Alles weten over grond-waterwarmtepompen
Bij de installatie van een grond-waterwarmtepomp zijn er twee manieren om de warmte uit de grond te halen: via een horizontaal of een verticaal captatienetwerk.
Grond-waterwarmtepompen, ook geothermische waterpompen genoemd, halen warmte uit de grond en verspreiden die door het hele huis via een watercircuit. Dit kunnen radiatoren, vloerverwarming of een combinatie van beide zijn, zoals bij een centrale verwarming.
Bekijk ook het gedetailleerde schema over de werking van een warmtepomp in ons dossier Een warmtepomp voor jouw verwarming.
Stabiliteit van de grondtemperatuur ten opzichte van de luchttemperatuur
De temperatuur van de grond is relatief constant en dat is een van de grote voordelen van de grond als warmtebron. De temperatuur van de lucht varieert daarentegen aanzienlijk en daalt fors net wanneer de behoefte aan verwarming het grootst is.
Het diagram hieronder toont de bodemtemperatuurschommelingen in functie van de diepte en de tijd van het jaar. Op meer dan 5 meter diepte zijn de temperatuurschommelingen gedurende het jaar tweemaal kleiner. Vanaf 10 meter diepte is dat driemaal kleiner. Vanaf een diepte van 15 meter blijft de temperatuur stabiel, op 10 graden.
Neem bij nieuwbouw een grond-waterwarmtepomp zeker in overweging
Dit type warmtepomp is bij uitstek geschikt voor nieuwbouwprojecten door de uitzonderlijke efficiëntie van deze technologie en de grote initiële investering. Deze kan hoog oplopen wanneer er in de grond geboord wordt om de grondwarmte via verticale captatie te halen. In bepaalde gevallen is een grond-waterwarmtepomp bij renovatieprojecten eveneens een goede optie.
Een grond-waterwarmtepomp zal de initiële investering echter niet interessant maken in gerenoveerde huizen die nog te weinig geïsoleerd zijn.
In dit dossier vertellen we je wat je moet weten over de specifieke grond-waterwarmtepomp die je huis kan verwarmen en koelen.
Wat zijn de verschillende opties voor het halen van warmte uit de grond?
Er zijn twee oplossingen om warmte uit de grond te halen: een horizontaal captatienetwerk of een verticaal captatienetwerk waarvan de diepte sterk kan variëren.
Wat is het rendement van een grond-waterwarmtepomp voor de verwarming?
We hebben het hier over de algemene prestatiecoëfficiënt (COP) in testcondities, de seizoensprestatiefactor (SCOP) die dichter bij de werkelijke gebruiksomstandigheden ligt, en de vertrekken van de woning die het rendement van het toestel beïnvloeden.
Kan een grond-waterwarmtepomp ook koelen?
Met een grond-waterwarmtepomp geniet je ook van de zogenaamde passieve koeling. Op actieve koeling overschakelen is mogelijk, maar het verbruikt meer elektriciteit. Een fotovoltaïsche installatie komt dan zeker van pas om de rekening te verzachten.
Waaruit bestaan grond-waterwarmtepompen?
Om een grond-waterwarmtepomp te installeren, heb je een binnenunit nodig. Deze wordt wel gecombineerd met een captatienetwerk - buiten de woning - om warmte uit de grond te halen. Het warmtedistributiesysteem verspreidt de warmte in de woning.
In welke omstandigheden is de grond-waterwarmtepomp interessant?
Een grond-waterwarmtepomp is ideaal als je een nieuw huis bouwt. Bij nieuwbouw zijn er immers altijd grondwerkzaamheden en net dan is de grond-waterwarmtepomp interessant.
Kosten en premies voor grond-waterwarmtepompen
Het is vooral de captatiemethode die het grote verschil in kosten maakt ondanks de regionale subsidies die de rekening drukken.
Eventuele vergunning, installatie en onderhoud van grond-waterwarmtepompen
Regionale en lokale voorschriften moeten nagekeken worden alvorens met de installatie te beginnen, vooral als er geboord wordt om warmte verticaal uit de grond te halen.
Grond-waterwarmtepompen: voor- en nadelen, conclusie
Na het overlopen van de voor- en nadelen van grond-waterwarmtepompen maken we een gemengde balans op vanwege de hoge kosten van de initiële investering en de elektriciteitsprijs.
