artikel

Energiepalen ‘stutten’ duurzame bouw

Bronnen

Beton, buizen van 16 millimeter die dienen als warmtewisselaar, water en glycol: die vormen in een notendop de basis van de 20 meter lange energiepalen, ofwel comfortpalen, die als fundering van de 28 woningen in het nieuwbouwproject Ecoparkhof in Almere Oosterwold dienen. En die de woningen duurzaam verwarmen en koelen. “We hoeven maar één keer de grond in.”

Energiepalen ‘stutten’ duurzame bouw

(Artikel uit Vakblad Warmtepompen 5, 2016, auteur Martijn Louws)

Onbekend maakt onbemind. Energiepalen worden om die reden nog maar mondjesmaat toegepast in de bouw, weet directeur Jeroen van der Meijden van Geothermica. “In landen als Zwitserland en Oostenrijk is men al veel verder en wordt dit systeem veel toegepast. De Nederlandse bouw is wat dat betreft traditioneler.” Gek is dat wel, zo zegt hij. “Door heipalen al bij de productie te voorzien van lussen wordt met het heien van de fundering tegelijk ook een bronsysteem aangelegd: een kosten-, tijd- en ruimtebesparende methode.” Bovendien is het een gesloten bron. Van der Meijden:“Niemand ziet of hoort iets. Dat is in een woonwijk als hier erg belangrijk.

Voldoende broncapaciteit
Bij een luchtwarmtepomp zou het hier in dit stille gebied net zijn of er de hele tijd een zwerm bijen rondvliegt. Iedereen neemt dan namelijk een luchtwarmtepomp die op dezelfde geluidsfrequentie draait. Dat wil je niet.” “Verder”, vervolgt Van der Meijden vanaf de bouwplaats in Almere, “staat of valt een goedwerkende installatie met voldoende broncapaciteit. Een netwerk van energiepalen levert die capaciteit altijd.” De voorgespannen prefab betonnen heipalen zijn namelijk voorzien van een speciaal in Zwitserland ontwikkelde warmtewisselaar.“Deze buizen zijn over de gehele lengte van de paal aangebracht in een dubbele lus. Hierdoor wordt over gehele lengte van de paal een optimale uitwisseling van warmte en koude verkregen met de grond”, aldus Van der Meijden.

 Brontemperatuur in de winter van 14°C
Van der Meijden illustreert de optimale werking van de energiepalen met een voorbeeld. “Bij een ander groot bouwproject dienen de comfortpalen ook als bron. In februari 2014 belden ze mij ineens op, of ik even langs kon komen. Ze snapten het niet. Ik schrok natuurlijk destijds, want als er iets mis is met de berekeningen, dan geldt dat niet voor één huis, maar voor alle huizen. Na een slechte nacht slapen ging ik er naar toe. En wat bleek? Ze vroegen zich af hoe het kon dat de brontemperatuur in de winter 14°C was. Dat was natuurlijk abnormaal goed.”

Warmtepomp bepaalt grootte bron
De woning in nieuwbouwproject Ecoparkhof in Almere Oosterwold bepaalt de grootte van de warmtepomp, en deze op zijn beurt weer de grootte van de minimale bron. De meeste woningen hebben tien comfortpalen, sommige iets meer, van ieder 20 meter. “De huizen verschillen in grootte, afhankelijk daarvan wordt de benodigde capaciteit bepaald”, vertelt Van der Meijden. In alle gevallen is de bron overgedimensioneerd: er is dus voldoende speelruimte als de temperatuur van de bodem zich anders zou gaan gedragen als wat op basis van de berekeningen mag worden verwacht.

Samen één bronsysteem
De tien palen vormen samen de bron. Twee palen samen vormen een groep en de vijf groepen (in het geval van tien comfortpalen) zijn aangesloten op een verdeler. Ze zijn hydraulisch aan elkaar gekoppeld om samen één bronsysteem te vormen. Om drukverlies te beperken, zijn de palen per twee stuks aangesloten op een Tichelman-ringleiding (waardoor de thermische belasting van iedere paal in een groep gelijk blijft) en vervolgens via een hoofdleiding samen aan een van de groepen van de verdeler gekoppeld.

