Bronsystemen

Energieheipaal

Bij de bouw van het nieuwe bedrijfsgebouw heeft Kodi een bijzondere variant van een ‘gesloten’ systeem in West-Europa geïntroduceerd, die de toepasselijke titel ‘energieheipaal’ heeft gekregen.


Horizontale leidingsysteem

Bij deze variant, die bij uitstek geschikt is voor nieuwbouwtoepassingen, worden slangen opgenomen in de prefab voorgespannen heipalen. Een belangrijk voordeel van deze constructie is dat de geothermische warmtewisselaar wordt gevormd door een bouwelement, die uit bouwkundige overwegingen toch al noodzakelijk is; de heipaal. Zo worden twee vliegen in één klap geslagen.

Het slangensysteem wordt in de aarde aangebracht. Dit slangensysteem vormt de warmtewisselaar met de aarde. Door het slangensysteem wordt (door de verdamper) gekoelde vloeistof gepompt, zodat de aardenergie wordt opgenomen.

Deze aardenergie, ook wel geothermische energie genoemd, wordt door de warmtepomp op een bruikbare temperatuur gebracht, en via de vloerverwarming afgegeven aan het gebouw. Alle individuele slangen van de energieheipalen worden met behulp van paalgroepen hydraulisch op de verdelers/verzamelaars gekoppeld. Iedere paalgroep omvat, afhankelijk van de leidinglengte, tussen de drie tot zes energieheipalen.

Het slangensysteem tussen de energieheipalen en de verdelers/verzamelaars wordt het horizontale slangensysteem genoemd.

De leidingen worden gedeeltelijk geïsoleerd om condensproblemen te voorkomen.


Specifiek voorbeeld van een
‘gesloten’ bronsysteem; de energieheipaal

Het gedrag van een energieheipalensysteem kan worden voorspeld door de toepassing van verschillende rekenmodellen. Belangrijke parameters die moeten worden ingevoerd in een goed onderbouwde berekening is o.a. de te verwachten jaarlijkse warmte- én koudevraag van het gebouw, de te verwachten (piek)vermogens, de grondsamenstelling ter plaatse, het niveau- de stroomsnelheid en richting van het grondwater, en de eigenschappen van de te plaatsen warmtepomp.

Kodi participeert op dit moment in samenwerking met TNO en ECN in een door RVO gefinancierd ‘energieheipalenplatform’, met als doelstelling een ‘handboek energieheipalen’ te produceren die door belanghebbenden gebruikt kan worden als onderlegger om de beslissing in een dergelijk systeem te vereenvoudigen.
 
Door de energieheipalen in zowel de winter als zomer te gebruiken worden niet alleen hoge rendementen gerealiseerd maar zal ook de energiebalans in de bodem worden gehandhaafd zodat de bedrijfszekerheid wordt gewaarborgd.

 In de winter
(m.b.v. warmtepomp)

In de zomer free-koeling
(alleen pompenergie)

Door de palen te koelen (m.b.v. de warmtepomp) wordt de oppervlakte-temperatuur van de energieheipalen lager dan die van de omliggende aarde. Hierdoor ontstaat een warmtestroom uit de omliggende aarde naar de energieheipalen. De temperatuur van de aarde zal gedurende het stookseizoen afnemen.

In feite wordt tijdens het stookseizoen een koude-
buffer opgebouwd die in de zomer weer wordt benut voor koeldoeleinden van het gebouw.

Bij dit systeem hoeft vaak geen vergunning
te worden aangevraagd, omdat er geen sprake is van ‘direct’ contact met de aarde of grondwater.

De opgebouwde koudebuffer kan nu in de zomer gebruikt worden om de warmte uit het gebouw af te staan aan de aarde. In vrijwel alle gevallen kan, zonder tussenkomst van de warmtepomp, effectief worden gekoeld.  Het gebouw kan op deze wijze, die ook wel ‘vrije koeling’ wordt genoemd,  volledig worden gekoeld door uitsluitend pompenergie te gebruiken.

Het rendement (>1200%) van deze manier van koeling ligt vele malen hoger dan die van conventionele koelinstallaties