Publicatie 73 2017 issuu

PUBLICATIE 73

VERSIE 2017

ONTWERP EN UITVOERING VAN VERTICALE BODEMWARMTEWISSELAARS

ISSO-publicatie 73

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

ISBN: 978-90-5044-308-1

INHOUDSOPGAVE

1

2

Samenvatting

5

Summary

7

Symbolenlijst

9

Begrippenlijst

11

Inleiding

15

1.1

Doelstelling

15

1.2

Werking verticale bodemwarmtewisselaar

15

1.3

Toepassingsgebied en systeemgrens

16

1.4

Relatie tot opweksysteem (WP) en afgiftesysteem

16

1.5

Opzet in MKK-structuur

16

1.5.1

16

Fasen in de MKK-structuur

1.5.2

Kwaliteitsbeheersaspecten

17

1.5.3

MKK-matrix

17

Dimensioneren van verticale bodemwarmtewisselaars

19

2.1

Berekeningsmethode voor woningen

21

2.2

Berekeningsmethode kantoren

32

Specificatiebladen

45

I.

Programmafase

45

I.2-1

Benodigde informatie

45

I.3-1

Wettelijke eisen

47

I.3-2

Eisen locatie en bodemwarmtewisselaar

48

I.4-1

Middelen locatie en bodemwarmtewisselaar

49

I.8-1

Rapportage programmafase

51

II.

Ontwerpfase

54

II.2-1

Informatieoverdracht

54

II.2-2

Specificaties warmtepomp

55

II.3-1

Kwaliteitseisen leidingen en pomp

56

II.3-2

Kwaliteitseisen bodem en afwerking boorgat

58

II.3-3

Kwaliteitseisen circulatiemedium

59

II.3-4

Kwaliteitseisen dimensionering

61

II.4-1

Bodemgegevens en afwerking boorgat

62

II.4-2

Leidingdiameters

63

II.4-3

Circulatiemedium

64

II.4-4

Dimensioneren gesloten verticale bodemwarmte-

65

II.4-5

Hydraulische koppeling bodemwarmtewisselaar

67

II.8-1

Rapportage ontwerpfase

68

III.

Uitwerkingsfase

70

III.0-1

Algemeen

70

III.1-1

Organisatie

71

III.2-1

Communicatie

72

III.3-1

Algemene en wettelijke eisen

73

III.3-2

Kwaliteitseisen bodemwarmtewisselaars

74

III.3-3

Kwaliteitseisen aansluitleidingen

76

III.8-1

Rapportage uitwerkingsfase

77

ISSO-publicatie 73

3

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

IV.

Realisatiefase

79

IV.0-1

Algemeen

79

IV.2-1

Communicatie

80

IV.3-1

Kwaliteitseisen bodemwarmtewisselaar

81

IV.3-2

Kwaliteitseisen boren

82

IV.3-3

Kwaliteitseisen drukken

84

IV.3-4

Kwaliteitseisen leidingen

85

IV.3-5

Kwaliteitseisen spoelen en testen

87

IV.3-6

Kwaliteitseisen afvullen en ontluchten

88

IV.4-1

Middelen spoelen en druktest

89

IV.4-2

Documentatie bodemwarmtewisselaar

90

IV.4-3

Documentatie horizontale aansluitingen

91

IV.4-4

Documentatie spoelen en testen

92

IV.4-5

Documentatie afvullen, ontluchten & inregelen

93

IV.8-1

Documenteren uitvoering

94

IV.9-1

Ervaringen

95

V.

