Verwarmen met een geothermische warmtepomp

De geothermische warmtepomp behaalt van alle warmtepompen het beste rendement. De grond, waaruit ze de warmte onttrekt, heeft een veel constantere temperatuur dan lucht. Het captatienet - het buizennetwerk in de grond waardoor vloeistof loopt die de warmte opneemt - kan horizontaal of verticaal geplaatst worden.

Wanneer wel?

Een grondwarmtepomp is een betaalbare en efficiënte techniek op voorwaarde dat je woning een lage warmtevraag heeft. Dat kan enkel als je woning aan de volgende voorwaarden voldoet: 

• Je hebt buiten ruimte genoeg voor de aanleg van een captatienet in de grond
• Je woning is goed geïsoleerd: je hebt goede dak- en vloerisolatie, een gevulde spouwmuur en hoogrendements beglazing. 
• Je woning is voldoende luchtdicht. Er zijn weinig kieren en spleten. 
• Je hebt een gecontroleerd ventilatiesysteem. Dat kan zowel een systeem C of D zijn. 
• Je hebt een warmteafgiftesysteem nodig dat je woning op zeer lage temperatuur kan verwarmen. Dit wil zeggen vloer- en/of wandverwarming. Ventilo-convectoren op zeer lage temperatuur zijn ook geschikt.

Wanneer niet?

• Als je woning slecht of slechts matig geïsoleerd is en je de warmte niet kunt verdelen in je woning op een lage temperatuur.
• In woningen zonder tuin of buitenruimte.

Een geothermische warmtepomp haalt de warmte voor je woning en sanitair warm water uit de grond. De installatie is niet eenvoudig en vraagt graafwerken in de tuin. Bij een horizontaal captatienet komen de buizen horizontaal te liggen. Daarvoor moet een grote oppervlakte afgegraven worden. De buizen liggen op 1,2 à 1,5 meter diepte. Bij een verticaal captatienet komen de buizen in de diepte te liggen, via diepteboringen. De oppervlakte die je nodig hebt is kleiner, maar boringen vragen - afhankelijk van de diepte - een vergunning.

Hoe werkt een geothermische warmtepomp?

Een geothermische warmtepomp haalt haar energie uit de grond en zet die om in een warmte voor je woning. Ze bestaat bijna altijd uit een binnenunit, en captatieveld en een voorraadvat voor warm water. De warmte wordt verdeeld over je woning door vloer- of wandverwarming of via speciale radiatoren die op (zeer) lage temperatuur werken. 

Grofweg bestaan er drie types geothermische warmtepompen: 

• Een bodem-waterwarmtepomp met een horizontaal captatieveld onttrekt op een diepte van ongeveer anderhalve meter de warmte via een horizontaal gelegd buizenstelsel.
• Een bodem-waterwarmtepomp met een verticale bodemwarmtewisselaar onttrekt warmte op grote diepte uit de ondergrond via één of meerdere aardsondes.
• Een water-waterwarmtepomp onttrekt warmte uit opgepompt bodemwater.

De warmtepompen zelf - die je terugvindt in de stookplaats - verschillen weinig van elkaar. Het verschil zit in de manier waarop ze warmte onttrekken.

Bodem-waterwarmtepompen ontrekken hun warmte uit de bodem. Glycol loopt door de buizen van het captatienet of van de verticale warmtewisselaar en neemt de warmte van de aarde op. Daarna stroomt de opgewarmde glycol door naar de warmtewisselaar in de warmtepomp in de stookruimte en geeft daar zijn warmte af. 

Een water-waterwarmtepomp onttrekt warmte niet uit de bodem, maar uit grondwater. Dit type heeft een hoger rendement, maar is niet populair bij gezinswoningen. Ze is duurder, gevoeliger aan storingen en het oppompen en afvoeren van het grondwater is complex. 

Het hart van elke warmtepomp is de compressor. De compressor zet de warmte die onttrokken wordt uit de buitenlucht om naar een hogere temperatuur door middel van druk. Die warmte kan dan verdeeld worden met vloerverwarming of radiatoren. Het is vooral de compressor die elektriciteit nodig heeft om te functioneren. Hoe kouder het is, hoe harder de compressor zal moeten werken. En dat vraagt natuurlijk meer elektriciteit.

