Oppompen van water uit een rivier of meer

Indien de te verwarmen ruimte naast een waterloop of meer ligt kan daaruit water opgepompt worden, door het warmtepompsysteem gevoerd worden en dan terug geloosd worden. Daarbij moet wel gezorgd worden voor een goed filter. Voor woonboten is het vaak mogelijk om een paar honderd meter PE-slang onder de ark te hangen, waardoor geen filters nodig zijn (gesloten systeem). Het rendement ligt relatief hoog aangezien een rivier of meer meestal niet helemaal dichtvriest en de temperatuur normaal dus niet onder de 4 °C komt te liggen. Ook is er weinig elektra nodig voor het rondpompen van het water, en zal er geen uitputting van het medium ontstaan doordat het continu vervangen wordt.

Verticale grondwarmtewisselaar (gesloten systeem)

In dit geval wordt een put geboord. De diepte hangt af van de grootte van de te verwarmen oppervlakte. In die put laat men water door U-vormige pijpen vloeien. Het water neemt de warmte van de diepe grondlagen op en wordt weer naar boven gepompt. In het warmtepompsysteem wordt de temperatuur dan weer verhoogd tot een bruikbare temperatuur. De dimensionering van deze warmtewisselaar, en de grondsoort waarin hij geplaatst wordt, bepaalt in hoge mate het rendement van de installatie. Overdimensionering verdient zichzelf op de lange duur altijd terug. Ondergedimensioneerde bodemlussen zijn de meest voorkomende oorzaak van het slecht of niet functioneren van warmtepompen.

Feitelijk dumpt de warmtepomp de koude uit het huis via de bodemlussen in de ondergrond. Daardoor koelt die grond af. Is dit naar het einde van het stookseizoen toe meer dan enkele graden, dan raakt de grond 'uitgeput'. Hierdoor zal het rendement achteruit hollen. Als de grond om de lussen heen bestaat uit grof zand en grind met beweeglijk grondwater, dan zal de bron in de zomer vanzelf bijtrekken. Echter, als er meerdere warmtewisselaars dicht bij elkaar geplaatst worden, of als de ondergrond relatief goed isoleert en het grondwater weinig beweeglijk is, dan zal de grond elk jaar een beetje kouder worden, waardoor het rendement jaar in jaar uit verder daalt. Het kan dan nodig zijn om in de zomer buitenwarmte of zonnewarmte te oogsten, en daarmee de grond rond de warmtewisselaar te 'regenereren' (verwarmen). Of er moet dieper geboord worden, tot men met de nieuwe lussen in een grovere bodem zit.

Voor dit type is binnenkort een vergunning of een melding bij de overheid verplicht.

Om te voorkomen dat de grond uitput zal men dat goed moeten dimensioneren. Om de juiste lengte te bepalen moet men ISSO 73 gebruiken, daar staan de voorwaarden in hoe het berekend moet worden.

Deze ISSO norm heeft een belangrijke tabel waar aan de hand van de draaiuren een waarde kan worden afgelezen wat men aan de grond kan onttrekken. Daar komen nog correcties bij van de specifieke grondsoorten en het percentage regeneratie. Bij geen draaiuur informatie moet men 2000 uur aanhouden en 500 uur voor warmtapwaterbereiding, in totaal dus 2500 uur. In de praktijk komt dat uit tussen de 20W/m en 25W/m bijna nooit hoger. Bedenk wel dat een goedwerkend grondsysteem merendeels het rendement van de warmtepomp bepaald.

Warmte putten uit grondwater (open systeem)

Boren grondwaterput

Hierbij boort men meestal twee putten. Uit de ene pompt men grondwater op waaruit de warmte wordt gehaald. In de andere wordt het koude water geloosd. Het lozen van het koude water op het riool of oppervlaktewater is niet toegestaan. Dit systeem heeft vaak een groter rendement dan het vorige maar de kostprijs van de installatie ligt natuurlijk veel hoger doordat ook een tweede put geboord moet worden. Het rendement hangt ook sterk af van het type grond waar de installatie geplaatst wordt.

Dit systeem heeft grote voordelen wanneer de woning of het gebouw ook gekoeld moet worden. In de winter pompt men namelijk warm grondwater op, doordat hier warmte uit onttrokken wordt, koelt het af. Dit afgekoelde grondwater wordt weer opgeslagen in de andere put, zodat het in de zomer daaruit gehaald kan worden om het gebouw te koelen. Hierdoor warmt het grondwater weer op, deze warmte kan weer in de eerste put opgeslagen worden en in de winter worden gebruikt. In Nederland is ook voor dit type een vergunning nodig, wanneer er maximaal meer dan 10 m³/h opgepompt kan worden. Moderne, goed geïsoleerde kantoorpanden hebben vaak meer last van zonnehitte dan van koude. Hierdoor lozen ze in de zomer vaak veel meer warmte in de put, dan dat ze in de winter nodig hebben voor verwarming. Hierdoor ontstaat vaak een onbalans die slecht is voor het rendement en de stookkosten. De Nederlandse overheid gaat verplicht stellen dat zulke installaties weer in balans gebracht gaan worden. Oplossing: In de winter gratis koude uit de buitenlucht oogsten, en die in de koude-put opslaan.

Meestal moeten zulke warmtebronnen regelmatig (twee keer per jaar) gespoeld worden met een zeer krachtige pomp.

Een klein deel van deze systemen functioneert slecht, meestal omdat de bron veel minder water levert dan gehoopt. Dan vergt het systeem heel veel pompenergie, en de put slaat minder warmte op dan gepland. Soms kan vakkundig uitspoelen helpen. Soms moet er opnieuw geboord worden. Bij kleine projecten (minder dan tien huizen) verzieken de relatief hoge stroomrekeningen van de grondwaterpomp soms ook het rendement.

Horizontale grondwarmtewisselaar (gesloten systeem)

horizontale collector

Hierbij wordt er een groot buizennetwerk onder de tuin aangelegd. Er is een groot oppervlak nodig: ongeveer drie maal de grootte van het te verwarmen oppervlak. De COP is ook sterk seizoensafhankelijk omdat de leidingen meestal maar 70 cm tot 1.5 m onder de grond liggen. Als de winter lang en koud is, dan hebben zulke systemen vaak een heel slecht rendement. Als de tuin al aangelegd is, dan is er nog altijd de mogelijkheid om horizontale boringen uit te voeren. Dat zal natuurlijk de kostprijs verhogen. Een andere factor waar rekening mee moet worden gehouden is dat er geen diepwortelende planten boven de collector geplaatst mogen worden.