Geothermie - Warmtewinning

Veelgestelde vragen

 

Hoe ecologisch zijn geothermische boringen?

Ons land kent een strenge milieuwetgeving, en gelukkig maar. Deze wetgeving is voor ons bepalend:

  • We beperken zoveel mogelijk de productie van afvalstoffen én hun gevaareigenschappen. 
    Een warmtepomp is bijzonder milieuvriendelijk. Zo worden er tijdens de levensduur van de installatie helemaal geen afvalstoffen geproduceerd. Er is dan ook geen enkel gevaar. Ook bij de boringen worden er geen afvalstoffen geproduceerd. Er komt enkel uitgeboorde grond naar de oppervlakte. Die wordt deels hergebruikt voor de aanmaak van grout (een soort van cement) om het boorgat na het plaatsen van de sondes weer aan te vullen. Andere restfracties (zoals klei) kunnen als aanvulgrond hergebruikt worden op de werf. De boorgatdiameter wordt tot een minimum van 13 cm beperkt. Ook gebruiken we zo weinig mogelijk spoelwater. Dat wordt voortdurend hergebruikt in een gesloten circuit. Extra water toevoegen doen we enkel om eventueel waterverlies in de bodem te compenseren en om het boorgat tijdens de boring gevuld te houden. Is er een regenput op de werf? Dan gebruiken we dat water. Het tijdens de boring vrijgekomen water wordt gestockeerd en hergebruikt voor de volgende boring. De warmtepomp is dan ook een prima voorbeeld van duurzame energie met een minimale CO²-uitstoot ten opzichte van de klassieke verwarmingssystemen.
  • We gebruiken zo weinig mogelijk gevaarlijke stoffen.
    De leidingen van de warmtepomp bevat propyleenglycol, een stof die gebruikt wordt als antivries. De Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) stelt dat deze niet-toxisch is bij lage concentratie en mag gebruikt worden in voeding, cosmetica en geneesmiddelen. Om de warmtepomp te beveiligen is een vriespunt van minimaal -10°C noodzakelijk. Glycol blijft in het gesloten circuit en er is met andere woorden geen gevaar dat deze vloeistof vrijkomt.
  • Vanzelfsprekend voorkomen we alle mogelijke risico’s voor het milieu, het effect van geluid, trillingen, stralingen, lucht-, bodem-, en waterverontreiniging inbegrepen.
    Ook dit is voor ons een belangrijk aandachtspunt. Zo produceren onze machines gedempte geluiden en ook de trillingen zijn zeer beperkt. De boormachines worden regelmatig onderhouden. Verouderde of beschadigde olieslangen worden tijdig vernieuwd.  Wanneer er desalniettemin toch olie vrijkomt op de bodem vangen wij deze op met absorptiekorrels. Om water- en bodemverontreiniging tegen te gaan door het contact van verschillende watervoerende lagen, gebruiken we een ondoorlatende grout. Dat is een soort cement met een minimale doorlatendheid.
    Je mag op twee oren slapen: voor de installatie in dienst wordt gesteld, wordt een reeks druk- en sterktetesten op het primair circuit uitgevoerd. De U-lussen zijn fabrieksmatig geproduceerd en worden getest in de fabriek én op de werf, nog voor ze in het boorgat geplaatst worden. Ook nadat de horizontale verbindingen met de warmtepomp gemaakt zijn, voeren wij druktesten uit. Het glycolmengsel wordt pas ingebracht nadat alle tests goed verlopen zijn. Wanneer er nadien uitzonderlijk toch een lek in het primair circuit ontstaat, treedt de ingebouwde beveiliging van de warmtepomp in werking. We detecteren het lek en herstellen het.
  • Aan ongevallen hebben we een broertje dood.
    Voor alle werkzaamheden hebben we een specifiek veiligheids- en preventieplan. Voor elke boormachine hebben we eveneens een aparte veiligheidshandleiding. Onze arbeiders worden intern opgeleid om volgens dit plan te werken en de richtlijnen voorgeschreven in de handleidingen bij de werkzaamheden op te volgen. Het resultaat? Bij Boringen Verheyden is nog nooit een ernstig ongeval gebeurd. We willen dat graag zo houden.

