Technologie
Die Wärmegewinnung
Zur Wärmegewinnung werden bei der oberflächennahen Geothermie vertikale Erdsonden, d.h. Polyethylenrohre die mit einem Wasser-Frostschutzmittel Gemisch (Sole) befüllt werden, genutzt. Im Normalfall werden diese in eine Tiefe von 60 bis 100 m eingebracht, was mittels der Erdwärmebohrung geschieht.
Die Sole erwärmt sich dann auf ihrem Weg durch die Erdsonde um einige Grad Celsius.
Alternativ können Oberflächenkollektoren, d.h. horizontal verlegte Rohrsysteme, in 1 bis 2 m Tiefe eingebracht werden.
Allerdings benötigen Flächenkollektoren eine sehr große Grundstücksfläche, die in den meisten Fällen nicht zur Verfügung steht. Dagegen benötigen Erdsonden nur geringe Flächen.
Die Wärmepumpe
Eine Erdwärmeanlage funktioniert vereinfacht in 4 Phasen. Zunächst wird im Verdampfer die aus dem Boden durch die Erdsonde gewonnene Wärme via Wärmetauscher an den Wärmepumpenkreislauf abgegeben. Dabei verdampft das im Wärmepumpenkreislauf zirkulierende hochflüchtige Kältemittel. Das nun gasförmige Kältemittel wird in den Verdichter gepumpt und dort auf hohen Druck komprimiert. Dabei erhöht sich die Temperatur des Gases sehr stark auf das vom Heizungskreislauf benötigte Niveau. Im Verflüssiger gibt das erhitzte, hoch komprimierte Gas nun seine Wärmeenergie über einen weiteren Wärmetauscher an den Heizungskreislauf ab. Dabei verflüssigt sich das Kältemittel wieder. Abschließend wird der auf dem Kältemittel immer noch vorhandene Druck im Expansionsventil wieder auf den Ausgangsdruck reduziert. Die Temperatur des Kältemittels sinkt wie bereits im Verflüssiger weiter deutlich. Stark abgekühlt, d.h. nach der Entnahme der Wärmeenergie für das Heizsystem, fließt das Kältemittel jetzt wieder in den Verdampfer, um den Kreislauf von vorne beginnen zu lassen.
Vergleich
Sole-Wasser Wärmepumpe zu modernen Alternativsystemen
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75% der Heizenergie werden aus dem Erdreich gewonnen |
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bis 60% Einsparung der jährlichen Betriebskosten |
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nahezu wartungsfrei |
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regenerativ und umweltfreundlich |
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Veringerung von CO2, Schwefeldioxid, Stickstoff und Staub
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Höhere Anfangsinvestitionen |