IJB Groep, powered by Geothermica
De in Almere toegepaste comfortpalen zijn door Geothermica samen met de IJB Groep uit Lemmer ontwikkeld. IJB Groep is gespecialiseerd in funderingen. De comfortpalen worden compleet geleverd en geïnstalleerd door IJB Groep, powered by Geothermica. Volgens IJB Groep biedt toepassing van deze palen tal van voordelen, maar  de belangrijkste is wel dat er geen meerkosten voor bronboringen zijn omdat het om een prefabsysteem gaat. Bovendien hebben de palen ‘overtreffende thermische eigenschappen met een hoog rendement’.

Bronnen zijn overgedimensioneerd
Om de eindgebruiker zoveel mogelijk te ontzorgen, worden de palen inclusief verdelers en aansluitwerk geleverd en wordt er garantie gegeven op het volledige systeem.“De energiepalen hier in Almere zijn 20 meter lang, het buizennetwerk is  ingesloten in de palen, die volledig van beton zijn. De garantie is dan ook vijftig jaar, maar we weten dat lekkage gewoonweg uitgesloten is. En mocht dat toch het geval zijn, dan is er nog geen man over boord. De bronnen zijn overgedimensioneerd.”

Water-glycolmengsel (genaamd Brine)
Bij de installatie wordt ook niets aan het toeval overgelaten, laat Van der Meijden weten. “We vullen de leidingen eerst met een mengsel van 70 procent water en 30 procent glycol. Die verhouding wordt vooraf ingemengd; in het systeem zelf mengen water en glycol niet meer goed, waardoor de warmtepompen in het gebouw soms water krijgen aangevoerd. Van der Meijden: “Dat kan vervelende gevolgen hebben, zoals met name aanvriezing in de warmtewisselaar. Met het water-glycolmengsel (genaamd Brine) is het ondergrondse systeem nu beveiligd tot een temperatuurvan minimaal -10°C, wat ruimschootsvoldoende is.” Met de spoelpomp wordt vervolgens de lucht uit het systeem gespoeld. Daarna worden de drukproeven uitgevoerd en als laatste wordt het geheel nogmaals visueel gecontroleerd op lekkages.

Comfortpalen continu geoptimaliseerd
De comfortpalen worden volgens Van der Meijden continu geoptimaliseerd.“De positie van de buizen in de paal is ontzettend belangrijk, daarin zoeken we steeds de verbeteringen. Bovendien weten we steeds beter wat wel en niet kan in bepaalde bodems.” In Ecoparkhof zijn de palen in de kleigrond geslagen. “Dat is een prima basis, maar het meest optimaal is een natte zandbodem. Dat geleidt het best.” Beperkingen zijn er ook, weet Van der Meijden. “De heipalen zijn relatief kort en kunnen tot 30 meter de grond in. Het rendement is verder wel sterk afhankelijk van de bodemgesteldheid en de isolatiefactor van de woning.” Met dat laatste zit het wel goed in Almere Oosterwold. De woningen zijn daar volgens de laatste normen gebouwd. En de meerprijs van de palen? Hoewel een comfortpaal duurder is dan een normale heipaal, worden kosten bespaard doordat er niet extra hoeft te worden geïnvesteerd in een separate bron.“Het grote voordeel is dat de gebruiker een beter werkend systeem krijgt”, aldus Van der Meijden.

Modulerende warmtepompen
De warmtepompen van MasterTherm die in de huizen worden geïnstalleerd, worden aangesloten op de IJB Comfortpalen. “Het zijn modulerende warmtepompen: de compressor past continu zijn vermogen aan waardoor onder alle omstandigheden het juiste verwarmingsvermogen wordt geleverd”, zegt Van der Meijden. Dit stimuleert een duurzaam gebruik. “Een aan/uit warmtepomp geeft een onrustig stookgedrag, een modulerende warmtepomp verwarmt rustig en constant waardoor er geen onnodige schakelingen zijn, met een langere levensduur van de warmtepomp tot gevolg.” De efficiëntie van de warmtepomp is hoog. De COP, ofwel Coëfficiënt of Performance, is meer dan 5, verzekert Van der Meijden. “En als de energiepalen worden gecombineerd met zonneboiler, PV en de windturbine inclusief stroomopslag, wat natuurlijk kan, dan wordt het helemaal een duurzaam werkend systeem met voordelen voor het milieu en de bewoners. Immers, de energierekening zal bij die laatste groep een lach op het gezicht toveren.”

Reageer op dit artikel