Wat is er nodig om gebruik te kunnen maken van een warmtepomp?

Eerst dienen geothermische putten geboord te worden. Dit doen we met de spoelboortechniek. Vervolgens leggen we de ondergrondse sondeleidingen aan en monteren we de horizontale collector. Daarna kan de installateur van de warmtepomp aan de slag. Hij plaatst ook de circulatiepomp, vulgroep en het expansievat.

Volstaat één put om je huis te verwarmen of heb je er meerdere nodig?

Dat hangt van veel factoren af, zoals: hoe goed je huis geïsoleerd is, waarvoor je de warmte wenst aan te wenden (verwarming huis, sanitair, zwembad, ...) en hoeveel gebruikers er zijn. Voor een gemiddelde nieuwbouwwoning van 150 à 200 m² (bijvoorbeeld voor een gezin van vier personen) heb je 150 tot 200 m boormeter nodig, verdeeld over een twee- tot drietal geothermische boringen.

Heb je veel plaats nodig voor een putboring?

Warmtepomp grondboring Er is telkens minimum zes tot zeven meter afstand tussen elke geothermische boring nodig. Voor de boring zelf is het natuurlijk noodzakelijk dat de locatie met de boortorens vlot bereikbaar is. We hebben een werkbreedte van minimum vier meter nodig. We kunnen ongeveer op minimaal 1,5 m van een gebouw of obstakel boren.

Schaden boringen het milieu?

Neen, tenzij de boring onprofessioneel gebeurt en de verschillende waterlagen met elkaar in contact worden gebracht. Ook het buiten gebruik nemen van een boring vereist een professionele aanpak.

Hoe breed is het boorgat bij een geothermische bron?

De diameter is heel wat kleiner dan bij een waterput. Bij een geothermische put maken we een boorgat van 13 centimeter.

Kan iedereen zomaar geothermische putten boren?

Neen. Jammer genoeg zijn er praktijken bekend van slecht uitgevoerde geothermische putten. Het exact berekenen en ontwerpen van een geothermische boring met aansluiting van de warmtepomp en toebehoren moet vakkundig gebeuren. Het dimensioneren van de aardsondes is een ingewikkelde berekening die dient voorbehouden te worden voor specialisten met ervaring.

De parameters voor de berekening zijn gebaseerd op de gegevens van de warmtepomp of koelgroep: het elektrisch of thermisch vermogen, het debiet van de warmtebronkring, de temperaturen (warmtebronkring en kring warmteafgifte), het aantal draaiuren per jaar, het jaarlijks te onttrekken vermogen en de piekmomenten. Verder wordt ook de toepassing onderzocht: verwarming van de woning, sanitair van het tapwater, zwembad, ... Ook wordt de mogelijke recuperatie tijdens de zomerperiode bestudeerd en of er regeneratie mogelijk is, door warmteopslag in de zomerperiode en door middel van passieve koeling. Tot slot wordt de beschikbare plaats om te boren onderzocht, de wetgeving getoetst alsook de geologische gegevens gecheckt. Vervolgens wordt een simulatie opgemaakt voor de meest ideale dimensionering. De diepte, diameter en het aantal boringen, dubbele of enkele U-lus en de leidingdiameter van de sondes worden bepaald. Met gespecialiseerde software wordt de berekening gemaakt en kan een simulatie van de temperaturen gemaakt worden voor een periode van 25 jaar.

Hoe wordt gezorgd voor een maximale warmteopbrengst die ook vriendelijk is voor het milieu?

