Goedkoper verwarmen begint onder de grond
Elke winter zoeken we manieren om onze woning goedkoper te verwarmen. En elke zomer stijgt de vraag naar airco’s om hittegolven draaglijk te maken. Maar wat als een deel van de oplossing al die tijd onder onze voeten lag?
De toekomst van verwarming
Wie vandaag zijn woning wil verwarmen zonder gas of stookolie, komt al snel bij een warmtepomp uit. De bekendste variant, namelijk de luchtwarmtepomp, haalt warmte uit de buitenlucht. Maar er bestaat ook een stillere en efficiëntere variant: de grondwarmtepomp. Die gebruikt de bodem als warmtebron in de winter en als koelingsbron in de zomer.
Het idee is eenvoudig. In de tuin worden diepe verticale boorgaten gemaakt. Daarin lopen buizen met water. Dat water wisselt warmte uit met de bodem. Omdat de temperatuur onder de grond veel stabieler is dan de buitentemperatuur, moet de warmtepomp minder hard werken. Dat betekent minder elektriciteitsverbruik, minder lawaai en de mogelijkheid om in de zomer (bijna) gratis te koelen. In tijden van opeenvolgende hittegolven en hoge stroomprijzen is dit nogal een opkikker.
Toch zie je zulke systemen nog niet overal. De reden is even simpel als vervelend: boren is duur.
Van onderzoek naar een lagere energiefactuur
Grondwarmtepompen kunnen woningen efficiënt verwarmen én koelen, maar hun grootste drempel zit niet in de warmtepomp zelf. Die zit onder de grond: elke overbodig geboorde meter kost namelijk geld. In mijn masterproef onderzocht ik hoe we sneller kunnen meten wat de bodem écht aankan, en bouwde ik een testtoestel dat vandaag al bruikbaar is.
Hiermee zetten we een stap naar goedkopere grondwarmtepompsystemen, en uiteindelijk naar een lagere energiefactuur voor iedereen. En dat is vandaag meer dan welkom.
Niet te weinig, niet te veel
Een boorveld ontwerpen is een evenwichtsoefening. Boor je te weinig, dan kan het systeem na enkele jaren falen. Boor je te veel, dan betaal je voor meters die je eigenlijk niet nodig had. Omdat niemand een falend verwarmingssysteem wil, wordt in de praktijk vaak te veel geboord. Dat is logisch, liever wat extra boren dan risico nemen, maar die veiligheidsmarge kost wel geld.
De vraag is dus: hoe weet je vooraf hoeveel je écht moet boren? Daarvoor moet je de bodem beter leren kennen. Niet op basis van aannames of vuistregels, maar op de werf zelf.
Daar komt de thermische responstest, of TRT, in beeld. Die ‘meet’ enkele cruciale bodemparameters. Eerst wordt één boorgat gemaakt. Daarna sluit je er een testtoestel op aan dat warm water door het boorgat laat circuleren. Terwijl de bodem opwarmt, meten sensoren hoe snel de temperatuur verandert. Uit die reactie kan je afleiden hoe goed de bodem warmte geleidt, hoe warm de bodem van nature is en hoeveel warmteweerstand het boorgat zelf veroorzaakt.
Met andere woorden, een TRT vertelt de ontwerper hoeveel warmte de bodem werkelijk aankan.
Het probleem: zo’n test duurt lang
Vandaag duurt een TRT meestal drie tot vier dagen. Dat lijkt misschien niet dramatisch, maar op een werf is dit vervelend. Het toestel moet blijven staan, de planning wordt minder flexibel en dit alles kost personeel, opvolging en materiaal.
Bovendien zijn de eerste uren van zo’n test onbruikbaar, omdat het klassieke model die beginfase niet goed beschrijft. In het begin warmen namelijk niet alleen de bodem, maar ook het water, de buizen en het vulmateriaal in het boorgat op. Die korte-termijneffecten maken de metingen moeilijk te interpreteren.
In mijn thesis onderzocht ik of we die vroege data toch nuttig kunnen gebruiken. Daarvoor paste ik een gedetailleerd fysisch model toe dat ook de eerste uren van de test beter begrijpt. Ik modelleerde niet alleen de warmte die werd uitgewisseld, maar ook de warmte die werd opgeslagen in de verschillende delen van het boorgat.
Data redden die anders verloren gaat
Voor dit deel van het onderzoek werkte ik samen met Terra Energy, een Belgisch geothermisch bedrijf. Zij stelden meetdata beschikbaar van 25 uitgevoerde TRT’s, een schat van informatie.