Beheerfase

96

V.0-1

Algemeen

96

V.2-1

Informatie

97

V.3-1

Eisen

98

V.4-1

Middelen

100

Bijlage A

Toelichting rekenmethodiek

101

Bijlage B

Rekenvoorbeeld woning en kantoor

108

Bijlage C

Stofeigenschappen water en glycol-water mengsels

129

Bijlage D

Rekenmodellen/simulatieprogramma’s

132

Literatuurlijst

ISSO-publicatie 73

133

4

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

SAMENVATTING ISSO-publicatie 73 geeft een eenduidig pakket aan ontwerptechnische kwaliteitseisen en uitvoeringsrichtlijnen voor verticale bodemwarmtewisselaarsystemen. De publicatie sluit onder andere aan op ISSO-publicatie 72 'Ontwerpen van individuele en kleine warmtpompsystemen'. Het ontwerp van een warmtepompsysteem wordt in ISSO-publicatie 72 besproken. Het voortbrengingsproces van een verticaal bodemwarmtewisselaarsysteem wordt in deze ISSO-publicatie besproken. Het bodemwarmtewisselaarsysteem eindigt bij de aansluiting op de warmtepomp en/of het gebouwsysteem voor de klimatisering. Het bodemwarmtewisselaarsysteem bestaat dus uit de verticaal gesloten bodemwarmtewisselaars, de horizontale verbindingsleidingen in de grond, de gevel en/of vloerdoorvoeringen, interne transportleiding, verdelers en verzamelaars.

In het eerste deel van deze publicatie wordt de methodiek voor het dimensioneren van verticale bodemwarmtewisselaars gegeven. In het tweede deel van de publicatie wordt de MKK-structuur gevolgd.

Hierin worden de volgende hoofdfasen van een project onderscheiden:  Programmafase;  Ontwerpfase;  Uitwerkingsfase;  Realisatiefase;  Beheerfase.

In de ontwerpfase wordt voor het dimensioneren van de verticale bodemwarmtewisselaar verwezen naar het eerste deel van de publicatie waar de dimensioneringsmethodiek wordt behandeld.

Per hoofdfase worden de verschillende aspecten van het MKK-model behandeld, waarbij alleen de relevante onderdelen zijn ingevuld.

De richtlijnen in deze publicatie zijn geldig voor Nederland bij toepassing van verticale bodemwarmtewisselaars voor de woningbouw en kantoren (kleine gebouwen tot 100 kW verwarmingsvermogen).

In de bijlagen zijn rekenvoorbeelden en is achtergrondinformatie opgenomen.

Voor het ontwerp, realisatie en beheer van het ondergrondse deel van een bodemenergiesysteem moeten bedrijven zijn gecertificeerd volgens de SIKB BRL 11000.

ISSO-publicatie 73

5

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

SUMMARY ISSO-publication 73 presents an unambiguous package of design technical quality requirements and realization guidelines for vertical ground heat exchanger systems. The publication fits in with amongst others the ISSO-publication 72 'Design of individual and small electric heat pump systems'. The design of a heat pump system is discussed in ISSO-publication 72. The process of realization of a vertical ground heat exchanger system is discussed in this publication. The ground heat exchanger system ends with the connection to the heat pump and/or the building system voor climatisation.

Thus the ground heat exchanger systems consists of the vertical closed ground heat exchanger, the horizontal connecting pipes in the ground, the outside wall and/or floor tubes, the internal transport duct, distributors and collectors.

In the first part of this publication the method for the dimensioning of the vertical ground heat exchangers is presented. In the second part of the publication the MKK-structure is explained.

The following main phases can be distinguished in a project:  Program phase;  Design phase;  Construction phase;  Realization phase;  Control phase.

For the vertical ground heat exchanger reference is made in the design phase to the first part of the publication which describes the method of dimensioning. Each main phase, in which only those parts that are relevant are discussed, focusses on the various aspects of the MKK-model.

The guidelines included in this publication are only valid in The Netherlands when applying vertical ground heat exchangers for residential buildings and offices (small buildings up to 100 kW heating capacity).

Calculation examples and background information are included in the appendices.

For design, realisation and maintenance of the underground part of a energy system that uses soil companies have to be certified according SIKB BRL 11000.