Wij plaatsen een gesloten grondwatersysteem. De aardcollector wordt gevuld met een koelvloeistof die over de verdamper van de warmtepomp circuleert. Vermits het een gesloten circuit betreft, is onze geothermische boring uitermate milieuvriendelijk: het vervuilt de waterlagen niet en verbruikt niet telkens opnieuw vers water - het is dus steeds hetzelfde water dat wordt rondgestuurd. Bovenop de milieuvriendelijke voordelen worden er ook financiële nadelen van een open systeem tegenover een gesloten circuit vermeden. Er is geen dure onderwaterpomp nodig die in de put hangt en veel elektriciteit verbruikt.

Boren jullie ook open systemen met pomp en retourput?

Neen, dit doen we niet voor particuliere doeleinden. Een open systeem vraagt veel onderhoud en is duur. Er is hiervoor een onderwaterpomp in de put nodig die veel elektriciteit verbruikt. De doorlatendheid van de watervoerende laag is meestal te laag om het water terug te kunnen pompen en vervuild water kan de waterlagen binnendringen. De prijs voor dit soort boringen is allicht goedkoper, maar in de praktijk zijn deze systemen zeer onderhoudsintensief voor het regenereren van de retourput, het reinigen van de leidingen en de warmtewisselaar. Voor een goede werking van het systeem is een goede waterkwaliteit belangrijk en mag het grondwater niet met de lucht in contact komen. Een gesloten systeem daarentegen heeft een uitstekend rendement en is een onderhoudsvrije installatie met een lange levensduur. Een juiste dimensionering van de aardcollector is ook van groot belang. Een te kleine aardwarmtewisselaar gaat te lage temperaturen opleveren op het einde van de verwarmingsperiode in de winter, met rendementsverlies tot gevolg. Wij plaatsen altijd dubbele U-lussen in een boorgat wat het rendement verhoogt met 15 tot 25% in vergelijking met een enkele U-lus. De geologie en de waterstand is eveneens bepalend voor het rendement van het boorgat. Een te ruim gedimensioneerde aardcollector zorgt voor onnodige investeringen.

Hoe werkt een warmtepomp?

De warmtepomp bestaat uit een kringloop van vier elementen: twee warmtewisselaars, de compressor en het expansieventiel. Door deze elementen circuleert een medium dat deeltijds gas is en deeltijds vloeibaar wordt. De ene warmtewisselaar is een verdamper aan bronzijde (langs de zijde van de geothermisch geboorde putten). Deze verdamper brengt de warmte van de bron (nul à tien graden Celsius) over in het circulatiemedium.

 

 

Daarna wordt dit circulatiemedium, als het nog in gastoestand is, in de compressor op hoge druk gebracht. De temperatuur van het gas zal dan stijgen. Denk aan het oppompen van een fietsband. Het slangetje waar de samengedrukte lucht doorloopt, zal warm worden. In de warmtepomp zal dit warme gas langs de andere warmtewisselaar stromen. Die werkt als condensor. Hier geeft het zijn warmte af aan het water van bv. vloerverwarming (ca. 35 °C). Het gas zal opnieuw vloeibaar worden, maar het staat nog steeds onder hoge druk.

Daarna stroomt het medium verder naar het expansieventiel. Hier wordt de druk losgelaten en zakt de temperatuur plots tot ver onder het vriespunt. Als je bijvoorbeeld een spuitbus gebruikt, zal je vinger koud worden aan de drukknop. Het sterk afgekoelde medium is nog vloeibaar en stroomt vervolgens terug naar de eerste warmtewisselaar die als verdamper optreedt. En daar kan het dan weer de warmte afkomstig van de geothermische bron opnemen. De cirkel is rond. De compressor is het enige element dat een beetje energie verbruikt, namelijk elektriciteit.

