_Heizung
Sole/Wasser-Wärmepumpen
Die derzeit am meisten verbreitete Wärmepumpenart ist die Sole/Wasser-Wärmepumpe. Sie nutzt Erdwärme, die durch die Sonneneinstrahlung und Sickerwasser entsteht. Die dem Erdreich entzogene Wärmeenergie hebt („pumpt“) die Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau an. Das Erdreich besitzt ganzjährig annähernd konstante Temperaturen unabhängig von Jahreszeit und Wetter. Dadurch ist ein monovalenter Betrieb der Sole/Wasser-Wärmepumpe ohne weiteren Wärmeerzeuger möglich. Für das Erschließen der Wärmequelle Erdreich gibt es folgende Möglichkeiten:
Gallerie
Erdkollektoren
Flächen-Erdkollektoren sind für Neubauten mit großer Gartenfläche
geeignet. Sie werden waagerecht in Schleifen in etwa 1,20 bis 1,50
m Tiefe verlegt. Hier betragen die Temperaturen zwischen –5
bis +17 Grad Celsius. Der Abstand zwischen den Leitungen aus
PE-Rohr beträgt etwa 0,5 bis 1,0 m. Die Entzugsleistung des
Kollektors ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Sie liegt
zwischen 10 bis 15 W/m² bei trockenem, sandigem Boden und bei bis
zu 40 W/m² bei Grundwasser führendem Boden. Als Faustregel gilt,
dass für die zu beheizende Fläche im Gebäude ungefähr die zwei- bis
dreifache Erdreichfläche für die Kollektorverlegung beansprucht
wird. Zwischen Flächenkollektor und Wärmepumpe zirkuliert,
größtenteils unterirdisch, die sogenannte Sole in einem
geschlossenen Kreislauf. Die Sole ist ein Gemisch aus Wasser und
Frostschutzmittel. Das Fluid nimmt die über das Jahr annähernd
konstante Erdwärme auf und gibt sie über einen Wärmetauscher an die
Wärmepumpe ab. Nach dem Temperaturhub in der Pumpe wird die Wärme
an die Hydraulik der Heizung übertragen.
Erdsonden
Im Vergleich zu Flächenkollektoren brauchen
Erdsonden nur wenig Platz. Sie entziehen dem Erdreich in bis zu 100
m Tiefe die Wärme. Der Temperaturbereich liegt in tieferen
Schichten bei ca. bei +8 bis +12 Grad Celsius. Für das Verlegen
sind mit speziellen Bohrgeräten ein oder mehrere
genehmigungspflichtige Bohrungen notwendig. Die meisten Bohrungen
werden bis 50 m tief ausgeführt. Die Entzugsleistung liegt zwischen
30 und 100 W pro Meter Erdwärmesonde. Mehrere Erdwärmesonden
lassen sich zu einer Anlage zusammenschalten. In die Bohrungen
werden Schleifen aus Kunststoffrohr eingelassen – pro Bohrung zwei
Schleifen. Die Tiefe und Anzahl der Bohrungen hängt von den
Bodenverhältnissen und von der benötigten Heizleistung für das zu
beheizende Gebäudes ab. In Verbindung mit einer Erdwärmesonde kann
die Wärmepumpe je nach Variante im Sommer auch zum Kühlen genutzt
werden.
Erdwärmepumpen mit Direktverdampfung im
Flächenkollektor
Neben den Sole durchflossenen Kollektoren gibt es auch
Erdwärmepumpensysteme mit Direktverdampfung. Hier fließt im
horizontalen Kollektorsystem aus Kupferrohren ein Kältemittel. Die Kupferrohre besitzen eine
PE-Ummantelung. Ein Wärmetauscher wie beim Sole-Wasser-System
entfällt. Dadurch treten weniger Energieverluste auf und die
Arbeitszahl (ca. 5) ist höher als bei herkömmlichen
Sole-Wasser-Wärmepumpen (ca. 4). Der Nachteil ist, dass das
Direkt-Verdampfersysteme im Sommer nicht zum Kühlen genutzt werden
können.
Fachwissen zum Thema
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