ISSO-publicatie 73

7

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

SYMBOLENLIJST β (beta)

bèta-factor is een maat voor de bijdrage van de warmtepomp(en) aan de totale warmtelevering

[-]

Cafstand

lengtecorrectiefactor voor de onderlinge afstand tussen de bodemwarmtewisselaars

[-]

Cbodem

lengtecorrectiefactor voor de bodemsoort

[-]

Copstelling

lengtecorrectiefactor voor de opstellingsvorm

[-]

Ctemp

lengtecorrectiefactor voor de mediumtemperatuur

[-]

Ctype

lengtecorrectiefactor voor het type bodemwarmtewisselaar

[-]

Cvulmat

lengtecorrectiefactor voor het vulmateriaal van het boorgat

[-]

COPK

prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp bij koudelevering

[-]

COPW

prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp bij warmtelevering

[-]

fCOP-K

omrekenfactor voor koudelevering door de warmtepomp naar toevoer van warmte aan de [-] bodem

fCOP-W

omrekenfactor voor warmtelevering door de warmtepomp naar onttrekking van bodemwarmte

[-]

LBWW

gewenste (of beschikbare) diepte van het boorgat of indrukdiepte

[m]

LTOT

totale boorgatlengte van een bodemwarmtewisselaarsysteem

[m]

NBWW

aantal bodemwarmtewisselaars of boorgaten

[-]

Pbodem

ontwerpvermogen van het bodemwarmtewisselaarsysteem (bij warmteonttrekking aan de bodem)

[kW]

Pmax

maximum vermogen voor verwarming

[kW]

Pspec

vermogen per meter boorgat van een bodemwarmtewisselaarsysteem

[W/m]

PWP-C

condensorvermogen van de warmtepomp

[kW]

Qbodem-K

door de bodem geleverde hoeveelheid koude (warmtetoevoer aan de bodem)

[kWh/a]

Qbodem-w

aan de bodem te onttrekken hoeveelheid warmte per jaar

[kWh/a]

Qvraag-K

koudevraag van de woning of het gebouw

[kWh/a]

Qvraag-W

warmtevraag van de woning of het gebouw

[kWh/a]

QWP-C

door de warmtepompcondensor te leveren jaarlijkse hoeveelheid warmte

[kWh/a]

QWP-V

door de warmtepompverdamper te leveren jaarlijkse hoeveelheid koude

[kWh/a]

REGaandeel

verhouding van de aan de bodem toegevoerde en onttrokken hoeveelheid warmte

[-]

teq-vollast

aantal equivalente vollast uren per jaar

[h/a]

WPaandeel-W

deel van de warmtevraag dat door de warmtepomp wordt geleverd

[-]

θa

aanvoertemperatuur

[°C]

θr

retourtemperatuur

[°C]

ISSO-publicatie 73

9

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

BEGRIPPENLIJST Aanvoertemperatuur De temperatuur van een mediumstroom die zich van de warmtepomp af beweegt. Bij verwarmingswater is dat dus de condensor uittredetemperatuur van de warme stroom (hoogste temperatuur), bij het bronmedium de verdamper uittredetemperatuur van de koude stroom (laagste temperatuur). Deze externe temperaturen zijn in hoge mate bepalend voor de interne condensor, respectievelijk verdampertemperaturen.

Beta-factor (β) Verhouding tussen het vermogen van de warmtepomp(en) en het benodigd nominaal vermogen voor ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding. De bèta-factor is een maat voor de bijdrage van de warmtepomp(en) aan de totale warmtelevering Bivalent Bij een bivalent warmtepompsysteem maakt de warmtepomp slechts een deel uit van de totaal geïnstalleerde capaciteit. De ontbrekende capaciteit wordt ingevuld met een hulpstookinstallatie. Deze bestaat meestal uit een gasgestookte ketel of uit elektrische verwarming (dit laatste vooral bij tapwatersystemen).

Bodemwarmtewisselaarsysteem Leidingsysteem bestaande uit verticale bodemwarmtewisselaars en horizontale transport- en verbindingsleidingen in de bodem (en bovengronds tot en met de aansluiting op de warmtepomp en of het afgiftesysteem in de woning of het gebouw), bedoeld om warmte aan de grond te onttrekken of toe te voeren.

