Pomp de zomerhitte omhoog in de winter

Verwarmen en koelen met grondwater kan ook zonder oppompen uit de diepte en zonder vergunningperikelen.

Het idee is supersimpel.

De ophef rond de vergunning die burgemeester Jorritsma van Almere had moeten hebben – en niet had – voor het koelen en verwarmen van haar huis met grondwater is indirecte reclame voor een goedkope, milieuvriendelijke energiebron in opmars: warmte- en koudeopslag in diepe bodemlagen. Het wordt al gebruikt in tientallen fabrieken, hotels en flatgebouwen, bij de Jaarbeurs in Utrecht, Paradiso in Amsterdam en op het NOB-complex in Hilversum. Nu leveren deze systemen 4 procent van de Nederlandse schone energie, in 2020 zal dat 6 procent zijn.

Het idee is supersimpel: sla overtollige zomerhitte op in grondwater en verwarm daarmee in de winter. In Nederland gaat dat beter dan in berggebieden dankzij de zandlagen die de Maas en de Rijn hebben afgezet. Zand slaat water gemakkelijk op, en water kan weer warmte of koude opslaan.

In de productiehallen van kopieerapparaatfabrikant Océ in Venlo mag het ’s zomers hooguit 26 graden zijn, koeler is beter. De energierekening voor de airco bedraagt echter nul euro sinds de installatie van een warmte-koudesysteem van GeoComfort. Voor de verwarming in de winter is het systeem niet toereikend: dan wordt de lucht in de fabriek met grondwater gratis tot 15 graden voorverwarmd, de resterende vijf graden komen gewoon van het energiebedrijf. In drie jaar is de investering terugverdiend, daarna resteren wat onderhoudskosten en duizenden euro’s besparing op de jaarlijkse energierekening.

Zo werkt het:

’s Zomers wordt de te warme lucht uit de fabriek naar een luchtbehandelingskast in de fabriekshal geleid en daar gekoeld met water van een graad of negen dat via een gesloten circuit uit de diepte wordt opgepompt. Dat water wordt door de lucht verwarmd tot een graad of 15 à 20.

Op het laagste punt, een meter of twintig onder de grond, zit de grote truc: een set warmtewisselaars van 30 cm doorsnee en een paar meter lang. Door de warmtewisselaar stroomt een tweede, open watercircuit: de ene kant eindigt een meter of tien onder de warmtewisselaar in één grondwaterlaag, het andere uiteinde van het circuit steekt weer tientallen meters dieper in een tweede waterlaag.

In het open circuit wordt ’s zomers water van de diepste waterlaag via de warmtewisselaar naar de hoogste waterlaag gepompt. In de warmtewisselaar wordt het verwarmd door het water uit de fabriek. Het water in het gesloten circuit wordt dus beneden gekoeld, waardoor het de fabriekslucht koelt. Het verwarmde water in het open circuit wordt afgevoerd naar de bovenste waterlaag, die aan het eind van de zomer 15 graden kan zijn.

Aan het begin van de winter wordt de waterstroom in het open circuit omgedraaid: warm zomerwater uit de bovenste waterlaag stroomt de warmtewisselaar in, verwarmt het koude water dat via het gesloten circuit uit de fabriek wordt aangevoerd, en verlaat de warmtewisselaar afgekoeld naar de diepste bodemlaag. Daar kan het aan het eind van de winter een graad of zeven zijn, ideaal om ’s zomers de fabriek mee te koelen.

GeoComfort heeft patent op ondergrondse plaatsing van warmtewisselaars. Bij Jorritsma’s systeem zit de warmtewisselaar boven het maaiveld, wat betekent dat diep grondwater tot boven het maaiveld gepompt moet worden en weer terug. Dat maakt het systeem vergunningsgevoeliger.

Henk Broekhuizen van adviesbedrijf Installect dat de aanleg begeleidde voor Océ, zegt dat het opslaan van warmte en koude in het grondwater wel nuttig is, maar niet nodig: „Het grondwater is op enkele tientallen meters diepte constant elf graden. Daarmee kun je de lucht van de fabrieksverwarming tot negen á tien elf graden voorverwarmen. Bij tien graden vorst, scheelt dat al heel veel.”

    • Michiel Hegener