Op die dataset vergeleek ik de klassieke methode met ons nieuwe model dat ook de korte-termijneffecten in het boorgat meeneemt. Het resultaat was duidelijk: de nieuwe aanpak gaf dezelfde bodemparameters als de klassieke methode, maar had een stuk minder tijd nodig om tot een stabiele waarde te komen.
De testduur kon tot 24,2 procent worden verkort. Dat is een enorme tijdsreductie door simpelweg een gedetailleerder model te gebruiken.
Dat klinkt misschien als een technisch detail, maar in de praktijk is dat belangrijk. Een TRT blijft even betrouwbaar, maar is sneller klaar. Dit leidt tot minder operationele kosten, en mogelijk minder benodigde boorgaten. En alles wat een grondgekoppeld warmtepompsysteem eenvoudiger en goedkoper maakt, helpt om deze technologie breder inzetbaar te maken.
Van model naar ‘boots on the ground’
Mijn thesis bleef niet beperkt tot computermodellen. Samen met LOBO Geothermische Boringen werd ook een eigen TRT-toestel ontworpen, opgebouwd en getest. Dit was een spannende praktische ingenieursuitdaging, want het apparaat heeft een kostenplaatje van meer dan €10.000!
Om het apparaat te testen trok ik mijn laarzen aan om onderzoek te doen op een testsite met boorgaten tot wel 100 meter diep. Er werden vijf veldtesten uitgevoerd, waarbij vooral de buitenlucht een spelbreker bleek. De metingen vertoonden dagelijkse temperatuurschommelingen, met een negatieve invloed op de uiteindelijke resultaten. Daarom werd extra isolatie aangebracht.
Na enkele verbeteringen leverde het toestel stabiele en consistente data op. Het ontwikkelde toestel is hiermee klaar voor praktisch gebruik in de industrie.
Een stap richting betaalbare decarbonisatie
Mijn onderzoek lost niet in één klap de hoge kost van grondwarmtepompen op. Maar het pakt wel een concrete drempel aan, namelijk sneller en betrouwbaarder weten hoeveel bodemwarmte beschikbaar is. Minder onzekerheid betekent minder onnodig boren, lagere kosten en dus toegankelijkere grondwarmtepompen.
Het resultaat van dit onderzoek is tastbaar en relevant: kortere TRT’s en een bruikbaar toestel.
Onder onze voeten ligt een enorm potentieel voor goedkope warmte. Door de bodem slimmer te meten, kunnen we ze goedkoper, betrouwbaarder en op grotere schaal benutten. Dit alles leidt uiteindelijk tot een lagere energiefactuur, en zal in de toekomst ongetwijfeld een heel aantal mensen geruster doen slapen.
Bibliografie
[1] M. Crippa, D. Guizardi, F. Pagani, M. Banja, M. Muntean, E. Schaaf, et al., GHG emissions of all world countries-2025 report. 2025.
[2] European Commission, “Heat pumps.” https://energy.ec.europa.eu/topics/energy-efficiency/heat-pumps_en, 2025. Accessed: May 25, 2026.
[3] European Commission, “2050 long-term strategy.” https://climate.ec.europa.eu/eu-action/climate-strategies-targets/2050-long-term-strategy_en, 2019. Accessed: May 31, 2026.
[4] A. M. Omer, “Ground-source heat pumps systems and applications,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 12, pp. 344–371, 2008.
[5] T. Aprianti, E. Tan, C. Diu, B. Sprivulis, G. Ryan, K. Srinivasan, and H. T. Chua, “Performance comparison of ground source heat pump (GSHP) against air source heat pump (ASHP) for domestic applications: A case study in perth, australia,” Teknomekanik, vol. 4, pp. 55–63, 2021.
[6] J. D. Spitler and M. Bernier, “Vertical borehole ground heat exchanger design methods,” in Advances in Ground-Source Heat Pump Systems (S. J. Rees, ed.), pp. 29–61, Woodhead Publishing, 2016.
[7] C. Han and X. Yu, “Sensitivity analysis of a vertical geothermal heat pump system,” Applied Energy, vol. 170, pp. 148–160, 2016.
[8] S. Javed and J. D. Spitler, “Calculation of borehole thermal resistance,” in Advances in Ground-Source Heat Pump Systems (S. J. Rees, ed.), pp. 63–95, Elsevier Inc., 2016.
