BOA met de B van Bronnen BOA is een veel gebruikte term als het gaat over KWO-systemen. BOA staat voor Bron, Omzetting en Afgifte. Eigenlijk staat BOA dus voor het gehele energiesysteem, van bodemopslag tot aan afgifte. In onze vorige nieuwsbrief gaven wij een beschrijving van een KWO- systeem in zijn geheel. In deze editie gaan we dieper in op de B(ron) van BOA. Essentieel onderdeel De bronnen zijn een essentieel onderdeel van de gehele installatie en vereisen een speciaal soort expertise. Niet alleen bij het engineeren van de bron, het bepalen van de exacte locatie en het daadwerkelijk realiseren, maar vooral ook tijdens de daaropvolgende periode. Een bron wordt geslagen voor een levensduur van 30 jaar of langer. De inspanningen en kennis die het kost om deze levensduur ook daadwerkelijk te behalen worden vaak onderschat, met de nodige gevolgen voor het KWO- systeem en de levering van energie. Open en gesloten bronnen Er zijn grofweg twee categorieën bronnen te onderscheiden: open en gesloten. Een open bron onttrekt en infiltreert daadwerkelijk grondwater aan en in de bodem. Een gesloten bron daarentegen onttrekt of infiltreert geen grondwater, maar bestaat uit een bodemwarmtewisselaar. Over het algemeen wordt er gebruik gemaakt van een VBWW (Verticale Bodem Warmte Wisselaar). Deze bron bestaat uit een boring waarin een kunststof lus wordt geplaatst. Deze lus wordt afgevuld met een water-glycol mengsel (tegen bevriezing) en gekoppeld (direct of indirect) aan de warmtepomp. Doordat het water-glycol mengsel door de lus wordt rondgepompt, wordt deze door de natuurlijke bodemtemperatuur met een aantal graden opgewarmd. Dit is de energie die vervolgens door de warmtepomp wordt gebruikt voor de ruimteverwarming en tapwaterverwarming. Voor- en nadelen gesloten bron Het voordeel van een gesloten bron is de prijs. Een gesloten bron is eenvoudiger en goedkoper aan te leggen dan een open bron. Dit komt mede doordat er voor de gesloten bron (nog) geen vergunningsplicht is. Verder levert een gesloten bron geen verstoppingsgevaar. Het grote nadeel van een gesloten bron is de beperkte capaciteit per boring. Een tweede, groter, nadeel van een gesloten bron is dat, doordat er geen vergunningsplicht is, er door de provincie geen verplichting wordt opgelegd om een thermische balans in de bodem te creëren en er geen zicht is op het aantal doorboringen van de beschermende kleilagen. In de praktijk blijkt zelfs dat een groot gedeelte van de gesloten bronnen over de loop der jaren zodanig afkoelt dat het rendement van de warmtepomp drastisch terugloopt en de bron zelfs na verloop van tijd onbruikbaar wordt. Een ander aandachtspunt bij gesloten systemen is het water-glycol mengsel in de bodemlus. Bij lekkage veroorzaakt dit mengsel een behoorlijke milieuschade. Een gesloten bron wordt vooral toegepast bij vermogens die te klein zijn om een open bron systeem aan te leggen. Open bron Een open bron systeem bestaat uit één of meerdere doubletten of uit één of meerdere monobronnen. Het principe van een monobron zullen we later uitleggen. Bij een systeem met doubletten bestaat elk doublet uit een tweetal bronnen, één koude en één warme. Deze bronnen zijn onderling met elkaar verbonden door middel van leidingwerk en de nodige regeltechniek. Elke bron bestaat uit een aantal onderdelen: Ten eerste is er natuurlijk de put oftewel het boorgat zelf. Dit gat boort men om de bron in aan te brengen. Onderin de put bevindt zich de zandvang. De zandvang bestaat uit een blinde buis die fungeert als bezinkingsvoorziening. Boven de zandvang -ter hoogte van het opslagpakket- bevindt zich het filter. Het filter is het gedeelte van de bron waardoor het grondwater wordt onttrokken of geïnfiltreerd. Het filter dient ervoor om het grondwater door te laten maar de omstorting rondom de bron tegen te houden. De sleuven in het filter kunnen zowel horizontaal als verticaal geplaatst worden. Horizontale sleuven zijn goed bestand tegen de druk op de buitenkant van het filter. Echter, tijdens de montage van de bron veroorzaken de horizontale sleuven een verzwakking van de horizontale doorsnede. Bovendien loopt men het gevaar dat de horizontale sleuven tijdens het laden en lossen voor en na het transport achter elkaar blijven “steken” waardoor er beschadigingen aan het filter kunnen ontstaan. Om deze reden wordt er over het algemeen gekozen voor een filter met verticale