Werking Door het bodemsysteem stroomt water met daaraan eventueel een antivries toegevoegd. Wanneer warmte aan de bodem wordt onttrokken is het bodemsysteem verbonden met de verdamper van een warmtepomp. In de verdamper wordt het water afgekoeld, waardoor het koude water warmte aan de omringende bodem kan onttrekken. Wanneer warmte aan de bodem wordt toegevoerd is het bodemsysteem verbonden met de condensor van een warmtepomp (actieve koeling) of direct (meestal via een warmtewisselaar) met het afgiftesysteem in de woning of het gebouw (passieve koeling). Het water wordt door de condensor of door de afgiftesystemen opgewarmd; het warme water kan vervolgens deze warmte afgeven aan de omringende bodem.

Boorgat Deze benaming wordt in dit document algemeen gehanteerd om de totale lengte van de bodemwarmtewisselaars aan te geven zonder daarbij onderscheid in het type te maken; deze benaming wordt ook gebruikt bij bodemwarmtewisselaars die in de bodem worden gedrukt.

De definitie van de totale lengte aan bodemwarmte-wisselaars is: de diepte per boorgat (of de indrukdiepte) vermenigvuldigd met het aantal gaten.

Brontemperatuur Temperatuur van de ingaande mediumstroom in de verdamper.

Bruto vloeroppervlak Vloeroppervlak op basis van de buitenafmetingen van een woning of gebouw. Het gebruiksoppervlak (Ag) in de EPN (energieprestatienormen) is normaliter ca. 90 % van het bruto vloeroppervlak.

Carnotrendement (ηcarnot) De verhouding tussen de werkelijke (gemeten) COP en de Carnotfactor (= de maximaal theoretisch mogelijke COP).

Het Carnotrendement is altijd kleiner dan 1.

COP (Coefficient of Performance) Verhouding tussen het nuttig geleverde warmtepompvermogen voor warmte respectievelijk koude en het daarvoor benodigde aandrijfvermogen van de compressor inclusief de hulpenergie voor het bedrijven van de warmtepompfunctie, exclusief het vermogen van de overige hulpapparatuur.

Zie PrEN 14511, de vervanger in voorbereiding van NEN-EN 255.  Bij warmteproductie is dit het quotiënt van de geleverde warmte door de condensor en de toegevoerde elektriciteit;  Bij koudeproductie is dit het quotiënt van de geleverde koude door de verdamper en de toegevoerde elektriciteit.

De COP heeft alleen betrekking op de warmtepomp zelf, hierin wordt geen hulpenergie van circulatie of voedingspompen meegenomen. In deze publicatie wordt verder gesproken over de prestatiecoëfficiënt van de warmtepomp.

ISSO-publicatie 73

11

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

Dekkingsgraad (WP-aandeel) Aandeel van de totale vraag naar warmte of koude dat door de warmtepomp wordt geleverd (bij een monovalent systeem is de dekkingsgraad dus altijd 100 %).

EfficiĂŤntie vrije koeling De verhouding tussen geleverde koeling uit het bronsysteem (bodemwarmtewisselaars, grondwater, aquifer) en de daarvoor benodigde pompenergie. Bij de pompenergie word(t)(en) zowel de bronpomp(en) als de (eventuele) centrale transportpomp naar de afnemers meegerekend. In de praktijk zal dit kengetal een waarde hebben tussen 10 en 25.

Opmerking: Nadrukkelijk wordt gesteld dat aan dit kengetal niet de aanduiding 'COP' mag worden gekoppeld; de benaming COP is voorbehouden aan de omzetting van arbeid in warmte bij een thermo- of dynamisch kringproces, zoals dat bijvoorbeeld in een warmtepomp plaatsvindt (zie ook passieve koeling).