Er zijn verschillende oplossingen om warmte uit de grond op te vangen, ingedeeld volgens de vorm die ze aannemen en vooral volgens de diepte van de installatie.
Zeer ondiepe geothermische energie wordt gebruikt wanneer het warmterecuperatienetwerk op minder dan 10 meter diep in de grond geïnstalleerd wordt.
Daarna komt ondiepe geothermische energie, op een diepte tussen 40 en 100 meter. De diepe geothermische energie (op een diepte van meer dan 1 000 meter) wordt dan gebruikt voor tertiaire gebouwen (scholen, zwembaden, kantoren enz.), grote woongebouwen of voor een systeem dat een hele woonwijk met energie moet voorzien.
Warmterecuperatie door middel van een zeer ondiep netwerk (0 tot 10 m)
Dit netwerk kan twee vormen aannemen: een volledig vlak netwerk (zie onderstaande afbeelding) zoals bij een vloerverwarming. Of in de vorm van korven in een put als de omvang van de grond onvoldoende is. Het circuit wordt dan in een spiraal op een metalen frame bevestigd.
Volledig vlak stroomgebied (0 tot 5m)
Voor een horizontaal captatienetwerk, op minstens een meter diepte, is een vrij grote oppervlakte nodig. De oppervlakte is afhankelijk van het vermogen van de warmtepomp, de isolatiewaarde en het gekozen of reeds aanwezige warmteafgiftesysteem.
Voor een gemiddeld huis heeft dit netwerk een oppervlakte van 200 tot 500 m² nodig. Dat is niet weinig. En het wordt waarschijnlijk nog ingewikkelder als je tuin al aangelegd is.
Een horizontaal en vlak captatienetwerk wordt vooral gebruikt als er minder vereisten zijn maar wel beperkingen voor de bouw van een verticaal netwerk (toegankelijkheid van de site met de boormachine, financiële aspecten, rotsachtige ondergrond enz.).
Voordelen van een volledig vlak captatienetwerk
- Horizontale collectoren zijn ideaal in een ruw klimaat.
- Ze kosten minder dan verticale collectoren. Met deze configuratie kan je je huis ook koelen als de koelvloeistof in een gesloten circuit in de collectoren, de pomp en de warmteverdelers circuleert.
Aandachtspunten
- Het oppervlak boven de collector moet waterdoorlatend zijn (geen terras of constructie) en mag niet doorkruist worden door waternetwerken vanwege het risico op vorst.
- Collectoren moeten minstens 2 m van bomen verwijderd zijn, minstens 1,5 m van ondergrondse nutsleidingen en minstens 3 m van funderingen, putten, septische putten en drainagesystemen.
- Het terrein mag niet te hellend zijn.
In rotsachtige of kleiachtige grond is het beter om de collectoren op een zandbed te installeren.
Captatienetwerk met korven (0 tot 10 meter)
Captatie met korven vormt een alternatief voor een volledig vlak netwerk. Het wordt gebruikt als de grootte van het perceel onvoldoende is. Zo’n netwerk heeft de vorm van manden die in kuilen zitten. Het circuit wordt in een spiraal op een metalen frame bevestigd.
Voordelen van een captatienetwerk met korven
- Deze wisselaars vormen een interessant alternatief voor horizontale ondergrondse collectoren wat betreft de benodigde oppervlakte. Ze vereisen geen dure boringen omwille van de kleinere diepte. Daardoor zijn ze eveneens een alternatief voor de verticale ondergrondse collectoren.
- Compacte warmtewisselaars zijn ideaal onder een ruw klimaat.
- Geokoeling is mogelijk om het huis te koelen, op voorwaarde dat de warmteverdelers van het verwarmingssysteem ook voor koeling voorzien zijn.
- Talrijke professionals zoals terrasaanleggers kunnen deze techniek toepassen. De kosten per wisselaar liggen rond de € 1000 tot € 1500/kW, afhankelijk van de gekozen wisselaars.
Aandachtspunten
- De compacte wisselaars moeten tijdens de installatie op voldoende afstand geplaatst worden om het risico op grondvorst de vermijden.
