Warmte opwekken via de riolering: zo werkt riothermie
In een tijd waar iedereen zuinig omspringt met energie, is het zonde dat we met zijn allen zoveel warmte wegspoelen naar de riolering. Met riothermie maken we op een milieuvriendelijke manier nuttig gebruik van deze energie.
In het kort: rioolwater bevat nog veel warmte die ingezet kan worden voor de verwarming van woningen, openbare zwembaden en kantoren. Dat heet riothermie. We bekijken hoe deze techniek wordt toegepast en hoe woonwijken er profijt van hebben.
Ook interessant: Waarom iedereen een regenton in de tuin zou moeten hebben
Het afvalwater van een huishouden uit de wasmachine, bad, douche en vaatwasmachine heeft een gemiddelde temperatuur tussen de 23 en 25 °C. Dat betekent dat we 30 procent van de energie die we hiervoor hebben opgewekt, gewoon doorspoelen. En dan hebben we het niet eens over het afvalwater van de industrie.
Onder riothermie verstaan we het terugwinnen van warmte uit het afvalwater in het riool. De warmte in het rioleringswater kan beschouwd worden als groene warmte. Die thermische energie is inzetbaar voor het verwarmen of het koelen van gebouwen. Riothermie is nog relatief onbekend. Het principe werd in 2000 bedacht door de Zwitserse Ingenieur Urs Studer. In België komt dit op gang via het bedrijf Aquafin en ook in Nederland is er ondertussen een vijftigtal projecten. De trage start in Nederland is te wijten aan het feit dat Nederland bekendstaat als een sterk ontwikkeld gasland. In Denemarken, Duitsland en Zwitserland zijn ze al heel wat verder.
In de riolering
Riothermie kent twee basissystemen. In het eerste wordt de energie uit de riolering gehaald; het tweede systeem haalt de energie uit een waterzuiveringsstation. In het eerste geval plaatst men een soort schelp of buizensysteem, zeg maar de warmtewisselaar, in de riolering. Door de warmtewisselaar stroomt een geleidervloeistof die de temperatuur van het afvalwater overneemt. Die geleidervloeistof draagt deze energie over aan de warmtepomp van de woningen, die op zijn beurt zorgt dat de vloerverwarming en het sanitairwater de gewenste temperatuur halen.
Lees ook: Voorkom wateroverlast met infiltratiekratten
©www.aquafin.be
Het werkingsprincipe van riothermie.
In het waterzuiveringsstation
In het tweede geval wordt de warmte onttrokken aan het gezuiverde afvalwater van waterzuiveringsstations. Het gezuiverde rioolwater noemt men het effluent. Dit wordt toegepast bij grote projecten waarbij de energie wordt gebruikt voor een warmtenet. In dit geval staat er op een plaats een zeer grote warmtewisselaar die op een betrekkelijk eenvoudige manier energie uit het rioleringswater haalt. De temperaturen die het systeem via een warmtewisselaar ophaalt, zijn nog relatief laag, afhankelijk van het seizoen en de herkomst van het afvalwater. Een grote warmtepomp brengt deze temperatuur dan naar een bruikbaar niveau, bijvoorbeeld 70 °C.
Nog zuiverder water uit de kraan?
Met een filterkan drink je fris en lekker water!
©www.aquafin.be
Riothermie vanaf het effluent.
Voorwaarden
Er zijn weinig eisen waaraan een riolering moet voldoen om riothermie te kunnen toepassen. De diameter van de rioleringsbuis moet groot genoeg zijn. Vaak gaat men voor een afvalwaterleiding met een minimale diameter van 80 cm en een minimaal debiet van 15 l/s. Rioolwatertemperaturen schommelen gemiddeld tussen 10 °C in de winter en 20-22 °C in de zomer. Uitzonderingen zijn de zeldzame smeltwaterdagen in de koude seizoenen, waarbij de temperatuur een kleine duik kan nemen naar 6-7 °C. Bovendien is de afstand tussen de wooneenheden en de collector van belang. De maximale afstand is 900 meter.
Toepassingen
Riothermie is niet bedoeld om één enkele woning te verwarmen. In theorie zou zo’n een-op-eensituatie wel kunnen, maar deze oplossing zou te duur uitvallen. Meestal gaat het om een collectief systeem voor verschillende woningen, appartementen, kantoren of zwembaden. Deze gebouwen hebben een compacte en grote warmtevraag. Op dit moment is riothermie een interessante optie voor projecten met een warmtevraag vanaf 50 kWh.
Niet elke rioleringsbuis heeft dezelfde diameter, dus moet de schelp van de warmtewisselaar op maat worden gemaakt. Dat maakt riothermie eigenlijk alleen interessant voor collectieve projecten. Dan denken we aan projecten van 10 à 15 woonunits. Bovendien is het potentieel van riothermie niet onbeperkt. Daarom combineren de afnemers deze technologie met een andere duurzame energiebronnen. In de winter slaagt geothermie erin om 80 procent van de energiebehoefte te dekken. De overige 20 procent moet worden aangevuld met een lucht- of bodemwarmtepomp.
Ook interessant: Regen gebruiken om te besparen op leidingwater: zo doe je dat
Varianten
In het nieuwbouwsysteem zit de warmtewisselaar geïntegreerd in de rioolbuis. In dit geval gaat het om een betonbuis waarin de warmtewisselaar aan de onderzijde is aangebracht. Dit is onder meer geschikt voor rioleringen die niet constant gevuld zijn met water.
©www.stowa.nl
Hier zit de warmtewisselaar in de betonbuis.
Er is ook een inbouwsysteem, waarbij de warmtewisselaar in de vorm van een schaal in een bestaand riool wordt ingebouwd. Het voordeel van dit systeem is dat dit toepasbaar is in bestaande leidingen.
©www.stowa.nl
De warmtewisselaar is achteraf ingebracht.
De derde variant wordt gebruikt bij druk- of persriolen. Hier is de warmtewisselaar om het persriool gewikkeld.
©www.stowa.nl
In dit systeem is de warmtewisselaar om het riool gewikkeld.
Ten slotte is er ook een ontwikkeling waarbij men een soort polyester kous met kunsthars aan de binnenzijde van de rioolbuis aanbrengt.
Voordelen en nadelen
Geothermie verdient zichzelf terug in 8 tot 10 jaar, terwijl zo’n warmtewisselaar ontworpen is om tot wel 50 jaar mee te gaan. Omdat dit systeem geen draaiende onderdelen heeft, is er nauwelijks onderhoud aan de warmtewisselaar nodig. Een jaarlijkse controle zorgt dat alles perfect blijft werken. Het grote voordeel van riothermie is dat het gaat om terugwinnen van gratis energie. Bovendien is er een redelijke permanente aanvoer van energie. Overdag is de aanvoer van huishoudens en industrie en ’s nachts blijft de toevoer komen van de industrie.
Er zijn ook mogelijke nadelen. Doordat riothermie de temperatuur van het afvoerwater verlaagt, kan dit invloed hebben op het biologisch zuiveringsproces van de rioolwaterzuiveringsinstallatie. Als de energieprijzen extreem hoog zijn, kan dit gevolgen hebben voor de aanvoer van warm rioolwater. Mensen gaan dan minder douchen, minder in bad enzovoort en hierdoor kan de temperatuur van het afvalwater minder hoog zijn dan verwacht. Bovendien moet meestal een deel van de riolering vernieuwd worden om de riothermie goed te laten werken.