Met een goed geconcipieerde warmtepomp heeft men slechts één deeltje elektriciteit nodig om meer dan vijf delen warmte af te geven. Dat is met andere woorden een fantastisch rendement! In de zomer wordt de warmtepomp uit werking gesteld en wordt de temperatuur van de bodem (vijf à vijftien graden Celsius) via een aparte warmtewisselaar door de vloerverwarming (of beter vloerkoeling) gestuurd. De compressor van de warmtepomp draait niet en de warmtepomp zal geen elektriciteit gebruiken. Bovendien gaan we de bodem nog extra regenereren en opwarmen voor het volgende verwarmingsseizoen. Het dubbel gebruik van verwarmen en koelen is een absolute meerwaarde tegenover andere systemen. Bovendien geeft deze manier van koelen een bijzonder aangename verkoeling, in tegenstelling tot bv. airco's. Een warmtepomp heeft een lange levensduur en is zo goed als onderhoudsvrij. Bovendien is deze warmtepomp even geruisloos als een koelkast.

Wat heb je nodig voor een gemiddeld gezin?

Een nieuwbouw eengezinswoning van circa 150 à 200 m² heeft met de hedendaagse isolatienormen ongeveer een warmtepomp van 8 kW nodig, bij circa 2.000 draaiuren per jaar (te berekenen door de installateur van de warmtepomp). Hiervoor hebben we ongeveer 170 à 220 boormeter nodig, verdeeld over twee à drie geothermische putten.

Hangt het aantal boormeters van de streek af waar de geothermische boring plaatsvindt?

Ja. Met water verzadigde grondlagen kunnen een groter vermogen leveren dan droge grondlagen. Een hogere grondwaterstroming levert immers meer vermogen op. Vaste kleigronden hebben daarentegen een lagere warmtegeleidbaarheid, met een lager vermogen tot gevolg. Geothermie is bijna zowat overal in Vlaanderen toepasbaar.

Welke boortechniek wordt gebruikt bij de geothermische boring?

Voor geothermische boringen wordt de spoelboortechniek gebruikt. Deze techniek is veel sneller dan de zuigboortechniek die meestal voor waterputten wordt gebruikt. Geothermische putten hebben dan ook alleen de aardwarmte nodig.

Wat is een collector?

De HDPE-wisselaars (High Density PolyEthylene) zijn de leidingen in de geothermische boringen. Afhankelijk van onder meer de diepte hebben ze een diameter van 25 of 32 mm. De U-lus onderaan wordt fabrieksmatig gelast. De sondeleidingen zijn flexibel, licht in gewicht, taai, corrosiebestendig, gemakkelijk te verwerken en prijsgunstig. De ruimte naast de sonde in de put wordt terug aangevuld met een ondoorlatend mengsel met een hoge geleidbaarheid. Het is namelijk erg belangrijk dat de watervoerende lagen beschermd blijven. De afstand tussen de verschillende boringen bedraagt ongeveer zeven meter en de diepte van de boringen varieert tussen de 25 en de 150 meter. De sondeleidingen die bij de oppervlakte van de put verder ondergronds lopen naar de warmtepomp liggen ongeveer 60 cm onder de grond. Nadien wordt er een herkenningslint boven op gelegd. Wanneer er achteraf opnieuw werken plaatsvinden, is de locatie geduid. Uiteraard zullen de opgemaakte plannen ook mogelijke beschadiging door derden achteraf kunnen voorkomen.

Collectorput Geothermische boringDe verschillende sondeboringen moeten met elkaar verbonden worden. Ze worden gekoppeld aan de primaire warmtewisselaar van de warmtepomp. Een pomp zorgt voor de circulatie. De sondes moeten eerst apart afgeperst worden om eventuele lekkages op te sporen. Om elke put thermisch gelijkmatig te belasten moeten de sondes volgens de Tichelmanmethode aangesloten worden of met een centrale collectorput met inregelventielen. De diameter van de collectorleidingen wordt bepaald in functie van de leidingverliezen en bedraagt meestal 40, 50 of 63 mm doorsnede. Nadat alle lasverbindingen gemaakt zijn, wordt de aardcollector gevuld met water en opnieuw afgeperst. Ten slotte wordt de collector gevuld met een koelvloeistof (vb. tot 30% propyleen-glycol). De koelvloeistof moet milieuvriendelijk zijn en een goede warmtegeleidbaarheid hebben.