Captatie met een ondiep netwerk (40 tot 100 m)
Een verticaal captatienetwerk bestaat uit geothermische sondes die verticaal in de grond geplaatst worden. Daardoor zijn er boringen op een kleine oppervlakte nodig. De capaciteit van de warmtepomp, de mate van isolatie van het huis en de samenstelling van de bodem bepalen hoe diep er geboord moet worden.
Het is inderdaad mogelijk om een simulatie te maken van de hoeveelheid energie die elke meter aan verticale sonde oplevert. Dit hangt af van de grootte, de aard van de ondergrond en natuurlijk de diepte van de boringen. Op basis van de isolatie wordt de warmtebehoefte geschat. Dit laat toe de totale score te bepalen en dus ook het aantal meter aan sondes dat geplaatst moet worden.
Verschillende opties voor het plaatsen van verticale sondes
Als een huis in totaal 160 meter aan verticale sondes nodig heeft, is het mogelijk om één sonde van deze diepte te installeren. Of twee sondes van 80 meter diepte, of zelfs 3 sondes van 60 meter. De keuze hangt af van de haalbaarheid van het werk, de beschikbare machines en de beperkingen van de ondergrond (zoals bijvoorbeeld rotsen die de boorkosten aanzienlijk kunnen verhogen).
Tot slot zal het bedrijf dat de werken uitvoert ook de plaatsing van de sondes moeten analyseren. Bijvoorbeeld om te weten of er al dan niet verschillende sondes nodig zijn om het beschikbare warmtepotentieel voor één sonde zo hoog mogelijk te houden. De werking van een naburige sonde die te dichtbij is, kan de werking van een andere sonde immers verstoren. Voor sommige locaties kan een vergunning nodig zijn. Bekijk hiervoor ons dossier Een warmtepomp voor jouw verwarming.
Voordelen van een verticaal captatienetwerk
- De grondinneming is klein in vergelijking met horizontale collectoren.
- Verticale captatie is geschikt voor een ruw klimaat.
- Het huis kan worden gekoeld (inclusief geokoeling als de warmteverdelers van het verwarmingssysteem hiervoor geschikt zijn).
Aandachtspunten
- Voor het boren is weinig ruimte nodig, maar wel een goede toegang zodat de boorwerktuigen de locatie kunnen bereiken.
- Je moet een erkend boorbedrijf inschakelen.
- De administratieve procedures naleven (in het bijzonder de aangifte van de boringen).
- Boren is vrij duur.
Wat is de COP?
De “Coefficient of Performance” (COP) van een warmtepomp is de verhouding tussen de elektriciteit die de pomp verbruikt en de warmteafgifte.
Productinformatie van een warmtepomp vermeldt meestal een algemene prestatiecoëfficiënt (COP) in testomstandigheden. De prestatie van verschillende warmtepompen kun je dus vergelijken op basis van deze COP.
Wat is SCOP of SPF?
De gemiddelde seizoensprestatiefactor (SPF), of de Seasonal COP (SCOP), heeft een beter idee van het prestatierendement van een warmtepomp. De SPF is de gemiddelde prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp berekend over het hele stookseizoen bij verschillende temperaturen in een bepaald land.
Afhankelijk van de bodemtemperatuur
Een grondwarmtepomp met een verticaal captatienetwerk heeft een zeer hoog rendement. Omdat de warmte diep in de grond zit, is deze minder gevoelig voor temperatuurschommelingen.
De temperatuur in de buurt van het grondoppervlak is wel aan grotere variaties onderhevig. Het rendement is daarom lager dan bij een verticaal captatienetwerk, maar is nog steeds hoger dan bij een warmtepomp met lucht als warmtebron.
SCOP (of FPS) voor grond-waterwarmtepompen
De SCOP van grond-waterwarmtepompen (geschatte gemiddelde voorgesteld door Leefmilieu Brussel in mei 2024 tijdens de opleiding over warmtepompen voor professionals) stijgt tot 5 met verticale boringen en overschrijdt 4,5 met horizontale captatie (met waterverwarming op 35°C). Het rendement ligt uiteraard iets lager als je het water tot 55°C wilt verwarmen. Het bedraagt dan 4,3 bij verticale boringen en 3,2 bij horizontale captatie.
In de zomer kan het koude water (ongeveer 10°C) in het ondergrondse netwerk worden gebruikt voor passieve koeling.