[9] M. Ouzzane, P. Eslami-Nejad, M. Badache, and Z. Aidoun, “New correlations for the prediction of the undisturbed ground temperature,” Geothermics, vol. 53, pp. 379–384, 2015.
[10] S. Gehlin, Thermal Response Test: Method Development and Evaluation. Doctoral dissertation, Luleå University of Technology, Luleå, Sweden, 2002.
[11] I. Sass and C. Lehr, “Improvements on the thermal response test evaluation applying the cylinder source theory,” in Proceedings of the Thirty-Sixth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, (Stanford, California, USA), 2011.
[12] X. Liu, R. Clemenzi, and S. Liu, “Advanced testing method for ground thermal conductivity,” 2017.
[13] H. Wang, C. Qi, H. Du, and J. Gu, “Improved method and case study of thermal response test for borehole heat exchangers of ground source heat pump system,” Renewable Energy, vol. 35, pp. 727–733, 2010.
[14] A. Walch, X. Li, J. Chambers, N. Mohajeri, S. Yilmaz, M. Patel, and J.-L. Scartezzini, “Shallow geothermal energy potential for heating and cooling of buildings with regeneration under climate change scenarios,” Energy, vol. 244, p. 123086, 2022.
[15] C. S. Blázquez, I. M. Nieto, J. C. García, P. C. García, A. F. Martín, and D. González-Aguilera, “Comparative analysis of ground source and air source heat pump systems under different conditions and scenarios,” Energies, vol. 16, p. 1289, 2023.
[16] N. Bartolini, A. Casasso, C. Bianco, and R. Sethi, “Environmental and economic impact of the antifreeze agents in geothermal heat exchangers,” Energies, vol. 13, p. 5653, 2020.
[17] J. W. Lund, B. Sanner, L. Rybach, R. H. Curtis, and G. Hellström, “Geothermal (ground-source) heat pumps: A world overview,” Geo-Heat Center Quarterly Bulletin, vol. 25, pp. 1–10, 2004.
[18] British Geological Survey, “Thermal properties of rocks.” https://shop.bgs.ac.uk/Shop/Product/GRC_C107, 2019. Accessed: May 4, 2026.
[19] X. Xu and J. Spitler, “Modeling of vertical ground loop heat exchangers with variable convective resistance and thermal mass of the fluid,” 2006.
[20] L. Meertens, “Invloed van dynamische korte-termijneffecten op de dimensionering van geothermische boorvelden,” master’s thesis, KU Leuven, Leuven, Belgium, 2024.
[21] C. Zhang, Z. Guo, Y. Liu, X. Cong, and D. Peng, “A review on thermal response test of ground-coupled heat pump systems,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 40, pp. 851–867, 2014.
[22] E. Heim, M. Laska, R. Becker, and N. Klitzsch, “Estimating the subsurface thermal conductivity and its uncertainty for shallow geothermal energy use—a workflow and geoportal based on publicly available data,” Energies, vol. 15, p. 3687, 2022.
[23] C. P. Remund, “Borehole thermal resistance: Laboratory and field studies,” ASHRAE Transactions, vol. 105, pp. 439–445, 1999. Symposia, Paper No. CH-99-2-1.
[24] P. Eskilson, Thermal Analysis of Heat Extraction Boreholes. Doctoral dissertation, University of Lund, Department of Mathematical Physics, Lund, Sweden, 1987.
[25] S. Gehlin and B. Nordell, “Determining undisturbed ground temperature for thermal response test,” ASHRAE Transactions, vol. 109, pp. 151–156, 2003.
[26] M. Aydin, A. Ozdogan Dolcek, M. Onur, and A. Sisman, “Flow-controlled thermal response test and its comparison with the conventional test methods,” Geothermics, vol. 120, p. 103011, 2024.
[27] A. Franco and P. Conti, “Clearing a path for ground heat exchange systems: A review on thermal response test (TRT) methods and a geotechnical routine test for estimating soil thermal properties,” Energies, vol. 13, p. 2965, 2020.
[28] M. Aydin, A. Gültekin, and A. Sisman, “The effects of test temperature and duration on the results of constant temperature thermal response test,” (Rotterdam, The Netherlands), 2017.
[29] X. Yu, Y. Zhang, N. Deng, H. Ma, and S. Dong, “Thermal response test for ground source heat pump based on constant temperature and heat-flux methods,” Applied Thermal Engineering, vol. 93, pp. 678–682, 2016.
