tegen bevriezing.

Verticale captatie kan een hoger rendement bieden dan horizontale captatie, omdat het dieper in de aarde reikt, waar de temperatuur doorgaans constanter is. Het rendement kan echter worden beïnvloed door factoren zoals de bodemgesteldheid en de kwaliteit van de boorputten.

Voor het uitvoeren van boorwerkzaamheden voor verticale captatie zijn vaak vergunningen nodig van lokale autoriteiten, omdat het ingrijpende werkzaamheden betreft die de bodem en omgeving kunnen beïnvloeden.

6.3. Captatie via grondwater: toepassing en kenmerken

Captatie via grondwater, ook wel bekend als water/water warmtepompen, maakt gebruik van de constante temperatuur van grondwaterlagen voor verwarming en koeling. Deze methode omvat het boren van twee putten: een voor het oppompen van grondwater en een voor het lozen van het gebruikte water. De warmte wordt vervolgens overgedragen aan het warmteoverdrachtsmedium in de warmtepomp voor verwarming van het gebouw.

Deze methode kan een zeer efficiënte oplossing zijn, omdat grondwaterlagen vaak een constante temperatuur hebben gedurende het hele jaar. Het kan echter technische uitdagingen met zich meebrengen, zoals de vereiste vergunningen voor het onttrekken en lozen van grondwater, evenals mogelijke gevolgen voor het lokale ecosysteem.

Vergelijk tot drie warmtepomp bedrijven in je eigen regio en bespaar zo tot 35% in slechts 2 minuten!
Vraag een gratis offerte aan »

7. Integratie met isolatie en lage temperatuur verwarming (LTV)

Bij de installatie van een geothermische warmtepomp is het essentieel om rekening te houden met isolatie en het gebruik van lage temperatuur verwarmingssystemen (LTV). Deze twee aspecten spelen een cruciale rol bij het optimaliseren van de efficiëntie en prestaties van het verwarmingssysteem.

7.1. Belang van isolatie bij geothermische warmtepompinstallatie

Isolatie is van vitaal belang bij een geothermische warmtepompinstallatie om warmteverlies te minimaliseren en de energie-efficiëntie van het systeem te maximaliseren. Goede isolatie zorgt ervoor dat de warmte die door de geothermische warmtepomp wordt gegenereerd, efficiënt wordt vastgehouden in het gebouw, waardoor de verwarmingsbehoeften worden verminderd en de operationele kosten worden verlaagd.

Door te investeren in hoogwaardige isolatiematerialen voor vloeren, muren en daken kan de warmtepomp effectiever werken en een grotere bijdrage leveren aan energiebesparing en duurzaamheid.

Nog even samengevat:

• Goede isolatie is essentieel voor een efficiënte werking van een warmtepomp. Hoe beter het gebouw is geïsoleerd, hoe minder warmte er verloren gaat. Dit betekent dat de warmtepomp minder energie hoeft te gebruiken om het gebouw op de gewenste temperatuur te houden.
• Isolatie van muren, daken, vloeren en ramen helpt om de warmte binnen te houden en koude lucht buiten te houden. Dit vermindert de warmtevraag en optimaliseert het rendement van de warmtepomp.

7.2. Toepassing van lage temperatuur verwarmingssystemen

Lage temperatuur verwarmingssystemen (LTV) zijn een ideale aanvulling op geothermische warmtepompen vanwege hun compatibiliteit met de lagere uitgaande temperaturen van het verwarmingswater dat door de warmtepomp wordt geproduceerd.

In tegenstelling tot traditionele hoog temperatuur verwarmingssystemen, zoals radiatoren die werken met water op hoge temperatuur, maken LTV-systemen gebruik van water op lagere temperaturen om het gebouw te verwarmen. Dit resulteert in een efficiënter gebruik van de warmtepomp en lagere energiekosten.

Nog even samengevat

• Een warmtepomp werkt het meest efficiënt bij lage watertemperaturen. LTV-systemen, zoals vloerverwarming of wandverwarming, zijn ideaal omdat ze het water op een lagere temperatuur kunnen verwarmen dan traditionele radiatoren.
• Vloerverwarming is bijzonder geschikt voor warmtepompen. Het verspreidt de warmte gelijkmatig en zorgt voor een comfortabele omgeving zonder grote temperatuurschommelingen.