sleuven. Het gedeelte van de bron vanaf het filter tot aan het maaiveld wordt de pers- of stijgbuis genoemd. Dit gedeelte van de bron zorgt voor het transport van het water van of naar het filter. Over het algemeen heeft het bovenste gedeelte van de stijgbuis een grotere diameter dan de rest van de buis. Dit gedeelte wordt de pompkamer genoemd. Hierin bevindt zich de bronpomp. De bronpomp creëert het drukverschil waardoor het grondwater onttrokken dan wel geïnfiltreerd kan worden. Het bovenste gedeelte van de bron bevindt zich in een putbehuizing. Deze putbehuizing kan zich zowel boven als onder het maaiveld bevinden. Doordat het bovenste gedeelte van de bron zich in het puthuis bevindt, is deze altijd bereikbaar voor controle en onderhoud. Om de ruimte tussen de bron en het boorgat op te vullen wordt een omstorting aangebracht. Deze omstorting bestaat uit verschillende delen en materialen en is onder andere afhankelijk van de bodemopbouw. Ter hoogte van het filter bestaat de omstorting uit filtergrind. Het filtergrind heeft als doel om het doorstromen van water toe te staan, zonder dat het zand mee komt. Hoe kleiner het grind, hoe makkelijker het zand wordt tegengehouden, maar hoe moeilijker het water doorstroomt. De bepaling van de juiste filterstelling en het juiste filtergrind is dus een essentieel onderdeel van het dimensioneren van de bron. Tijdens het boren worden de scheidende kleilagen tussen de verschillende watervoerende pakketen doorboord. Deze natuurlijke scheidingen dienen weer hersteld te worden. Hiervoor bestaat de omstorting ter hoogte van de kleilaag uit korrels zwelklei. Zodra deze korrels in aanraking komen met water, zwellen deze op tot enkele malen het oorspronkelijke volume. Hierdoor herstelt de natuurlijke afdichting. Als laatste wordt in de omstorting minimaal één peilbuis geplaatst. Deze peilbuis heeft een eigen filter welke zich in het filtergrind bevindt. De peilbuis wordt onder andere gebruikt voor het meten van de stijghoogte, het bepalen van de grondwaterkwaliteit en de bodemtemperatuur. Voor- en nadelen open bron Het voordeel van een open bron boven een gesloten bron is het vermogen en het rendement dat met dit systeem gehaald kan worden. Met een open bron, oftewel een KWO, kunnen vermogens en rendementen gehaald worden die vele malen hoger liggen dan bij een VBWW. Het nadeel van een open bron is de investering die over het algemeen hoger ligt dan bij een VBWW. Bovendien heeft een open bron meer onderhoud en beheer nodig om te voorkomen dat ze geheel of gedeeltelijk verstopt raakt. Aandachtspunten voor aanleg open bron Het engineeren en onderhouden van een open bron vereist de nodige expertise. Enkele van de factoren welke hiermee samenhangen zijn de bodemopbouw, eventuele vervuiling van de bodem en het grondwater en milieurichtlijnen als de Vogel- als Habitatrichtlijn. Verder dient men voor het verkrijgen van de vergunning een effectenstudie te doen waarbij in kaart wordt gebracht wat de gevolgen van de KWO op de omgeving zijn (stijghoogteveranderingen, aantrekken van vervuilingen, verzakkingsgevaar voor gebouwen). Voldoende kennis en kunde zijn hierbij dus van groot belang. Ook het onderhoud en beheer van een open bron systeem vereist de nodige kennis. Zo zijn het behoud van een thermische balans, redoxvorming, verzilting en ontgassing van de bron enkele van de zaken waar continue op gestuurd moet worden. In een latere editie van de nieuwsbrief zullen we uitgebreid ingaan op al deze zaken. Monobron Een variatie op de open bron zoals hierboven beschreven, is de monobron. Een monobron bestaat niet uit een aparte koude en warme bron (doublet) maar combineert het onttrekken en infiltreren van het grondwater in één enkele boring. De koude en de warme opslag bevinden zich boven elkaar. Een monobron kan een oplossing bieden bij systemen die qua grote tussen een VBWW en een doublet inzitten. Uiteraard is ook voor een monobron een goed beheer van cruciaal belang. Hydreco Hydreco houdt zich uitsluitend bezig met open bron systemen en richt zich daarmee op de grote systemen. Door haar band met Brabant Water beschikt Hydreco over een ongekende kennis op het gebied van grondwateronttrekking en het engineeren en onderhouden van bronsystemen. Door onze ruime ervaring met de exploitatie van KWO-systemen kunnen wij uw perfecte partner zijn voor een volledige ontzorging van de levering van uw koude en warmte.