Het gebruik van geothermie

Dit deel gaat in op het gebruik van oppervlaktegeothermie en ondiepe geothermie. Dergelijke geothermische systemen kunnen de thermische energiebehoeften van gebouwen (huisvesting, tertiair gebouw, industrieel gebouw, enz.) beantwoorden. De systemen zijn in staat de gebouwen te voorzien van warmte (verwarming, sanitair warm water) en koude (koeling).

De ondergrond blijkt een uitstekend natuurlijk warmtereservoir te zijn. Op meer dan 10 m diepte wordt de temperatuur in de ondergrond immers niet beïnvloed door de weersomstandigheden en blijft dus constant, winter of zomer. Op 150 m diepte bedraagt de temperatuur ongeveer 14°C, wat een energiebron kan opleveren voor de verwarming van onze gebouwen in de winter of de koeling in de zomer. 

Met behulp van een ondiep geothermisch systeem kan men deze warmte aan de bodem onttrekken en naar de oppervlakte transporteren. Dit gebeurt door middel van een dragervloeistof die in de ondergrond in sondes in een gesloten circuit circuleert (‘gesloten systemen’), dan wel door rechtstreeks grondwater uit een watervoerende laag op te pompen (‘open systemen’). Om bruikbaar te zijn voor de verwarming van het gebouw is het vervolgens noodzakelijk de temperatuur van deze vloeistof te verhogen. De warmtepomp heeft als rol de warmte van de ondergrond op te waarderen naar een hogere temperatuur die bruikbaar is voor het gebouwafgiftesysteem.

Verwarming

Zoals hiervoor reeds aangegeven is geothermie geschikt voor de verwarming van gebouwen. Ook al is deze techniek verenigbaar met om het even welk verwarmingssysteem, is ze in het bijzonder geschikt voor vloerverwarming, want de temperatuur van het verwarmingswater (35°C) is lager dan die van de traditionele radiatoren (60°C). Daardoor verbetert het rendement van de warmtepomp.

Sanitair water

Geothermie kan ook worden ingezet om sanitair warm water te produceren. In dergelijk geval moet het water door de warmtepomp op een hogere temperatuur worden gebracht (ongeveer 60°C, wat overeenkomt met de veiligheidsdrempel om de legionellavorming te vermijden).

Koeling

Een van de belangrijkste voordelen van geothermie is dat het beantwoordt aan de stijgende behoefte aan koeling in tertiaire gebouwen, maar ook meer en meer residentiële gebouwen, in de zomer. Voor koeling wordt het geothermische proces omgekeerd en wordt warmte uit het gebouw naar de koelere ondergrond afgevoerd. Dit kan opnieuw gebeuren door middel van een open of gesloten geothermisch systeem. Een eenvoudige warmtewisselaar zorgt voor de warmte-uitwisseling tussen het gebouwcircuit en het grondcircuit (free geocooling of passieve koeling). Wanneer grotere koelvermogens nodig zijn, is het ook mogelijk een omkeerbare warmtepomp in te schakelen (actieve geocooling).

Energieopslag

Over het algemeen laat geothermie seizoensopslag van warmte toe. Het komt erop neer de thermische traagheid van de ondergrond te gebruiken om er de overtollige warmte van het gebouw in de zomer in te injecteren en ze vervolgens in de winter te benutten. Omgekeerd slaat men er koude op in de winter die in de zomer zal worden gebruikt voor de koeling van de gebouwen. Op deze manier kunnen zeer energieperformante systemen verkregen worden.