Een huis met een geothermische warmtepomp kan de circulatiepomp van het systeem gebruiken om koud water door de vloerverwarming of de radiatoren te laten circuleren, zonder dat de compressor van de warmtepomp geactiveerd moet worden. Op die manier kan met zeer weinig energie de binnentemperatuur met 2 tot 4°C verlaagd worden.
Met de compressor aan, zorgt de warmtepomp voor meer koeling. We spreken dan van actieve koeling, wat aanzienlijk meer energie verbruikt.
Zonnepanelen, je partner voor de actieve koeling
Zonnepanelen produceren elektriciteit wanneer de zon schijnt. Heb je zonnepanelen? Weet dan dat ze de beste partner zijn voor de actieve koeling. Ze verhogen immers je autoconsumptie.
Om meer te weten over zonnepanelen in combinatie met warmtepompen, raadpleeg ons dossier Verwarmen met een warmtepomp.
Een grond-waterwarmtepompinstallatie bestaat uit een captatienetwerk buiten en een binnenunit die vergelijkbaar is met die van een lucht-waterwarmtepomp met een buffervat. Je kunt hieronder een voorbeeld zien uit de website van Vaillant.
Met betrekking tot het uitzicht en de dimensies, lijkt het dus op een grote staande diepvriezer.
Welk warmtedistributiesysteem voor je huis?
Vergeet niet dat een grond-waterwarmtepomp een warmtedistributiesysteem in je huis vereist: radiatoren, oppervlakteverwarming, ventiloconvectoren enz. Keuze genoeg dus als het gaat om systemen, kleuren en vormen.
Wat je ook kiest, zorg er vooral voor dat de onderdelen van je verwarmingssysteem, emissie- en distributiesystemen, elkaar goed aanvullen.
Voor meer informatie over dit specifieke punt, raadpleeg ons dossier Alles wat je moet weten over de lucht-waterwarmtepompen.
De bouw van nieuwe huizen, bij voorkeur met een groot perceel, is het beste moment voor het installeren van een grond-waterwarmtepomp.
Bij nieuwbouw vinden grondwerkzaamheden sowieso plaats. Hierdoor kunnen de hoge kosten voor de installatie van deze technologie geoptimaliseerd worden. Door te genieten van het beste moment om de grond-waterwarmtepomp te installeren, zal het totale kostenplaatje van de installatie lager liggen.
Voor renovaties blijft een grond-waterwarmtepomp een optie op voorwaarde dat het huis goed geïsoleerd is en op een terrein ligt dat groot genoeg of toegankelijk is. Dat geldt vooral als lawaaikwesties de installatie van een externe unit onmogelijk maken. In dat geval zijn lucht-luchtwarmtepompen en lucht-waterwarmtepompen immers uitgesloten.
De kosten voor het boren voor een grond-waterwarmtepomp hangen af van de diepte die op haar beurt afhangt van de thermische geleidbaarheid van de ondergrond.
Een boring kost bijvoorbeeld € 5 500 of tweemaal meer. De investering voor een geothermische warmtepomp kan dus variëren tussen € 18 000 en € 32 000.
Een horizontaal captatienetwerk kost tussen de € 3500 en € 5 500 incl. BTW en installatie.
Welke premies voor de grond-waterwarmtepompen?
Premies in Vlaanderen
De hoogte van de premie is niet forfaitair en kan je berekenen met behulp van een simulator op de energiewebsite van de Vlaamse Overheid.
Premies in Wallonië
De warmtepompen voor verwarming of combinaties ervan kunnen een premie ontvangen van € 1 500 tot € 9 000.
De premies variëren met een factor van 1 tot 6 afhankelijk van het inkomen, maar ze zullen altijd worden beperkt tot 90 % van het bedrag incl. BTW van de in aanmerking komende kosten op de facturen.
Zie de toestellen die in aanmerking komen en de voorwaarden en formulieren op de website van het Waalse Gewest.
Premies in het Brussels Hoofdstedelijk Gewest
Voor residentiële woningen verschillen de premies afhankelijk van je inkomenscategorie (laag, gemiddeld en standaard categorie) en variëren ze van € 5 800 tot € 6 500 voor een grond-waterwarmtepomp.
Merk op dat deze premies nog verhoogd kunnen worden door de Bonus beëindiging stookolie en kolen en door de Bonus meerdere werken.