Energie(hei)paal Heipaal waarin een warmtewisselaar is geĂŻntegreerd. Een energiepaal heeft een dubbele functie, enerzijds de conventionele constructieve functie en anderzijds de functie als bodemwarmtewisselaar.

Energiepalen zijn niet opgenomen in deze ISSO-publicatie, hiervoor wordt verwezen naar Novem-publicatie 'Handboek Energiepalen'.

Equivalente vollasturen Aantal uren per jaar dat een energie omzetter (of installatie) op vol vermogen in bedrijf zou moeten zijn om de jaarlijkse energiebehoefte te leveren. Bij apparaten die alleen de toestand aan/uit (100%/0%) kennen is het aantal equivalente vollasturen gelijk aan het aantal draaiuren.

Gemiddelde temperatuur Gemiddelde van aanvoer en retourtemperatuur van het bodemsysteem.

Jaarbelastingduurkromme Weergave van de energievraag (voor verwarming, koeling, elektriciteit) gesorteerd naar grootte van het vermogen.

Meestal gebaseerd op de uurlijkse waarden van de energievraag gedurende een jaar.

Koeling, actieve Koeling waarbij de warmtepomp van functie omkeert en koeling aan de woning of het gebouw levert.

De condensorwarmte wordt aan de bodem toegevoerd (en opgeslagen voor perioden met warmtevraag). In vergelijking met passieve koeling kan met hetzelfde bodemsysteem meer warmte met een hoger vermogen aan de bodem worden afgegeven vanwege de hogere mediumtemperatuur in het bodemsysteem. De warmtepomp levert koude met een relatief hoge COP (ca. 5 tot 7) omdat de verdamper en condensortemperaturen dichter bij elkaar liggen dan bij een koelmachine die de condensorwarmte aan de buitenlucht afgeeft.

Koeling, passieve Koeling waarbij de warmtepomp buiten bedrijf is. Het bodemsysteem wordt (meestal) via een warmtewisselaar aan het afgiftesysteem in het gebouw gekoppeld. Hiermee is koeling met een beperkt vermogen tegen een zeer lage hoeveelheid pompenergie (factor ca. 10 tot 25) te realiseren. De benodigde temperatuur van het gekoeld watersysteem is de beperkende factor in het koelvermogen: bij een lage systeemtemperatuur kan veel koeling aan het gebouw worden afgegeven (warmteopname uit het gebouw), daarbij kan echter weinig warmte aan de bodem worden afgegeven. Bij een hoge systeemtemperatuur kan weinig koeling worden geleverd, echter wel veel warmte aan de bodem worden afgegeven.

Mediumtemperatuur Temperatuur van de warmteoverdragende vloeistof in het bodemsysteem; indien niet uitdrukkelijk anders vermeld wordt hiermee de gemiddelde temperatuur van aanvoer en retour ter plaatse van (of zo dicht mogelijk in de nabijheid van) de verdamper bedoeld.

Monovalent Bij een monovalent warmtepompsysteem wordt alle warmte uitsluitend door de warmtepomp geleverd.

De warmtepomp is de enige opwekker (zie ook Bivalent).

ISSO-publicatie 73

12

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

Netto verwarmingsvermogen Vermogen dat onder normale stationaire gebruiksomstandigheden nodig is voor het handhaven van de ontwerpcondities.  Bij woningen wordt het maximum bepaald door het ontwerp warmteverlies ('Aansluitvermogen' conform ISSO-publicatie 51);  Bij kantoren is het netto verwarmingsvermogen gedefinieerd als: het vermogen ('Te leveren verwarmingsvermogen voor het gebouw' conform ISSO-publicatie 53) zonder opwarmtoeslag en na aftrek van de interne warmtelast door personen, verlichting en apparatuur; het maximum treedt zeer waarschijnlijk op buiten de normale bedrijfstijden omdat dan de interne warmtelast laag is, ondanks dat de ventilatie dan meestal uit staat.

Deze waarde is dus altijd lager dan het geïnstalleerde vermogen.

