Kiezen

Soorten aardwarmtewisselaars

Principe van de lucht-aardwarmtewisselaar

(Bron: Helios)

Soorten aardwarmtewisselaars

De huidige voorziening is grotendeels gericht op de lucht-aardwarmtewisselaar als meest courante systeem.

Toepasbaarheid

Om te beginnen is het belangrijk om de algemene toepasbaarheid van de aardwarmtewisselaar na te gaan aan de hand van het dossier Een passieve koelstrategie toepassen wordt voorgesteld, op de pagina Ontwerpstappen (Stap 3). Zo kunt u bepalen of de installatie van een aardwarmtewisselaar een aangewezen oplossing is of dat u beter voor andere technieken opteert (free-cooling), adiabatische koeling,...).

Beslissingstabel: welk type aardwarmtewisselaar kiezen?

Beslissingsboom: welk type aardwarmtewisselaar kiezen?

Specifieke kenmerken van de voorziening volgens de bestemming van het gebouw

De aardwarmtewisselaar komt in aanmerking als alternatieve koeltechniek in combinatie met een doeltreffende zonwering (zie dossier Warmtelasten verminderen), een hoge thermische inertie (zie dossier Een hoge thermische inertie verzekeren) en een natuurlijke extractie via het schoorsteeneffect (zie voorziening Free-cooling).

Voor wooneenheden moet er rekening gehouden worden met de volgende elementen :

• Het verwarmings- en koelvermogen is beperkt door de geringe luchtdebieten van de hygiënische ventilatie.

• Tijdens de zomerperiode zullen de vensters overdag gesloten moeten blijven om te vermijden dat de verse lucht die via het ventilatiesysteem wordt aangevoerd, de woning meteen opnieuw verlaat zonder eerst de omgeving afgekoeld te hebben. De noodzaak om de vensters gesloten te houden bij mooi weer druist daarbij in tegen het 'normale' gebruik ervan in een woning.

• Eveneens tijdens de zomerperiode dient opgemerkt dat de vensters 's nachts openzetten om van een natuurlijke free-cooling te genieten (zie voorziening Free-cooling), even doeltreffend kan blijken dan het gebruik van de aardwarmtewisselaar, wat gepaard zal gaan met het verbruik van elektriciteit door de ventilator. Alles hangt natuurlijk af van de weersomstandigheden, dat spreekt voor zich. 

In de tertiaire sector zijn de hygiënische ventilatiedebieten groter dan in de residentiële sector, wat het verwarmings- en het koelvermogen van de aardwarmtewisselaar vergroot.

Speciefike kenmerken van de voorziening volgens de aard van de werken

Of het nu om een nieuwbouw- of renovatieproject gaat, voor een aardwarmtewisselaar heeft men in de eerste plaats ruimte nodig buiten het gebouw. De daadwerkelijk benodigde ruimte hangt daarbij af van de af te koelen luchtvolumes (bestemming, af te koelen zone), maar kan beperkt worden door de ondergrondse buizen boven elkaar te plaatsen (zie pagina Diameters). Niettemin kan de kostprijs van de aardwarmtewisselaar al snel oplopen in functie van de grondwerken en de eventuele maatregelen die er tegen bodemverontreiniging getroffen dienen te worden.

Voor renovatieprojecten kan een lucht-aardwarmtewisselaar overwogen worden, als er grondwerken gepland zijn. Zo niet, zijn de eisen die er aan de inplanting van een dergelijke aardwarmtewisselaar gesteld worden, gewoonlijk zodanig groot dat de aardwarmtewisselaar geen rendabele techniek voor het project zal blijken: grondwerken, afbraak van een parking of groene zone, openbreken van een muur van de kelderverdieping of de vloer enz. Voor de glycolwater-aardwarmtewisselaar is daarentegen minder ruimte nodig, wat de grondwerken beperkt en een interessant alternatief kan betekenen.

Gevolgen voor de gezondheid/het milieu

Energiewinst

Projecten rond de installatie van aardwarmtewisselaars raken steeds meer verspreid en de ervaring leert dat het systeem een reële hoeveelheid extra energie oplevert, ook in de winter. Dat neemt niet weg dat de aardwarmtewisselaar altijd beschouwd moet worden als een aanvulling op een ander verwarmingssysteem. In de zomer kan een aardwarmtewisselaar daarentegen wel voldoende blijken om het nodige comfort te verzekeren.

De energiewinst die er van een aardwarmtewisselaar verwacht mag worden, hangt verder in grote mate af van de installatie.

In verwarmingsmodus maakt een efficiënte aardwarmtewisselaar (thermisch rendement van 80% en drukverlies beperkt tot 100 Pa) een besparing mogelijk van ongeveer 30% op het verwarmen van verse lucht, wanneer hij wordt toegevoegd aan een installatie met mechanische pulsie en extractie met warmteterugwinning. Dit vertegenwoordigt dus 5 à 10% van de globale verwarmingsvraag. Hetzelfde geldt ook voor een glycol-aardwarmtewisselaar, maar bij dit type aardwarmtewisselaar moet dan wel eveneens rekening gehouden worden met het bijkomende stroomverbruik van de pomp van het glycolwatercircuit.

In koelmodus kunnen de prestatiecoëfficiënten van de lucht-aardwarmtewisselaar waarden tussen 10 en 20 halen (tegenover een EER van 2 à 4 voor klassieke airconditioningsystemen). Het extra elektriciteitsverbruik van de pomp van het glycolwatercircuit zorgt evenwel voor lagere prestatiecoëfficiënten bij glycolwater-aardwarmtewisselaars.

Zowel in verwarmings- als in koelmodus zal de aardwarmtewisselaar altijd efficiënter blijken bij extreme buitentemperaturen, aangezien het temperatuurverschil tussen grond en buitenlucht dan toeneemt. Als de buitentemperatuur in de zomer bv. 32 °C bedraagt, dan zal de temperatuur van de ingeblazen lucht tot 24 °C verlaagd kunnen worden.

Luchtkwaliteit

Een van de nadelen van de aardwarmtewisselaar is het risico op een verminderde luchtkwaliteit wanneer niet alle nodige voorzorgsmaatregelen werden getroffen (zie pagina Luchtkwaliteit).

Koelvloeistof

Gezien de hoge luchtdebieten wordt de aardwarmtewisselaar veeleer gebruikt voor de tertiaire sector. Hij maakt het mogelijk om het koelvermogen te verminderen of een airconditioninginstallatie zelfs helemaal te vermijden. Op die manier wordt het gebruik van koelvloeistoffen beperkt (behalve bij de aardwarmtewisselaar met glycolwater).

Voor en nadelen van de verschillende soorten aardwarmtewisselaar

Onderstaande tabel zet de voor- en nadelen van lucht- en glycolwater-aardwarmtewisselaars op een rijtje. Sommige elementen hebben beide technologieën echter ook met elkaar gemeen.

Vergelijking van de verschillende soorten aardwarmtewisselaars