Lees meer: Warmte uit de grond: welk type geothermische warmtepomp moet je kiezen?

Wat is het rendement van een grondwarmtepomp?

Een warmtepomp heeft maar zin als ze efficiënt kan functioneren. Want een warmtepomp verbruikt nu eenmaal elektriciteit. Elektriciteit wordt opgewekt met een laag rendement, wat betekent dat het een dure ‘energiedrager’ is. Daarom moet het stroomverbruik beperkt blijven. Met een dik isolatiepakket, een goede luchtdichtheid, gecontroleerde ventilatie en een warmteverdeelsysteem op zeer lage temperatuur, behaal je het hoogste rendement. 

Oudere woningen voldoen doorgaans niet aan alle voorwaarden die we hierboven vermelden. Vaak zijn ze niet grondig geïsoleerd, en is er geen vloer- of wandverwarming. Dat betekent: meer stroomverbruik en dus hogere energiekosten per jaar. Of een warmtepomp dan rendabel is, daar kan best een specialist over oordelen. 

Een warmteverdeelsysteem op zeer lage temperatuur

Een warmteafgiftesysteem op zeer lage temperatuur is een absolute basisvoorwaarde om je elektriciteitsfactuur laag te houden. De meeste warmtepompen werken met een verwarmingstemperatuur van maximaal 45 tot 55° Celsius. Op 35° Celsius werken ze het meest efficiënt. 

Een cv-ketel op gas of stookolie levert daarentegen makkelijk warmte op 60 tot 80° Celsius. Woon je in een slecht of matig geïsoleerde woning, dan wordt het met de lage temperatuur van een warmtepomp niet warm genoeg. 

Een warmtepomp gebruiken om aan te sluiten op bestaande radiatoren is meestal niet aan te raden. Je warmtepomp verbruikt dan veel elektriciteit. Vloerverwarming, wandverwarming of speciale lagetemperatuurradiatoren zijn nodig om de warmtepomp goed te laten functioneren. Is die mogelijkheid er niet, dan kun je eventueel kiezen voor een warmtepomp op hoge temperatuur of voor een hybride warmtepomp. Een warmtepomp op hoge temperatuur is wel een stuk minder efficiënt en een hybride warmtepomp maakt nog steeds - weliswaar in beperkte mate - gebruik van gas of stookolie. 

Goede isolatie, goede luchtdichting, goede ventilatie

Om op zeer lage temperatuur je woning warm te krijgen moet ze aan enkele basisvoorwaarden voldoen. Zo moet je woning goed geïsoleerd zijn. Dat wil zeggen: je woning beschikt over goede dak- en vloerisolatie, een gevulde spouwmuur en hoogrendements beglazing. Een goede luchtdichting zorgt er verder voor dat de warmte niet ontsnapt via kieren en spleten. Een gecontroleerd ventilatiesysteem - dat kan zowel een systeem C of D zijn - zorgt voor een aangenaam en gezond binnenklimaat. 

Voldoet je woning niet aan deze eisen, dan stijgt de benodigde temperatuur van het water om je woning te verwarmen boven 35° C, met een minder efficiënte warmtepomp en dus een hoger elektriciteitsverbruik als gevolg. 

SCOP en seizoensrendement

Naast je woning en je warmteverdeelsysteem, zijn ook de prestaties van de warmtepomp zelf van belang. Voor een geothermische warmtepomp moet je op zoek gaan naar de SCOP of het seizoensrendement van je warmtepompsysteem. Dit getal vind je tussen de technische specificaties, die verplicht meegedeeld moeten worden door je verwarmingsspecialist. De SCOP of Seasonal Coefficient of Performance (SCOP) geeft de theoretisch gemiddelde prestatie van een warmtepomp weer over de periode van een jaar. 

SCOP grondwarmtepomp met horizontaal captatienet

Bij een grondwarmtepomp met horizontaal captatienet schommelt de SCOP rond de 4,5. Dat betekent dat 1 kW elektriciteit omgezet wordt naar gemiddeld 4,5 kW warmte, berekend over een jaar. 