Quick-scan WP-Utiliteit Softwareprogramma voor haalbaarheidsberekeningen van warmtepompsystemen in kantoren en verpleeghuizen.

Warmtelevering door het bodemwarmtewisselaarsysteem Dit is de thermische energie (warmte) die door de bron gedurende een bepaalde periode wordt geleverd aan de verdamper van de warmtepomp.

Warmtepomp Apparaat waarmee warmte van lage onbruikbare temperatuur (omgevingswarmte van bijv. 0 °C) omgezet wordt naar een hogere bruikbare temperatuur (bijv. vloerverwarming van 35 °C).

Hiervoor dient een relatief kleine hoeveelheid mechanische (elektrische) energie te worden toegevoerd aan de compressor van de warmtepomp.

Warmtepompsysteem Het totale systeem, waarvan de warmtepomp deel uitmaakt, dat in een woning of gebouw zorgt voor ruimteverwarming en/of warmtapwater. Het warmtepompsysteem strekt zich uit van warmtebron tot en met het afgiftesysteem en omvat ook de regeling ervan.

ISSO-publicatie 73

13

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

1

INLEIDING

1.1 DOELSTELLING ISSO stelt zich ten doel om de installatietechniek in de bouwkolom te versterken, de eenduidigheid te bevorderen en via normatieve richtlijnen de kwaliteit van de installaties inzichtelijk te maken. ISSO zorgt voor de daarvoor benodigde kennis, het draagvlak voor de technische richtlijnen en daarmee het technisch kader voor certificatiesystemen.

ISSO-publicatie 73 is zo'n normatieve richtlijn, die een eenduidig pakket aan ontwerptechnische kwaliteitseisen en uitvoeringsrichtlijnen voor verticale bodemwarmtewisselaarsystemen geeft. De publicatie sluit onder andere aan op ISSO-publicatie 72 'Ontwerpen van individuele en klein collectieve warmtpompsystemen'.

Het voortbrengingsproces van een verticaal bodemwarmtewisselaarsysteem wordt in deze ISSO-publicatie besproken.

Het bodemwarmtewisselaarsysteem bestaat uit de verticaal gesloten bodemwarmtewis-selaars, de horizontale verbindingsleidingen in de grond, de gevel en/of vloerdoorvoeringen, interne transportleiding, verdelers en verzamelaars. Het bodemwarmtewisselaarsysteem eindigt bij de aansluiting op de warmtepomp en/of het gebouwsysteem voor de klimatisering.

Deze ISSO-publicatie bestaat uit twee delen. In het eerste deel van deze publicatie wordt de methodiek voor het dimensioneren van verticale bodemwarmtewisselaars gegeven. In het tweede deel van de publicatie wordt het voortbrengingsproces van de verticalel bodemwarmtewisselaar conform de MKK-structuur (Model Kwaliteitsbeheersing Klimaatinstallaties) beschreven.

In de ontwerpfase wordt voor het dimensioneren van de verticale bodemwarmtewisselaar verwezen naar het eerste deel van de publicatie waar de dimensioneringsmethodiek wordt behandeld.

Per hoofdfase worden de verschillende aspecten van het MKK-model behandeld, waarbij alleen de relevante onderdelen zijn ingevuld.

1.2 WERKING VERTICALE BODEMWARMTEWISSELAAR Een bodemwarmtewisselaarsysteem is een leidingsysteem dat weer bestaat uit verticale bodemwarmtewisselaars en horizontale transport- en verbindingsleidingen in de bodem (en bovengronds tot en met de aansluiting op de warmtepomp). Een bodemwarmtewisselaarsysteem is bedoeld om warmte aan de grond te onttrekken of toe te voeren.

Door het bodemsysteem stroomt water met daaraan eventueel een antivries toegevoegd. Wanneer warmte aan de bodem wordt onttrokken is het bodemsysteem verbonden met de verdamper van een warmtepomp. In de verdamper wordt het water afgekoeld, waardoor het koude water warmte aan de omringende bodem kan onttrekken.

