Een wko-systeem maakt gebruik van de opslagcapaciteit van watervoerende lagen in de ondiepe ondergrond. Wko wordt daarom steeds vaker ook aangeduid met de term bodemenergie. Bij een open bronsysteem wordt grondwater opgepompt, via warmtewisselaars en een warmtepomp opgewarmd of afgekoeld en vervolgens weer teruggebracht in de grond. De onttrokken warmte of koude wordt met een warmtepomp geschikt gemaakt voor klimaatbeheersing in het gebouw. Het gehele systeem berust op componenten die stuk voor stuk bekend zijn. Wko is dus niet zozeer een innovatieve techniek, dan wel een innovatieve combinatie van bekende technieken.
Bronnen
Een wko-systeem maakt gebruik van twee grondwaterbronnen op een diepte variërend van 20 tot 300 meter. De ene bron wordt gebruikt voor opslag van warmte (15 tot 20 °C) en de andere voor opslag van koude (8 tot 12 °C). De onderlinge afstand tussen de bronnen moet groot genoeg zijn om kortsluiting te voorkomen. Meestal is 100 meter voldoende. In de zomer wordt grondwater uit de koude bron gepompt. De koude wordt gebruikt als basis voor koeling waarna het opgewarmde retourwater wordt teruggebracht in de warme bron. In de winter keert het systeem om. Dan wordt grondwater uit de warme bron gepompt. Dit wordt gebruikt als basis voor verwarming, waarna het afgekoelde retourwater terugvloeit in de koude bron.
Vanwege de bodemgesteldheid is dit systeem bijna overal in Nederland goed mogelijk. Onze bodem bestaat voor het grootste deel uit watervoerende pakketten van zand, gescheiden door lagen klei. Met het oog op de drinkwatervoorziening is er bovendien veel kennis en ervaring op het gebied van de samenstelling en opbouw van de bodem en het oppompen van grondwater. Ook voor wko-systemen kent het gebruik van grondwater daarom weinig geheimen.
Om de grondwatervoorraad in stand te houden, is het gebruik ervan aan strenge regels gebonden. Wko-systemen worden alleen onder voorwaarde van een gegarandeerde hydrologische en thermische balans toegestaan. In de praktijk moet die balans bovendien door monitoring worden aangetoond.
Installaties
De installaties voor verwarming en koeling staan in het betreffende gebouw of woonhuis. Bij een collectief systeem in een woonwijk kan hiervoor een centrale technische ruimte worden gebouwd. Warmte en koude worden via warmtewisselaars aan het grondwater onttrokken. Met een warmtepomp wordt hiermee het circulatiewater voor het verwarmingssysteem op de vereiste temperatuur gebracht. Net als de techniek van grondwaterwinning, is ook de techniek van de warmtepomp een oude bekende. Kleine warmtepompen worden gebruikt in miljarden koel- en vrieskasten. Voor ruimteverwarming worden warmtepompen traditioneel veel gebruikt in landen met een hoog elektriciteitsaanbod zoals Zwitserland en Oostenrijk.
De capaciteit van het systeem is uitgelegd op de vraag gedurende een groot deel van het jaar. Bij een hoge warmtevraag springt een (traditionele) hulpwarmteketel bij. Om een korte piek te kunnen overbruggen kan er een buffervoorziening worden geïnstalleerd en om de temperatuur van de bronnen in balans te houden kan het systeem worden aangevuld met een regeneratievoorziening.