De manier waarop woningen worden verwarmd verandert. Nieuwbouw wordt vrijwel standaard zonder aardgasaansluiting gerealiseerd en ook bij renovaties wordt steeds vaker gekeken naar verwarmingssystemen die op lage temperatuur functioneren. Binnen die ontwikkeling krijgt de bodemgebonden warmtepomp opnieuw veel aandacht. Niet omdat deze techniek nieuw is, maar juist omdat een stabiele energiebron, lage aanvoertemperaturen en de mogelijkheid tot koelen goed aansluiten bij de eisen die tegenwoordig aan woningen worden gesteld.
De bodem als relatief constante energiebron
Een bodemgebonden warmtepomp haalt energie uit de grond via een gesloten bodemlus of een ander geschikt bronsysteem. Een belangrijk verschil met een lucht-waterwarmtepomp is dat de temperatuur van de warmtebron onder de grond gedurende het jaar relatief stabiel blijft.
Buitenlucht kan tijdens een koude winterdag ver onder het vriespunt komen, terwijl de temperatuur dieper in de bodem veel minder sterk fluctueert. Daardoor hoeft een bodemwarmtepomp onder koude omstandigheden doorgaans een minder groot temperatuurverschil te overbruggen.
Dat is relevant voor het rendement. Een warmtepomp verplaatst aanwezige warmte en gebruikt daarvoor elektriciteit. Hoe gunstiger de temperaturen aan de bron- en afgiftezijde zijn, hoe efficiënter dat proces in principe kan verlopen. Daarom worden bodemgebonden systemen vaak gecombineerd met lagetemperatuurverwarming, bijvoorbeeld vloerverwarming.
Niet iedere warmtepomp past bij iedere woning
Bij de keuze voor een warmtepomp gaat veel aandacht uit naar vermogen en rendementscijfers. In de praktijk wordt het uiteindelijke functioneren echter bepaald door de complete installatie.
Het warmteverlies van het gebouw vormt daarbij het uitgangspunt. Daarna spelen onder andere de beschikbare bodembron, het afgiftesysteem, het gewenste tapwatercomfort en het gebruikspatroon van de bewoners een rol. Een te groot toestel is niet automatisch beter. Een warmtepomp moet juist zo worden geselecteerd dat de capaciteit goed aansluit op de daadwerkelijke warmtevraag.
Voor woningen met een relatief constante warmtevraag kan bijvoorbeeld een systeem als de Thermia Legend bodemwarmtepomp worden toegepast. Belangrijker dan het specifieke toestel blijft echter de dimensionering van het gehele systeem. Een goed afgestemde warmtepomp werkt rustiger en voorkomt onnodige pieken in het elektriciteitsverbruik.
Passieve koeling wordt belangrijker
De discussie over verduurzaming ging lange tijd vooral over verwarmen in de winter. Door warmere zomers en steeds beter geïsoleerde woningen krijgt zomercomfort echter een grotere rol in het installatieontwerp.
Een bodemgebonden systeem heeft hier een interessant technisch voordeel. Bij daarvoor geschikte installaties kan de relatief lage temperatuur van de bodem worden gebruikt om een woning passief te koelen. Daarbij hoeft de compressor van de warmtepomp niet op dezelfde manier te functioneren als tijdens het verwarmen.
Koelen via de vloer vraagt om controle
Passieve koeling via vloerverwarming werkt anders dan airconditioning. De ruimte wordt geleidelijk getemperd in plaats van snel sterk afgekoeld. Dat past goed bij woningen waarin temperatuurpieken zoveel mogelijk moeten worden voorkomen.
Er zijn tegelijkertijd technische grenzen. De vloer mag niet onbeperkt worden afgekoeld. Wanneer een oppervlak te koud wordt ten opzichte van de luchtvochtigheid, kan condens ontstaan. Een correcte regeling en goede afstemming van watertemperaturen blijven daarom noodzakelijk.
Modulerend vermogen wordt steeds relevanter
De warmtevraag van een woning is niet iedere dag hetzelfde. Tijdens een koude winterperiode is meer vermogen nodig dan in het voor- of najaar. Een warmtepomp die zijn vermogen kan aanpassen aan de actuele vraag kan daardoor efficiënter functioneren dan een installatie die voortdurend volledig in- en uitschakelt.
Dit principe wordt invertertechniek genoemd. Hierbij varieert de compressor zijn toerental op basis van de benodigde capaciteit. Het systeem kan daardoor gedurende langere perioden op een lager vermogen blijven draaien.
Een voorbeeld daarvan is de Thermia Calibra met invertertechniek. Vooral in goed geïsoleerde woningen kan modulerend vermogen interessant zijn, omdat de warmtevraag daar gedurende een groot deel van het jaar relatief beperkt is.
Warmtapwater vraagt om een andere benadering
Een warmtepomp levert ruimteverwarming bij voorkeur op een relatief lage temperatuur. Voor sanitair warm water zijn hogere temperaturen nodig. Dat maakt warmtapwater een apart aandachtspunt binnen het ontwerp.
Niet alleen de inhoud van een boiler is daarbij relevant. Ook de snelheid waarmee opnieuw warm water kan worden geproduceerd en het gebruikspatroon bepalen hoeveel comfort een installatie levert. Een huishouden met meerdere badkamers stelt bijvoorbeeld andere eisen dan een woning waarin twee personen wonen.
Daarom moet bij de dimensionering niet uitsluitend naar het verwarmingsvermogen worden gekeken. De dagelijkse hoeveelheid warm water, gewenste taptemperatuur en beschikbare opslagcapaciteit kunnen minstens zo bepalend zijn voor de uiteindelijke systeemkeuze.
De investering moet over een langere periode worden bekeken
Een bodemgebonden installatie vraagt doorgaans om een hogere initiële investering dan sommige alternatieven. Niet alleen de warmtepomp zelf, maar ook het realiseren van de bodembron brengt kosten met zich mee.
Daar tegenover staat dat de bodembron een lange technische levensduur kan hebben en gedurende het hele jaar beschikbaar blijft. Het financiële plaatje hangt daarom sterk af van de woning, energieprijzen, het jaarlijkse verbruik, eventuele subsidieregelingen en de gekozen installatie.
Bij renovatie speelt daarnaast de kwaliteit van de gebouwschil een belangrijke rol. Wanneer gevel, dak en glas veel warmte verliezen, moet het verwarmingssysteem aanzienlijk meer vermogen leveren. Soms is het daarom logischer om eerst bouwkundige maatregelen uit te voeren en pas daarna de warmtepomp definitief te dimensioneren.
De ontwikkeling van bodemgebonden warmtepompen draait daarmee steeds minder om één afzonderlijk apparaat. Bron, warmtepomp, regeling, tapwater en afgiftesysteem worden steeds nadrukkelijker als één energiesysteem ontworpen. Juist die onderlinge afstemming bepaalt hoeveel comfort en rendement een installatie in de praktijk kan leveren.