Vorstbescherming

Achtergrond en aanleiding

Bij een gesloten bodemenergiesysteem wordt veelal een antivriesmengsel toegepast. Doel van het antivriesmengsel is bevriezing – met name van de verdamper in de warmtepomp – te voorkomen. Bij bevriezing in de verdamper kan namelijk de plaatwarmtewisselaar beschadigen waardoor ook het koelmiddel uit de warmtepomp lekt. Niet alleen is het repareren van de warmtepomp duur, het koelmiddel zelf heeft ook een negatief milieueffect: het heeft een GWP (Global Warming Potential) en ook een ODP (Ozone Depletion Potential). Onlangs is door het RIVM een studie naar de milieurisico’s van antievriesmiddelen gepubliceerd. Belangrijkste conclusie was dat veel gebruikte antievriesmiddelen zoals monopropyleenglycol en monoethyleenglycol op zich weinig milieueffecten hebben, zolang er geen sprake is van bijmenging met andere stoffen zoals anti-corrosiemiddelen. Er dient derhalve liefst puur product wat op locatie met schoon water wordt aangelengd te worden toegepast. Veel gebruikte antivriesmiddelen zijn monopropyleenglycol en monoethyleenglycol. Beide lossen goed in water op en zijn goed afbreekbaar. Monoethylyeenglycol is op zichzelf wel toxisch, monopropyleenglycol niet. Het grootste milieurisico voor beid stoffen is dat ze, wanneer ze in grotere hoeveelheden in oppervlaktewater terecht komen, de beschibare hoeveelheid zuurstof zo snel consumeren dat vissen en andere hogere dieren door zuurstofgebrek sterven. Een ander mogelijk toegepast koelmiddel is kaliumcarbonaat (K2CO3). Dit middel is wellicht beter toe te passen in zure bodems (zoals veenbodems) omdat onder die omstandigheden glycolen minder goed afbreken. Er zijn twee redenen om de hoeveelheid toegepast antievriesmiddel te beperken, allereerst vanuit milieuoogpunt maar daarnaast speelt ook het kostenaspect een belangrijke rol. In een standaard 32 mm bodemwarmtewisselaar (enkele U-lus) met een diepte van 100 meter zit ongeveer 100 liter vloeistof, bij een percentage antivries van 25% is dat dus 25 liter puur product. Globaal zijn de kosten daarvoor in de orde van € 50,00. De vorstbescherming van verschillende media is:

Overigens worden ook wel andere stoffen als vorstbeschermingsmiddel toegepast. In Scandinavië worden bijvoorbeeld Methanol of Ethanol toegepast.

Keuzemogelijkheden

Wat betreft criculatiemedium kunnen de volgende keuzes worden gemaakt:

Tabel 1: keuze circulatiemedium A, niet geklassificeerd: hieronder kan ook verstaan worden voorgemengde stoffen met onbekende receptuur. B, RIVM klassering: monopropyleenglycol, monotethyleenglycol of kaliumcarbonaat, alle media toegepast als puur product aangelengd met water.