De circulatiepomp moet gekozen worden in functie van het vereiste debiet en de leidingverliezen. Een pomp met te zware motor doet onnodig het rendement dalen. Een te lichte pomp gaat te weinig water over de warmtepomp sturen, met een slecht rendement tot gevolg. Bijkomend wordt nog een expansievat met ontluchter en vulgroep geplaatst. De circulatiepomp wordt gestuurd door de warmtepomp. De circulatiepomp, vulgroep en het expansievat worden geplaatst door de installateur van de warmtepomp.

Wat is het verschil tussen de Tichelmanmethode en de centrale collectorput met inregelventiel?

Om elke put thermisch gelijkmatig te belasten moeten de sondes volgens de Tichelmanmethode aangesloten worden of met een centrale collectorput met inregelventielen. Elke put moet immers evenveel water met koelmiddel (glycol) laten doorstromen. Anders gezegd, de putten moeten gelijkmatig belast worden. Bij de Tichelmanmethode is de leidingafstand naar elke boring even lang. Deze moeten zeer goed uitgebalanceerd zijn. Hier is er geen collectorput. Alles werkt bij de Tichelmanmethode ondergronds. Het systeem moet zeer goed ontlucht zijn want nadien kan het moeilijk gecontroleerd worden.

Collectorput Geothermische boringBij de centrale collectorput wordt elke geothermische boring apart aangesloten (binnen of buiten in een collectorput) via de inregelventielen. Het is belangrijk dat de inregelventielen ook effectief ingeregeld worden! Als dat niet gebeurt, zijn de boringen niet allemaal gelijkmatig thermisch belast. De collectorput kan ook beschadigd geraken en na verloop van tijd zijn de afsluit- en inregelkranen meestal wegens corrosie niet meer regelbaar.

Hoe wordt de kostprijs van een geothermische put en aansluiting op de warmtepomp bepaald?

De geologische ondergrond en de opgelegde geothermische belasting (vermogen warmtepomp en aantal draaiuren) bepalen het aantal putten, de diepte en ook de kostprijs. De sondeboringen worden meestal per boormeter verrekend, te vermeerderen met een transportkost. De kostprijs van de collectorwerken, de graafwerken van de leidingen (wat je eventueel ook zelf kan doen) en het vullen van de leidingen met glycol is uiteraard afhankelijk van de grootte van de installatie. Omdat de sondeboringen voornamelijk de eindprijs bepalen, is de totale kost in verhouding met het aantal boormeters en uiteraard ook met het te onttrekken vermogen. Ook het afvoeren van de boorresten kan je eventueel zelf doen. De prijs is wel weergegeven aan de hand van meterprijzen maar uiteraard garanderen we de energie bij het opgegeven vermogen met bijhorend aantal draaiuren per jaar. Voor privéwoningen ouder dan tien jaar bedraagt het btw-tarief 6%, voor nieuwbouw is dat 21%.

Wat zijn de voordelen van geothermie?

Deze methode is om te beginnen onderhoudsvrij. Daarnaast kent de installatie een lange levensduur. Er is slechts een kleine circulatiepomp met beperkt vermogen nodig. Koeling is ook mogelijk door deze methode. De geothermische boringen gaan zolang als een ruwbouw van een huis mee. Met een geothermische warmtepompinstallatie is een spf van 5 perfect haalbaar. Spf staat voor een seizoenswinstfactor (COP over een jaar: dit is de winstfactor van een warmtepomp).

Wat zijn de nadelen van geothermie?

De winstfactor wordt iets kleiner naar het einde van de winter toe. Er is een lager onttrekkingsvermogen bij droge of kleiachtige ondergrond. Deze methode wordt duurder bij grote vermogens (aantal boormeters is in verhouding met het te onttrekken vermogen).