SCOP grondwarmtepomp met verticale bodemwisselaar

Bij een grondwarmtepomp met verticale bodemwisselaar schommelt de SCOP rond de 5. Dat betekent dat 1 kW elektriciteit omgezet wordt naar gemiddeld 5 kW warmte, berekend over een jaar. 

SCOP water-waterwarmtepomp met bodemwater als

Bij een water-waterwarmtepomp ligt de SCOP boven de 5, tot zelfs 6 (berekend over een jaar). 

Naast de SCOP vind je in de productfiche ook het seizoensrendement (of de werkelijke seizoensgebonden energie-efficiëntie) uitgedrukt in percenten. Het grote voordeel is dat je met dit cijfer verschillende verwarmingstoestellen met elkaar kan vergelijken, en niet enkel warmtepompen. Ook gas en mazoutketels krijgen zo’n cijfer toegekend. 

Hoe hoger de SCOP of het seizoensrendement, hoe efficiënter de warmtepomp.

Lees meer: Warmtepomp en rendement.

Seizoensrendement

• Bodem-water warmtepomp: 200% bij 35°C en 160% bij 55°C
• Lucht-water warmtepomp: 160% bij 35°C en 130% bij 55°C
• Gascondensatieketel: 90-95% bij 35°C en 90-94% bij 55°C

Voordelen geothermische warmtepomp

• Hoogste rendement van alle warmtepompen, ook wanneer het buiten vriest
• Optie om actief te koelen
• Vormt een goede combinatie met PV-panelen
• Stille werking

Hoe duurzaam is een geothermische warmtepomp?

Bij een grondwarmtepomp komt tot 80 procent van je energie uit aardwarmte. Een warmtepomp is dan ook goed voor het milieu en vermindert de CO2 uitstoot. Maar daarnaast verbruiken alle types warmtepompen ook elektriciteit. Hoe duurzaam een warmtepomp precies is hangt af van hoe groen de stroom is die je warmtepomp aandrijft. Tegen 2050 zou alle stroom uit je stopcontact sowieso duurzaam opgewekt moeten zijn. Dan is de CO2-uitstoot van een warmtepomp nul. Vandaag is dat niet het geval.

Hernieuwbare elektriciteit is op het moment van schrijven slechts goed voor 13,5 procent van onze stroomvoorziening. Het merendeel van de gebruikte stroom in België is afkomstig van gascentrales en kernenergie. Tegen 2030 zou het aandeel hernieuwbare elektriciteit moeten stijgen tot 50 procent in Vlaanderen. 

Ook als je zelf je stroom opwekt met zonnepanelen, is een warmtepomp niet CO2-neutraal. In de koude maanden wekken je PV-panelen aanzienlijk minder stroom op dan in de zomer, zodat je warmtepomp ‘s winters hoofdzakelijk haar energie moet halen uit reguliere netstroom. Daarom is het ook met een warmtepomp belangrijk om je warmtevraag zo laag mogelijk te houden: niet enkel voor je portemonnee, maar ook voor het milieu. 

Een andere belangrijk aspect is het koelmiddel dat toegepast wordt in een warmtepomp. Dat is erg schadelijk voor het milieu als het vrijkomt in de atmosfeer. Men zoekt daarom naarstig steeds minder belastende koelmiddelen. De afvoer en verwerking van het koudemiddel aan het eind van de levensduur van de warmtepomp moet gecontroleerd gebeuren door een erkend technicus.

Hoeveel kost een grondwarmtepomp?

Hoeveel een warmtepomp ter vervanging van je oude cv-ketel kost, hangt sterk af van je woning. Hoe beter geïsoleerd, hoe lager de warmtevraag en hoe goedkoper de installatie. Kleine en goed geïsoleerde woningen hebben dus een voordeel.

In een slecht geïsoleerde woning

Deze tabel vergelijkt de verwarmingskosten voor een doorsnee gezin dat 23.260 kWh warmte vraagt (in een slecht geïsoleerde woning, waarbij de ketel niet condenseert) en waarbij de verwarmingsinstallatie 20 jaar werkt. 

In een goed geïsoleerde woning

Deze tabel vergelijkt de verwarmingskosten voor een doorsnee gezin dat 10.000 kWh warmte vraagt (in een goed geïsoleerde woning) en waarbij de verwarmingsinstallatie 20 jaar werkt. 

