Tekeningen
Tekening CollectorPan 3D 2x.pdf
De theoretische achtergrond van de Harpoenbron.
Aan de hand van de temperatuurtekening te lezen:
De Harpoenbron is speciaal ontworpen om moeilijke plaatsen te bereiken tot zelfs in de tuin achter een rijtjeswoning. De nieuwe bron is bedoeld om aardwarmte uit de aarde te onttrekken maar ook om zonnewarmte op te slaan, een buffer dus. Het principe van ontladen en opladen moet niet te diep in de aarde gebeuren maar ook niet te oppervlakkig. De Harpoenbron heeft twee functies tegelijk: de zonnewarmte in de tuin opslaan en met de aardtemperatuur het PVT paneel koelen. Dat kan omdat de aardtemperatuur een stabiele factor is. De temperatuur in de aarde begint altijd en overal met 10 graden. De natuurlijke zon geeft een kleine bandbreedte van 9-11 graden op een diepte van -1 meter tot -10 meter in de grond. Door nu de zon een beetje te helpen om zijn geweldige warmte dieper in de grond te krijgen moet men de bron ondiep aanleggen. Niet te diep want dan blijft de temperatuur te laag, niet te ondiep want dan wordt de aarde warmer dan 25 graden en dat is bij de wet verboden. De bron wordt dus aangelegd om een bandbreedte te maken van bijvoorbeeld 6 tot 18 graden. Niet veel lager dan 6 graden want dat is niet nodig voor het PVT paneel zoals de CollectorPan® maar ook niet warmer dan 18 graden want dan kan de vloer niet gekoeld worden. Het is dus de kunst om de balans te krijgen tussen het aantal Collectorpannen en het aantal Harpoenbronnen. De wet van de communicerende vaten zorgt ervoor dat de bron weer zijn starttemperatuur van 10 graden wil aannemen. De capaciteit van de kilometers dikke aardlaag is ruim voldoende om dat na verloop van tijd zo te krijgen. Maar door nu de bovenste 7 meter aardlaag te manipuleren en van wisselend (winter)koude en (zomer)warmte te voorzien kan de grond als een buffer gebruikt worden. Dat resulteert in minder warmtebehoefte in de winter en minder airco`s in de zomer.
Er zijn geen berekeningsformules voor om het aantal bronnen te bepalen. Er is wereldwijd geen ervaring met PVT panelen die hun zonnewarmte ondiep in de aarde bufferen. Er zijn theoretische studies nodig om wiskundige formules te bedenken. Aan de hand van praktijk metingen kunnen de formules bevestigd worden. Er wordt momenteel gewerkt aan een vergelijkbare factor dat in de EPC berekening gebruikt kan worden.
Het verschil tussen een aardwarmtepomp en een luchtwarmtepomp:
Een aardwarmtepomp is een simpele koelkastmotor dat zijn warmte niet uit een bierflesje haalt maar uit de grond. Zomer en winter is de grond ongeveer 6-10 graden. Met deze stabiele factor kan de woning zowel verwarmd worden en (bijna)gratis gekoeld. Er wordt geen water uit de aarde gehaald maar warmte. Opgeslagen warmte kan benut worden in de winter.
Een luchtwarmtepomp daarintegen probeert in de winter warmte te halen uit de koude buitenlucht, Dit kost veel energie. De luchtwarmtepomp probeert in de zomer koude te halen uit de warme buitenlucht (airco). Dit kost veel energie. De ventilator van een luchtwarmtepomp maakt lawaai als een wasemkap en bij vochtige lucht vriest hij in. Het ijs wordt ontdooit met de warmte uit de woning.
Harpoenbron t.o.v. de geboorde aardwarmtebron.
Aan de hand van de tekening van de Harpoenbron te lezen:
De aarde is de stabiele factor om tegelijk te vloer en het PVT paneel te koelen. Tegelijk, met dezelfde vloeistof, wordt zonnewarmte aan de aarde toegevoegd, dit is de beroemde wisselwerking die ook beschreven wordt bij de CollectorPan®. Het is momenteel gebruikelijk om een aardwarmteboring te maken, het boorgat van kleipoeder te voorzien, de boor naar boven te trekken, en het gat direct daarna te vullen met de warmtewisselaar. Om instorten te voorkomen moet de ruimte tussen de wisselaar en het boorgat opgevuld worden met geschikte grond of kleikorrels. Het is niet te controleren of de wisselaar daadwerkelijk op alle diepten aangevuld wordt met kleikorrels, er kunnen gaten ontstaan die voor een lek in de waterdichte grondlaag zorgen. Dit gat is slecht voor het drinkwater van ons nageslacht. De capaciteit van bijvoorbeeld een geboorde bron van 75 meter diep en 2 wisselbuizen heeft een water dragend oppervlak van 18.46 m² en heeft daarmee een warmteoverdracht van ongeveer 2.5 kWatt.
