Vrijwel alle gebouwen en kassen van Wageningen University & Research op Wageningen Campus gaan voor de verwarming en de koeling op termijn gebruik maken van Warmte Koud Opslag (WKO). WKO levert WUR uiteindelijk een enorme energiebesparing op zonder noemenswaardige CO2-uitstoot. De pompen gebruiken wel stroom, maar WUR gebruikt daarvoor haar eigen groene stroom.
Principe van Warmte Koude Opslag (WKO)
Warmte Koude Opslag is een duurzame energievoorziening waarbij warmte en koude via een warmtewisselaar (tegenstroomapparaat, TSA) worden opgeslagen in een watervoerend zandpakket 90 meter diep in de grond. ’s Zomers wordt een gebouw gekoeld met water uit de koude bronnen. En ’s winters wordt een gebouw via dezelfde warmtewisselaar, maar nu in combinatie met een warmtepomp, verwarmd met grondwater uit de warmte bron. Het opgewarmde water uit de koude bronnen wordt opgeslagen in de warmte bronnen en het afgekoelde water uit de warmte bronnen in de koude bronnen. Zowel de koude als de warmte bronnen zijn onderling verbonden met een ringleiding.
Met de aanleg van de ringleidingen wil WUR jaarlijks ruim 1,3 miljoen kuub aardgas besparen. Dit komt overeen met een vermindering van ongeveer 2.400 ton CO2 per jaar, vergelijkbaar met de jaarlijkse uitstoot van ongeveer 900 gasverbruikende huishoudens.
Het grondwater wordt dus heen en weer gepompt tussen de koude bron en de warmte bron. Links de situatie bij een koeltevraag en rechts bij een warmtevraag.
WKO op de Campus
Warmte en koude bronnen kunnen niet direct naast elkaar worden geboord. Daarom zijn in het watervoerend zandpakket onder de campus drie ondergrondse temperatuurstraten gerealiseerd. Twee kleinere koude zones aan de randen en een warmtezone in het midden. Dit zijn eigenlijk een soort accu’s, waar we diep onder de grond warmte of koude uit gebouwen opslaan voor hergebruik. In totaal liggen er negen bronnen in de koude zones en negen in de warmte zone. Op twee ringleidingen die de bronnen onderling verbindt, zijn vervolgens de gebouwen aangesloten. De WKO-ring plus een aantal nieuwe bronnen zijn in 2020-2021 aangelegd.
Omkeerbare temperatuuroverdracht
Het warme water pompen we op naar het gebouw, als er behoefte is aan warmte. In ieder aangesloten gebouw zit een warmtewisselaar, die de warmte van het grondwater, zo’n 14-16 graden, overdraagt aan het water van de interne gebouwinstallatie. Die pompt het vervolgens naar een warmtepomp. De warmtepomp onttrekt vervolgens de warmte en koelt het water van de gebouwinstallatie zo terug naar zo’n 5 graden. De warmtepomp krikt de watertemperatuur daarmee op naar ca. 55 graden voor de verwarming van het gebouw. Het afgekoelde water gaat daarna terug naar de warmtewisselaar die het vervolgens terugpompt in de koude bron.
Op het moment dat er behoefte is aan koeling draait het proces in omgekeerde richting. We pompen dan water van 7-8 graden op uit de koude bron. In het koelproces is de inzet van de warmtepomp niet nodig.
Gedurende het seizoen warmt de koude bron iets op en koelt de warme bron iets af. Hierdoor is de temperatuur van het water dat we oppompen uit de bronnen niet het hele jaar gelijk. Het absolute temperatuurverschil tussen beide zones blijft echter vrij constant.