Naast de kostprijs voor het graven en plaatsen van het captatienet en het installeren van een warmtepomp, komen er vaak nog extra kosten bij:

• Heb je radiatoren, dan zijn die vaak niet groot genoeg om warmte af te geven op lage temperatuur. Ze moeten daarom vervangen worden. Er zijn verschillende opties, maar die zijn niet allemaal even gemakkelijk toepasbaar in elke woning. Het makkelijkst is dat je oude radiatoren vervangt door speciale lagetemperatuurradiatoren of ventiloconvectoren. Een bescheiden ventiloconvector kost tussen de 500 tot 1.300 euro (incl. plaatsing), afhankelijk van eventuele bijkomende elektriciteitswerken die nodig zijn voor de stroomvoorziening. Een grote ventiloconvector kost je tussen de 1.000 à 1.900 euro. Design, vorm en kleur kunnen de prijs nog sterk opdrijven. Een andere optie is vloerverwarming en wandverwarming plaatsen. Maar de vloer openbreken is voor veel mensen enkel de moeite tijdens een totaalrenovatie. Reken op een kost van 30 tot 60 euro per vierkante meter voor de aanleg voor een nat systeem (uitgezonderd bijkomende werken zoals vloeren). Een droog systeem kost tussen de 40 en 70 euro per vierkante meter. In een na-geïsoleerd huis kunnen de bestaande radiatoren wel nog geschikt zijn. Een warmteverliesberekening geeft hier uitsluitsel over. 
  
   
• Een elektrische warmtepomp kan op koude winterdagen veel stroom vragen. Bij geothermische warmtepompen blijven de schommelingen van de grondtemperatuur wel beperkt. Daardoor zal de elektrische bijverwarming zelden bijspringen. Toch heb je voor de installatie van een warmtepomp vaak een zwaardere 3-fasenaansluiting in de meterkast nodig. Dit vraagt extra elektriciteitswerken en een bijkomende aansluitingskost. Dit kost je enkele honderden euro’s.

In vergelijking met een gasverwarming is een warmtepomp in een renovatie dus vaak duurder, maar aanzienlijk beter voor het milieu. 

Aandachtspunten bij plaatsing van een geothermische warmtepomp

Een geothermische warmtepomp vraagt meer ruimte dan een klassieke gascondensatieketel. Kies je voor een toestel met een ingebouwd voorraadvat voor warm water, dan is de warmtepomp ongeveer zo groot als een opstaande diepvriezer. Zonder ingebouwd voorraadvat heeft ze de grootte van een kleine ijskast. Dan moet je wel apart plaats voorzien voor een sanitair warm water voorraadvat. 

Bovendien moet je ook voor het buizenwerk en het drukvat ruimte vrijhouden. In technische ruimtes die kleiner zijn dan 2 m² is een warmtepomp plaatsen dus niet evident.

Voorraad- en buffervat

Heb je een warmtepomp zonder ingebouwd voorraadvat, dan kan je eventueel een buffervat plaatsen. Daarmee verhoog je het rendement van je installatie. De meeste buffervaten kunnen 300 tot meer dan 1.000 liter warm water opslaan. Bovendien kan je er verschillende verwarmingsbronnen op aansluiten, zoals bijvoorbeeld zonnecollectoren (van een zonneboiler). Die helpen dan mee het water te verwarmen.

Door een buffervat aan te sluiten op je warmtepomp kan je warm water langere tijd opslaan. De compressor kan daardoor langer aan één stuk door werken, en springt minder vaak af en aan. Daardoor verhoogt de SCOP van je warmtepompsysteem aanzienlijk, want een compressor die voortdurend terug moet starten veroorzaakt een piek in je stroomverbruik.

Daarnaast kan je een warmtepomp met een buffervat gemakkelijker ‘slim’ aansturen. Zo kan je je warmtepomp bijvoorbeeld instellen dat ze enkel warm water aanmaakt wanneer de zon schijnt op je eigen zonnepanelen. Je huis verwarmen met groenere energie dan dat, kan haast niet.

