Energiepalen als besparingsoptie

Titel	:	Energiepalen als besparingsoptie
Publicatie datum:	:	6 juli 2004
Trefwoorden:	:	energiepalen, handboek, warmtewisselaar, integratie
Zie ook:	:	http://www.pagina.novem.nl/downloads/114352/Handboek_Energiepalen.pdf

Onlangs heeft ECN, samen met TNO-MEP en Kodi BV, het 'Handboek Energiepalen' gemaakt met als doel de reeds opgedane ervaring op het gebied van energiepalen beschikbaar te stellen om het gebruik ervan te stimuleren. In opdracht van Novem is het 'Handboek Energiepalen' gepubliceerd waarin de 'ins & outs' van verschillende toepassingen worden beschreven.

Integratie Heipalen met ingebouwde warmtewisselaars worden energiepalen genoemd. Normale heipalen hebben als functie een gebouw te ondersteunen. Energiepalen hebben daarnaast ook de functie om warmte en koude uit de bodem aan het gebouw te leveren. Aangesloten op een warmtepomp wordt warmte aan de bodem onttrokken of via een warmtepomp als koelmachine aan de bodem afgegeven. Ook is het mogelijk de energiepalen rechtstreeks met het verwarmingssysteem te verbinden om het gebouw te koelen (vrije koeling). Zo worden twee functies, ondersteuning en verwarming/koeling, in één onderdeel geïntegreerd wat gepaard gaat met kostenbesparing. De interessantste toepassingen zijn momenteel vooral gerealiseerd in situaties waar zowel verwarming als koeling nodig is. In kantoren dient over het algemeen te worden verwarmd en gekoeld. Echter ook voor grotere of luxe woningen en appartementencomplexen is de toepassing van energiepalen zinvol. De investering in een aparte koelmachine zoals een airco, en de jaarlijkse energiekosten hiervan kunnen achterwege blijven. Dit maakt energiepalen niet alleen energetisch, maar ook economisch tot een interessante optie. Techniek Om een energiepaal te maken worden twee U-vormige kunststof leidingen in een heipaal aangebracht voor het transport van glycol (water/antivries-mengsel). Een warmtepomp onttrekt tijdens het stookseizoen warmte aan de bodem via de energiepalen. Tijdens koelbedrijf in de zomer vindt het omgekeerde proces plaats: de energiepalen onttrekken warmte aan het gebouw en stoppen deze warmte in de grond. De energiepalen kunnen als actieve en passieve gebouwkoeling worden ingezet. Hoe lager de temperatuur van de vloeistof die door de palen stroomt, hoe hoger het onttrokken vermogen voor verwarming. In de koelsituatie geldt het omgekeerde: hoe hoger de mediumtemperatuur, hoe hoger het vermogen dat aan de bodem kan worden afgegeven. Bij een te lage temperatuur, de aanvoer naar de energiepalen is minder dan circa –2ºC gedurende 12 tot 24 uur, kan de bodem tegen de buitenzijde van de paal bevriezen. Wanneer de heipaal zijn draagkracht gedeeltelijk aan kleef met de bodem ontleent, kan de draagkracht door bevriezing verminderen. Deze situatie dient uiteraard voorkomen te worden. Tevens zijn te lage temperaturen niet wenselijk omdat deze leiden tot een slecht rendement van de warmtepomp. Aspecten Wanneer een warmtepomp circa de helft van het benodigde verwarmingsvermogen kan leveren om een gebouw op de koudste winterdag te verwarmen, kan de warmtepomp circa 90 procent van de jaarlijkse energievraag leveren. De overige warmte kan worden geleverd door bijvoorbeeld een gasgestookte cv-ketel. Aangezien in dit geval twee apparaten de totale warmtevraag leveren, wordt gesproken over een bivalent systeem. Neemt maar één toestel de gehele warmtevraag voor zijn rekening, dan wordt gesproken over een monovalent systeem. De prestaties van energiepalen zijn beter naarmate de hoeveelheid warmte die aan de bodem wordt onttrokken in de winter (voor verwarming) en toegevoerd in de zomer (voor koeling) meer in evenwicht is. Wanneer alleen warmte wordt onttrokken zal de temperatuur in de bodem rond de palen in de loop van de jaren dalen en is een steeds lagere medium temperatuur nodig om hetzelfde vermogen aan warmte te onttrekken. Bij gelijkblijvende mediumtemperatuur in de palen zal het vermogen dalen. In de loop van de jaren wordt uiteindelijk wel een evenwichtssituatie bereikt. De invloed van de bodemsoort op de prestaties van energiepalen is voor de meeste locaties in Nederland beperkt. Uitzonderingen vormen delen van Zuid-Limburg met een lage grondwaterstand en gebieden met dikke veenlagen zoals in de omgeving van Gouda. Voor het verwarmen en koelen van een gebouw zijn energiepalen, in combinatie met een warmtepomp, dus een zeer interessante optie. TNO-MEP, ECN en KODI zijn nauw betrokken geweest bij de realisatie van de eerste Nederlandse energiepaal-projecten. Het doel van dit handboek is de reeds opgedane ervaring van deze partijen op het gebied van energiepalen beschikbaar te stellen om de toepassing ervan te stimuleren. In het handboek komen de volgende onderwerpen aan de orde: huidige stand van de techniek, voorbeeldprojecten, globale dimensionering van het palensysteem en de bijbehorende invloedsfactoren, berekeningshulpmiddelen en uitvoeringsaspecten. Informatie: Het Handboek Energiepalen is bedoeld voor verschillende partijen die bij de bouw betrokken zijn: projectontwikkelaars, architecten, adviseurs, installateurs en leveranciers. Het handboek is opgesteld door TNO MEP, ECN en KODI, met financiële ondersteuning door Novem in het kader van het BSE-programma "Warmtepompen Utiliteit". Het handboek kan worden gedownload van de Novem website: www.novem.nl/ Contact: Niels Sijpheer ECN Duurzame Energie in de Gebouwde Omgeving 0224 – 564988 sijpheer@ecn.nl