Erdwärmetechnik
Die Erde ist dank seiner konstant bleibenden Bodentemperatur ein guter Wärmespeicher. Über Erdwärmesonden und Erdreichkollektoren kann diese gespeicherte Energie genutzt werden.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe?
Hier wird das physikalische Prinzip der kontinuierlichen Änderung des Aggregatzustandes (verdampfen / entspannen / verflüssigen / verdichten) eingesetzt. Einer natürlichen Wärmequelle, wie zum Beispiel Wasser, Erdreich, Luft wird Wärme entzogen und gibt diese inklusive der elektrischen Arbeitsenergie als Wärme an den Heizungs- und Warmwasserkreislauf wieder ab.
Je geringer der Unterschied zwischen Temperaturquelle und Wärmeverteilung, desto wirtschaftlicher kann die Pumpe arbeiten.
Wasser / Sole - Flachkollektoren - Tiefenbohrung
Als Wärmequelle für Sole/Wasser-Wärmepumpen eignen sich horizontale oder vertikale Erdwärmekollektoren.
Die beinah konstanten Temperaturen im Erdreich betragen für Flächenkollektoren ca. -5 bis +17 Grad. Bei Erdwärmesonden liegt der Temperaturbereich in tieferen Schichten bei ca. bei +8 bis +12 Grad. In dieser garantierten Konstante liegt die hohe Wirtschaftlichkeit von Sole / Wasser - Wärmepumpen. Diese Wärmepumpen können monovalent, monoenergetisch und bivalent betrieben werden.
Der Erschließungsaufwand erhöht sich gegenüber einer Luft / Wasser - Wärmepumpe um den Kollektor oder die Erdwärmesondenbohrung, das Rohrleitungssystem, Verteiler und Umwälzpumpen. Zu beachten sind bei der Planung der Anlage die Bodenbeschaffenheit und die Witterungseinflüsse.
Die Erdwärmesonden oder der Erdwärmekollektor ist auf die Kälteleistung der Wärmepumpe auszulegen. Eine Vereisung des Wassers im Erdreich ist nicht nachteilig, da die Latentwärme des Wassers mit ca. 0,09 kwh/kg sehr hoch ist und zu einer deutlich anwachsenden gewinnbaren Energiemenge führt. Um ein Gefrieren des Verdampfers zu verhindern, ist dem Wasser (Sole) auf der Wärmequellenseite Frostschutzmittel zuzuführen.
Die Verlegetiefe bei Erdwärmekollektoren sollte zwischen 1,2m und 1,5m betragen, um ein auftauen durch Witterungseinflusse im Frühjahr zu gewährleisten.
Tiefe Erdwärmesonden sind unabhängig von Witterungseinflüssen und können somit die Wirtschaftlichkeit einer Sole/Wärmepumpe steigern.