Graafwerken

Een bodemwarmtepomp met diepteboringen kan enkel aangelegd worden door specialisten. Bij een bodemwarmtepomp met captatieveld is dat anders. In principe kunnen de graafwerken en het leggen van de glycolleidingen zelf uitgevoerd worden. Installateurs van warmtepompen waarschuwen evenwel voor zeer zware gevolgen en hoge kosten wanneer dit niet gebeurt volgens de regels van de kunst.

Leg je de lussen van de glycolleidingen bijvoorbeeld te dicht bij elkaar, dan bestaat de kans dat je plaatselijk te veel warmte aan de grond onttrekt, zonder dat die de tijd krijgt om te recupereren. Na enkele jaren eindig je met een blok bevroren ondergrond. Permafrost in je tuin, dus. De warmtepomp slaat er dan niet meer in zijn warmte uit de grond te halen en moet volledig op elektriciteit werken. Met een spectaculaire elektriciteitsfactuur tot gevolg, bovenop de kosten voor het opnieuw afgraven van de grond en het heraanleggen van de leidingen.

Net daarin kan passieve koeling wel een schipperende rol spelen. Bij passieve koeling werkt de warmtepomp in de zomer omgekeerd. De pomp koelt dan de woning door de warmte weer aan de grond af te geven. Je warmtepompsysteem moet wel uitgerust zijn voor deze functie. 

Welk type bodemwarmtepomp je ook verkiest, best laat je de werken en de dimensionering over aan specialisten. 

Tuinarchitectuur

Een bodemwarmtepomp met een horizontaal captatieveld vraagt nog extra aandacht. Om de ondergrond maximaal de kans te geven om te recuperen en warmte terug te winnen, zorg je er best voor dat het deel van de tuin met de glycolleidingen zo veel mogelijk energie kan opvangen. Met energie bedoelen we hier zon en regen, omdat die aarde opwarmen. In de praktijk komt dat neer op: een grasveld. Een terras houdt te veel energie tegen, en diep wortelende begroeiing - zoals bomen en grote struiken - vormen met hun wortels een gevaar voor schade aan je leidingen.

Grasvelden zijn zeker goed voor de waterinfiltratie, maar ze zijn niet bepaald een paradijs voor biodiversiteit. Dit hoeft je niet tegen te houden: door over te schakelen op verwarming op hernieuwbare energie ben je al sterk bezig met het verduurzamen van je woning. Maar het is een factor om over na te denken, zeker als je geen grasveld wilt. In dat geval overweeg je waarschijnlijk best een lucht-water warmtepomp.

Is een grondwarmtepomp iets voor mij?

Stel jezelf eerst deze vragen:

• Woon ik in een dichtbebouwde omgeving? Vraag dan aan je gemeente of er een warmtenet komt. Sommige gemeenten hebben nu al een uitgekiend warmteplan. (sommige niet)
• Ben ik van plan om binnenkort grondige renovatiewerken uit te voeren, waardoor ik toekom met een kleinere warmtepomp? Een warmtepomp is zuinig als ze goed gedimensioneerd is, dus voer je best eerst de structurele en isolatiewerken uit en plaats je nadien pas je warmtepomp. 
• Is de stookruimte groot genoeg (> 2m²)? Heb ik plaats voor een boiler of buffervat?
• Werkt mijn warmteafgiftesysteem op een zeer lage temperatuur (vloerverwarming/wandverwarming/ventiloconvectoren)? Of zijn er extra werken nodig? Ben ik bereid die werken uit te voeren (bijvoorbeeld opbreken van vloeren voor vloerverwarming)? 
• Is mijn tuin toegankelijk voor graafmachines of voor bodemboringen? 
• Mag je tuin grotendeels een grasveld zijn gedurende de volledige levensduur van de warmtepomp? (bij keuze voor captatieveld)

Als je op alle vragen ‘ja’ antwoordde is een warmtepomp op hoge temperatuur mogelijk als er geen andere optie is. Twijfel je nog? Neem dan zeker contact op met je provinciale steunpunt duurzaam bouwen en wonen en voor een duurzaam bouwadvies. Zij bieden onafhankelijk, professioneel advies; gratis of voor een bescheiden vergoeding.