Voor meer informatie over premies voor de aanschaf van een grond-waterwarmtepomp
Raadplaag ons artikel Welke premies voor een warmtepomp?
Voor de installatie van een grond-waterwarmtepomp moet er soms in de grond geboord worden. In dat geval moet er vaak aan regionale of zelfs lokale voorschriften voldaan worden.
Vlaams Gewest
In het geval van de installatie van een grond-waterwarmtepomp en als er een diepe verticale boring plaatsvindt: "afhankelijk van de diepte van de boring geldt er een meldings- of een vergunningsplicht. De maximale diepte van de boring is afhankelijk van de bodemeigenschappen en de grondwaterbalans op je adres".
Raadpleeg je home pass en krijgt een indicatie voor je adres.
Vlaanderen heeft ook een kaart met de locatie van bestaande boringen.
Brussels Gewest
Er is een hulpmiddel om te bepalen of je huis in een gebied ligt met een goed geothermisch potentieel of in een gebied waar niet geboord mag worden: BrugeoTool.
Een milieuvergunning is vereist voor ondiepe en diepe geothermie, maar niet voor zeer ondiepe geothermie zoals de vlakke geothermie of de geothermie met korven.
Waals Gewest
In het Waalse Gewest was vroeger een vergunning vereist voor alle boringen, omdat deze werden beschouwd als installaties van klasse 2. Maar daar kwam in 2019 verandering in. "Gelet op de noodzaak om hernieuwbare energiebronnen te gebruiken en de door dit besluit toegevoegde bescherming betreffende de erkenning van de personen die een boring verrichten”, werden de wettelijke bepalingen versoepeld om het boren in de meeste gevallen te vergemakkelijken. Het blijft echter noodzakelijk om vooraf bij het Gewest na te gaan in welke situatie je woning zich bevindt.
Op Géoportal de la Wallonie klik je op "ajoutez des données" om vervolgens in de rubriek Nature et environnement > Sol et sous-sol de nodige informatie over geothermie in Wallonië te vinden.
Voor heel België
Je kan ook tool.smartgeotherm raadplegen.
Hoe installeer je een grond-waterwarmtepomp?
De installatie bestaat uit verschillende fasen:
1. Installatie van de sondes in een netwerk met voorafgaande grondwerkzaamheden of boringen. Aansluiting van de verschillende netwerken aan sondes in een technische kamer die zich buiten onder de grond of in een kamer in de woning bevindt.
2. Installatie van de binnenunit, aansluiting van het sondenetwerk en controle van het koelvloeistofnetwerk.
3. Aansluiting van de binnenunit aan het bestaande interne distributienetwerk (radiator/vloerverwarming) of aan het nieuwe systeem in geval van nieuwbouw of grote renovatie.
Hoe onderhoud je een grond-waterwarmtepomp?
Een geothermische warmtepomp heeft normaal gezien geen onderhoud nodig. Professionele websites vermelden wel dat controles nodig kunnen zijn om eventuele lekken op te sporen of de noodzaak om de warmtevoerende vloeistof te vervangen.
Voordelen
- Optimale prestaties.
- Zeer weinig of geen onderhoud.
- Geschikt voor passieve koeling.
- Geen geluidsproblemen omdat er geen buitenunit nodig is.
Nadelen
- Zeer hoge kosten.
- Haalbaarheidsbeperkingen door de vereiste sondes (oppervlakte, toegankelijkheid voor de boormachine, potentieel van de ondergrond enz.).
- Vergunningen en administratieve beperkingen per regio.
Conclusie
Op dit ogenblik benaderen de energiebesparingen een factor 5 dankzij de uitzonderlijke efficiëntie van deze technologie. Ondanks deze energiebesparing blijft het een delicate operatie, rekening houdend met de initiële investering en het prijsverschil tussen elektriciteit en andere energiebronnen.
Bovendien zijn de installatiekosten te hoog om deze technologie te overwegen voor gebouwen die matig gerenoveerd zijn en nog steeds onvoldoende geïsoleerd zijn. De economische efficiëntie van isolatie blijft de absolute prioriteit alvorens het verwarmingssysteem vervangen wordt.
Bij nieuwbouw met voorziene grondwerken of bij een grote renovatie, kan deze technologie echter wel overwogen worden, als het budget het toelaat.