7.3. Meest geschikte oplossingen: vloerverwarming en wandverwarming

Vloerverwarming en wandverwarming behoren tot de meest geschikte oplossingen voor lage temperatuur verwarmingssystemen in combinatie met geothermische warmtepompen. Deze systemen verspreiden warmte gelijkmatig door het hele gebouw, waardoor een comfortabele en constante binnentemperatuur wordt gehandhaafd zonder pieken of dalen. Bovendien vereisen ze lagere watertemperaturen dan traditionele radiatoren, waardoor ze perfect passen bij de lagere uitgaande temperaturen van een geothermische warmtepomp.

Vloerverwarming is ideaal voor nieuwbouwprojecten, terwijl wandverwarming een uitstekende optie is voor renovaties, waarbij de wanden worden gebruikt als stralingsoppervlakken om warmte af te geven aan de ruimte.

Door isolatie en lage temperatuur verwarmingssystemen te integreren met een geothermische warmtepompinstallatie, kunnen gebouwen op een efficiënte en duurzame manier worden verwarmd, met lagere energiekosten en verminderde milieu-impact als gevolg.

8. Nog even alles samengevat

Geothermische warmtepompen bieden een aantrekkelijke oplossing voor duurzame verwarmingssystemen, met tal van voordelen en overwegingen die moeten worden overwogen bij de installatie ervan. Door de integratie van isolatie en lage temperatuur verwarmingssystemen, kunnen geothermische warmtepompen hun volledige potentieel benutten en optimale prestaties leveren.

8.1. Voordelen en overwegingen bij geothermische warmtepompen

Geothermische warmtepompen bieden verschillende voordelen, waaronder:

1. Hoge efficiëntie: Geothermische warmtepompen halen een hoog rendement door gebruik te maken van de constante temperatuur van de bodem of het grondwater.
2. Milieuvriendelijk: Ze stoten minder CO2 uit dan traditionele verwarmingssystemen, waardoor ze een duurzame optie zijn voor verwarming.
3. Onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen: Geothermische warmtepompen verminderen de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en bieden een hernieuwbare energiebron.
4. Langdurige investering: Hoewel de initiële kosten hoog kunnen zijn, kunnen geothermische warmtepompen op lange termijn kostenbesparend zijn vanwege lagere energierekeningen en onderhoudskosten.

Bij de installatie van geothermische warmtepompen moeten echter enkele overwegingen worden gemaakt, zoals:

1. Initiële investering: De initiële kosten voor de installatie van geothermische warmtepompen kunnen hoog zijn, hoewel deze op lange termijn kunnen worden terugverdiend door lagere energierekeningen.
2. Ruimtevereisten: Afhankelijk van het type captatienet kunnen geothermische warmtepompen aanzienlijke ruimtevereisten hebben voor de installatie van het buizensysteem.
3. Vereiste vergunningen: Voor bepaalde installatiemethoden, zoals verticale captatie, kunnen vergunningen nodig zijn van lokale autoriteiten.

8.2. Aanbevelingen voor optimale installatie en integratie met duurzame verwarmingssystemen

Om geothermische warmtepompen optimaal te laten presteren en te integreren met duurzame verwarmingssystemen, zijn de volgende aanbevelingen van belang:

1. Grondige isolatie: Investeer in hoogwaardige isolatie om warmteverlies te minimaliseren en de efficiëntie van de geothermische warmtepomp te maximaliseren.
2. Selectie van geschikte verwarmingssystemen: Kies voor lage temperatuur verwarmingssystemen zoals vloerverwarming of wandverwarming, die goed samenwerken met geothermische warmtepompen en zorgen voor een comfortabele en gelijkmatige warmteverdeling in het gebouw.
3. Professionele installatie en onderhoud: Laat de installatie en het onderhoud van geothermische warmtepompen uitvoeren door gekwalificeerde professionals om ervoor te zorgen dat het systeem correct wordt geïnstalleerd en optimaal blijft presteren.

Door deze aanbevelingen te volgen, kunnen geothermische warmtepompen effectief worden geïnstalleerd en geïntegreerd met duurzame verwarmingssystemen, waardoor gebouwen op een efficiënte en milieuvriendelijke manier worden verwarmd.

1. Geothermie – Scheldimmo.be ↩︎