Afb. 1.1 Bodemwarmtewisselaarsysteem (bron: Itho)

ISSO-publicatie 73

15

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

Wanneer warmte aan de bodem wordt toegevoerd is het bodemsysteem verbonden met de condensor van een warmtepomp (actieve koeling) of direct (meestal via een warmtewisselaar) met het afgiftesysteem in de woning of het gebouw (passieve koeling). Het water wordt door de condensor of door de afgiftesystemen opgewarmd; het warme water kan vervolgens deze warmte afgeven aan de omringende bodem.

9°C 12°C

Van warmtepomp naar warmtepomp

13°C

Afb. 1.2 Onttrekken van warmte door bodemwarmtewisselaar aan de bodem (bron: Itho) 1.3 TOEPASSINGSGEBIED EN SYSTEEMGRENS De richtlijnen in deze publicatie zijn geldig voor Nederland bij toepassing van verticale bodemwarmtewisselaars voor de woningbouw en kantoren (kleine gebouwen). Voor gebouwen met een verwarmingsvermogen van meer dan 100 kW wordt, in verband met optimalisatie geadviseerd om een dynamisch simulatiemodel, zoals beschreven in bijlage D, toe te passen. Het bodemwarmtewisselaarsysteem (verder: bodemsysteem) eindigt bij de aansluiting op de warmtepomp en/of het gebouwsysteem voor de klimatisering.

Normaliter betekent dit dat het bodemwarmtewisselaarsysteem bestaat uit de bodemwarmtewisselaars, de horizontale verbindingsleidingen in de grond, de gevel en/of vloerdoorvoeringen, inpandige transportleidingen, verdelers en verzamelaars.

1.4 RELATIE TOT OPWEKSYSTEEM (WP) EN AFGIFTESYSTEEM Het bodemsysteem levert in verwarmingsbedrijf de bronwarmte voor de warmtepomp. Het ontwerp van een warmtepompsysteem (zie ISSO-publicatie 72) dient gericht te zijn op het realiseren van het gewenste comfort met een zo laag mogelijk energiegebruik. Dit betekent keuze voor een warmtepomp met een zo hoog mogelijke COP onder vergelijkbare bedrijfsomstandigheden en zo gunstig mogelijke keuze van die bedrijfsomstandigheden: hoge brontemperatuur en lage afgiftetemperatuur (LTV-systemen).

Voor het bodemsysteem betekent dit echter ook: hoe beter de warmtepomp (COP) en hoe gunstiger de bedrijfsomstandigheden, hoe meer warmte uit de bodem moet worden onttrokken.

1.5 OPZET IN MKK-STRUCTUUR De ISSO-publicatie moet gezien worden als een 'doe-boek'. Dit betekent dat de gebruiker snel en adequaat toegang moet kunnen krijgen tot de relevante informatie. Een belangrijk aspect hierbij is het selecteren van (de combinatie van) de juiste componenten.

Het MKK (Model Kwaliteitsbeheersing Klimaatinstallaties) is een instrument voor het beheersen van het voortbrengingsproces van klimaatinstallaties binnen het bouwproces. Het toepassen hiervan betekent het geven van informatie met betrekking tot het ontwerp en uitvoering van het bodemwarmtewisselaarsysteem, in de betreffende fase van het bouwproces aan de betrokken partijen.

1.5.1 Fasen in de MKK-structuur In de MKK-structuur wordt het realisatieproces verdeeld in 5 fasen.

I Programmafase In de programmafase worden de eisen, benodigde informatie en verwachtingen met betrekking tot het bodemsysteem geïnventariseerd.