Ondanks dit minpunt, blijft de verticale geothermische warmtepomp toch het beste rendement behouden van alle warmtepompsystemen!

Bestaan er verschillende types van warmtepompen?

Ja, de elektrische warmtepomp zoals eerder beschreven komt het meeste voor. Er is ook nog een variante op het systeem, nl. het DX-systeem (of directe expansie). Men kan het koelgas van de warmtepomp dan direct door de aardsondes sturen - zonder warmtewisselaar. Omwille van technische redenen zijn de diepte en de vermogens dan beperkt. Een primaire warmtewisselaar en circulatiepomp zijn bij dit systeem niet meer nodig. De sondes en de collector zijn voor dit type van warmtepomp uitgevoerd in koper met een beschermlaag. Er is slechts een beperkt aantal leveranciers. Ook de gasabsorptiewarmtepomp is in opmars. Vanaf een vermogen van 30kW kan dit een interessant alternatief zijn. De warmtepomp werkt op gas en zal ongeveer één derde van de afgegeven energie aan de bodem onttrekken. In vergelijking met een elektrische warmtepomp zullen er minder boormeters noodzakelijk zijn.

Met welke installateurs van warmtepompen werken jullie samen?

Wij werken al jaren samen met gerenommeerde installateurs. Samen met hen hebben we dan ook heel wat nuttige ervaring opgebouwd. Zie onder meer bij onze referenties. Op aanvraag bezorgen we je een lijst van firma's.

Kan ik een bodemwarmtewisselaar combineren met een waterput?

Neen, dat is niet mogelijk. De eigenschappen van beide putten zijn totaal verschillend. Onze boormachines zijn specifiek voor elke toepassing en met een geothermische boormachine kunnen we geen waterput boren. We geven wel een korting als we op dezelfde werf ook een waterput kunnen boren.

Hoe ziet de ideale boorwerf en werf voor de collectorwerken eruit?

  1. Boringen:
    • de  werf moet goed bereikbaar zijn voor een boortoren in werking op rupsen, met deze kenmerken:
        • hoogte: ongeveer 9,5 m
        • gewicht: 18 ton (wij kunnen optioneel rijplaten meebrengen om het gewicht nog meer te spreiden)
        • buitenafmetingen: 2,5 (b) op 8,5 (l) op 3 m (h)
    • de dichtste put op circa vijf meter van het gebouw, geraamd vanaf de plaats waar we in het gebouw komen (mag ook minder zijn: min. 1,5 m)
    • er moet ongeveer zes à zeven meter afstand gerekend worden tussen elke boring
    • we hebben minimaal vier meter werkbreedte nodig
    • fragiele gevels en obstakels in de buurt worden best bedekt, om mogelijke spatten met grijs boorwater te vermijden. Voor een meerprijs kunnen wij dit ook doen.
    • indien de boormachine lager opgesteld staat dan het origineel maaiveldniveau (bv. onder een kelderplaat) moet zeker de waterstand van de freatische en alle onderliggende arthesische waterlagen onderzocht worden. Bijkomende maatregelen moeten eventueel optioneel getroffen worden.
    • te voorzien: water (3.000 l/u), elektriciteit en 30 m parking
  2. Collectorwerken:
    • bodem niet geroerd zonder verharding of puin
    • droog, niet aangelegd terrein en vrij van verharding, puin of verontreiniging
    • alle ondergrondse leidingen en obstakels vooraf bovengronds aangeduid
    • beperkt aantal leidingen of rioleringen te kruisen
    • grondwater dieper dan 70 cm onder maaiveld

 

Verheyden is een familiebedrijf dat reeds 50 jaar actief is in verticale grondboringen. Wij hebben al meer dan 10.000 boringen met succes verricht, zowel voor particulieren, bedrijven als voor de Vlaamse Overheid. Wij boren putten om warmte of koude (geothermie) en (drink)water uit te winnen.