[30] M. Aydin, M. Onur, and A. Sisman, “A new method for analysis of constant-temperature thermal response tests,” Geothermics, vol. 78, pp. 1–8, 2019.
[31] M. Aydin, A. Sisman, and A. Gultekin, “Long term performance prediction of a borehole and determination of optimal thermal response test duration,” in Proceedings of the Thirty-Ninth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, (Stanford University, Stanford, California, USA), 2014.
[32] A. A. Serageldin and K. Nagano, “A novel oscillatory thermal response test method for efficient characterization of ground thermal properties: Methodology and data analysis,” Renewable Energy, vol. 230, p. 120674, 2024.
[33] H. S. Carslaw and J. C. Jaeger, Conduction of Heat in Solids. Oxford, United Kingdom: Clarendon Press, 2nd ed., 1959.
[34] M. Cimmino and M. Bernier, “A semi-analytical method to generate g-functions for geothermal bore fields,” International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 70, pp. 641–650, 2014.
[35] M. Cimmino, M. Bernier, and F. Adams, “A contribution towards the determination of g-functions using the finite line source,” Applied Thermal Engineering, vol. 51, pp. 401–412, 2013.
[36] J. Claesson and S. Javed, “An analytical method to calculate borehole fluid temperatures for time-scales from minutes to decades,” ASHRAE Transactions, vol. 117, pp. 279–288, 2011.
[37] Y. Guo, J. Komar, W. V. Liu, M. Sepehri, and Y. Pourrahimian, “Considering groundwater advection on the design of borehole heat exchanger—a review of analytical solutions,” in GeoEdmonton 2018, (Edmonton, Alberta, Canada), Canadian Geotechnical Society, 2018.
[38] S. Javed, Thermal Modelling and Evaluation of Borehole Heat Transfer. Doctoral dissertation, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden, 2012.
[39] J. Claesson and P. Eskilson, “Conductive heat extraction to a deep borehole: Thermal analyses and dimensioning rules,” Energy, vol. 13, pp. 509–527, 1988.
[40] L. Meertens, W. Peere, and L. Helsen, “Influence of short-term dynamic effects on geothermal borefield size,” Oklahoma State University Library, 2024.
[41] W. Peere, “GHETool: issue26 – include short-term effects in sizing.” https://github.com/wouterpeere/GHEtool/tree/issue26-include-short-term-effects-in-sizing, 2024. GitHub repository branch. Accessed: Feb. 24, 2026.
[42] M. Li, P. Li, V. Chan, and A. C. K. Lai, “Full-scale temperature response function (g-function) for heat transfer by borehole ground heat exchangers (GHEs) from sub-hour to decades,” Applied Energy, vol. 136, pp. 197–205, 2014.
[43] LOBO Geothermische Boringen. https://www.lo-bo.be/, 2026. Accessed: May 27, 2026.
[44] Vaillant, “eloblock.” https://www.vaillant.be/consumenten/producten/eloblock-94528.html, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[45] Vaillant, “allstor plus.” https://www.vaillant.be/consumenten/producten/allstor-plus-834.html, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[46] Grundfos, “MAGNA3 25-100 (product no. 97924247).” https://product-selection.grundfos.com/be/products/magna/magna3/magna3-25-100-97924247, 2026. Accessed: May 27, 2026.
[47] Vaillant, “sensocomfort.” https://www.vaillant.be/consumenten/producten/sensocomfort-94400.html, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[48] Vaillant, “Stuurmodule vaillant vr71.” https://www.va-shop.be/a-47840316/thermostaten/stuurmodule-vaillant-vr-71/, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[49] Crodeon Technologies. https://www.crodeon.com/nl, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[50] MPI, “Maddalena watermeter ds trp voorbereid puls 1:1 - r160 h.” https://shop.mpi-pumps.com/pompaccessoires/waterpomp-toebehoren/watermeters/maddalena-watermeter-ds-trp-voorbereid-puls-1-1-r160-h, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[51] Euro Index, “Brv pompset groep v.” https://euro-index.be/nl/product/pompset-groep-v/, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[52] Terra Energy. https://terra-energy.be/nl/, 2026. Accessed: May 27, 2026.
[53] Buildwise, “Smart Geotherm ondergrondtool.” https://tool.smartgeotherm.be/geo/alg, 2026. Accessed: May 27, 2026.
[54] RKV. https://www.rkv-germany.de/nederlands, 2026. Accessed: May 31, 2026.
[55] Euroquartz. https://www.euroquartz.be/, 2026. Accessed: May 31, 2026.