II Ontwerpfase In de ontwerpfase komt de dimensionering van de bodemwisselaar aan de orde. Hierin wordt ingegaan op de energievraag aan het bodemsysteem, bepaling van het maximaal te onttrekken vermogen, de bodemsoort, vulling van het boorgat, ontwerpmediumtemperatuur, type bodemwarmtewisselaar, opstellingsvormen en de onderlinge afstand tussen de bodemwarmtewisselaars. In deze fase wordt de totaal benodigde lengte van de bodemwarmtewisselaars en het aantal benodigde warmtewisselaars bepaald.

ISSO-publicatie 73

16

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars

III Uitwerkingsfase De uitwerkingfase betreft aspecten die te maken hebben met de uitwerking van het ontwerp tot (prestatie en functionele) eisen voor componenten, inregeling, beproeving en inbedrijfsname. De nadruk ligt op de technische uitwerking van het ontwerp.

Aandachtspunten zijn o.a. constructie bodemwarmtewisselaar, boren of drukken van warmtewisselaars, afwerking van boorgaten, muurdoorvoeren, aansluiting op verdeler/verzamelaar, aansluiting op de warmtepomp en circulatiemengsel.

IV Realisatiefase De realisatiefase betreft aanbevelingen om tot een goed werkend systeem te komen.

Belangrijke onderdelen zijn beproeving, inregelen en inbedrijfstelling.

V Beheerfase In de beheerfase wordt op hoofdlijnen informatie gegeven inzake beheer en onderhoud van de installatie.

1.5.2 Kwaliteitsbeheersaspecten In elke fase spelen 10 kwaliteitsbeheersaspecten een rol.

0 Algemeen Hierin wordt de doelstelling van de betreffende bouwfase omschreven. Naast een algemene omschrijving van de doelen worden de uitgangspunten, aandachtspunten en (interne) randvoorwaarden nader uitgewerkt.

1 Organisatie Hierin worden taken en verantwoordelijkheden omschreven. Dit valt buiten het bestek van deze publicatie.

2 Communicatie Hierin worden de uitgangspunten en voorwaarden voor een efficiënte informatieuitwisseling tussen de betrokkenen vastgelegd.

3 Eisen Hierin worden de externe en interne eisen, voorwaarden en voorschriften vastgelegd.

Er is een onderscheid gemaakt tussen de wettelijke eisen, kwaliteitseisen waaraan het installatieontwerp minimaal moet voldoen en aanbevelingen.

4 Middelen Hierin zijn berekeningsmethoden, standaard uitvoeringsprotocollen, checklijsten, meetinstrumenten, normen en literatuurverwijzingen, opgenomen.

5 Inkoop Hierin wordt bijvoorbeeld het inschakelen van externe expertise geregeld. Bij woningbouw komt dit zelden voor; er wordt derhalve in deze publicatie niet nader op ingegaan.

6 Tijd Hierin wordt zowel de objectplanning als de procesplanning bewaakt. Dit valt buiten het bestek van deze publicatie.

7 Financiën Hierin worden zowel de objectkosten (investeringskosten, exploitatiekosten) als de proceskosten (advieskosten e.d.) bewaakt. Deze publicatie beperkt zich tot een vergelijking van de life-cycle-costs van verschillende installatievarianten.

8 Documentatie Hierin wordt in de vorm van documenten de output van de betreffende procesfase vastgelegd. Deze documenten dienen tevens als input voor de volgende fase.

9 Ervaringen Hierin wordt het voortbrengingsproces van de installatie aan het eind van de betreffende fase in het bouwproces geëvalueerd. Dit valt buiten het bestek van deze publicatie.

1.5.3 MKK-matrix De verschillende fasen en beheersaspecten worden in de zogenaamde MKK-matrix gepresenteerd. Vanuit de cellen van de MKK-matrix wordt verwezen naar een hulpmatrix, waarin is aangegeven welke onderwerpen en deelonderwerpen worden behandeld. Via de cellen van de hulpmatrix wordt doorverwezen naar specificatiebladen waarin de deelonderwerpen zijn uitgewerkt, zie afbeelding 1.3.

ISSO-publicatie 73

17

Ontwerp en uitvoering van verticale bodemwarmtewisselaars