Een Harpoenbron daarentegen wordt tot op een diepte tot maximaal 7 meter gespoten met bijvoorbeeld slootwater. Dieper kan de bron niet worden gespoten omdat er niet genoeg mankracht is om de 10 meter lange Harpoenbron schuin in de grond te duwen. Nu komt het unieke van de Harpoenbron: het gat wordt met grote waterkracht gespoten tot de diepte is bereikt. De wisselaar wordt meegesleurd en naar beneden gedrukt. De waterstraal stopt en de wisselaar blijft op de diepte! Er is geen instortgevaar. Bovengronds wordt de spuitbuis verwisseld van waterdruk naar perslucht. Een groot vat met kleine thermische kleikorrels wordt tussen de persluchtslang gekoppeld. Met geweld worden nu de kleikorrels met perslucht tussen de wisselaars geperst zodat er geen gaten in de aardlaag ontstaan. De spuitslang wordt langzaam terug getrokken, het gat gevuld en de wisselaar blijft achter. Omdat de kleikorrels langzaam tot klei veranderen ontstaat er een homogene laag om de wisselaar heen zodat een warmteafgifte naar de aarde gegarandeerd is. Ook is de water afsluitende grondlaag met de ontstane waterdichte plug gegarandeerd waterdicht. De capaciteit van bijvoorbeeld een bron van 10 meter diep en 3 meter horizontaal is 13 meter lang. De 4 wisselbuizen hebben samen een water dragend oppervlak van 3.92m² per Harpoenbron. 5 stuks Harpoenbronnen zijn samen 19.59 m² en heeft daarmee een warmteoverdracht van ongeveer 2.65 kWatt. Dit is te vergelijken met een geboorde bron van 75m diep. Per definitie kosten 5 gespoten aardwarmtebronnen ongeveer de helft van een geboorde bron en is overal toepasbaar.
Fundamenteel anders.
Een geboorde aardwarmtebron is bedoeld om aardwarmte uit de diepe aardlagen te onttrekken.
De harpoenbron is bedoeld om zonnewarmte op te slaan zoals een accu stroom opslaat. Met dit verschil dat de warmte in ondiepe grond wordt bewaard en het laden en ontladen een half jaar duurt.
Politieke wil om energie te besparen.
Nederland wil graag met alles voorop lopen, ook met energiebesparing. Men loopt in Europa achter en de minister heeft nog een inhaalslag te maken. Om geen problemen met internationale afspraken te krijgen is er haast geboden met besluitvormingen. De hele wereld is op zoek naar vernieuwbare energie en dat is urgent. NL geeft veel subsidie aan innovatieve start projecten om er van te leren, er een gewoonte van te maken zodat later de subsidie overbodig is. Den Haag gaat ook via strenge EPC regels eisen dat men minder energie gebruikt. Maar een groot probleem is de bestaande woningmarkt en dan in het bijzonder de miljoen rijtjeswoningen. Men kan overal luchtwarmtepompen plaatsen die hartje winter veel stroom vragen. Deze omgekeerde airco`s proberen warmte uit een koude buitenlucht te halen, het resultaat is een slecht rendement, hoge stroomkosten en een teleurgestelde gebruiker. In de zomer moet de compressor aan om de warmte uit een zeer goed geïsoleerde en kierdichte woning te halen. Sommige energiebedrijven hebben een probleem dat hun elektriciteitsnet in de zomer te klein is.
Waarom ga je de warmte van een PV paneel vernietigen? Waarom zou je deze zomerwarmte niet bewaren in de tuin? De bewoner heeft dan maar een klein aardwarmtepompje nodig. Het warmtepompje haalt in de winter de zomerwarmte uit de tuin. En in de zomer is er gratis koeling (zonder compressor) vanuit de aarde. Als op de duur de saldering stopt zal men toch het teveel aan energie zelf moeten gebruiken en dat kan door de stroom om te vormen in warmte voor de boiler of aardwarmte. Het is een leuk gevoel om je eigen opgespaarde zomerenergie in de winter te gebruiken. Met het opslaan van zomerwarmte voorkomt men temperatuurpieken in de zomer en –dalen in de winter. Een gelijkmatiger temperatuur is beter voor het milieu, lager CO2 uitstoot en meer comfort.
Marktonderzoek wijst uit dat de bewoner graag het comfort wil houden, geen lelijke panelen op het dak wil, geen lawaai van (de airco) van de buren, graag in dezelfde buurt blijft wonen en weinig energie wil betalen. Het Rijk wil ook graag meer elektrische auto`s op de weg. De auto kan opgeladen worden met stroom van het dak. Maar waarom zijn er geen 2 accu`s bij de auto die na werktijd automatich (aan de onderkant) verwisseld worden? Men kan dan de hele dag de accu opladen en men kan diezelfde accu in de nacht gebruiken voor de stroom van de woning. Men hoeft geen dure Tesla accu voor de woning aan te schaffen, de accu is al aanwezig in de auto. Dat is pas energieopslag.
De ontwikkelingen die de minister graag ziet zijn nu pas gepubliceerd. Met dit nieuws kan NL een trendsetter worden.
