Funktion der Sole/Wasser - Wärmepumpen für Energiequellen Erdreich und Grundwasser

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Flächen Erdwärmekollektoren

Spiral Erdwärmekollektoren

Erdwärme Sonden

Luft/Wasser Wärmekollektoren

Wissenwertes zu Wärmepumpen.

Monovalenter Betrieb

Bivalenter Betrieb

Leistungszahl

Jahresarbeitszahl

 

Während der warmen Jahreszeit wird Solarwärme in der obersten Erdschicht gelagert. Selbst im tiefsten Untergrund liegt eine kostenlose Wärmequelle, die fast ganzjährig eine konstante Temperatur hält. Mit Sole/Wasser Wärmepumpen kann man diese Wärmequellen nutzen.

Flächenkollektor

Eingestrahlte Sonnenenergie wird während des Sommers vom oberflächennahen Erdreich gespeichert, entweder direkt in Form von Einstrahlung - oder als Wärme aus Regen und Luft. Diese Energie für das Heizen zu nutzen, ist die kostengünstigste Methode. Den größten Ertrag bekommt man aus Erdreich mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Die Wärme wird mittels eingegrabener Kunststoffrohre entzogen. In den Rohren zirkuliert eine umweltfreundliche, frostsichere Emulsion aus Wasser- Glykol. Das Erdreich über dem Erdkollektor darf keinesfalls versiegelt werden, z.B. durch Überbauung, Asphalt oder Beton.
Erdkollektoren sind genehmigungsfrei. Verlegetiefe ca. 20 cm unter der örtlichen Frostgrenze.

Kompakt- Absorber
Der Kompakt-Absorber ist - bei deutlich reduziertem Flächenbedarf - eine Alternative zum Flächenkollektor. Dieser Kompakt-Absorber besteht aus vorkonfektionierten Matten mit eingebundenen Kapillaren. Aufgrund der flächenverteilten Kapillarwirkung erfolgt ein deutlich höherer Wärmeentzug bei geringerer Vereisung um die Absorbermatte. Dies ermöglicht eine um bis zu 50% reduzierte Entzugsfläche bei gleichzeitig höherem Wärmeertrag.
Auch erfolgt eine schnellere Regeneration des umgebenden Erdreichs aufgrund der vorhandenen Erdwärme, Schneeschmelze, Regen und der zusätzlichen solaren Erwärmung durch Sonneneinstrahlung.

Erdsonde
Im tieferen Untergrund der sog. "oberflächennahen Geothermie" liegt eine ganzjährig nutzbare Wärmequelle mit nahezu konstanter Temperatur. Nutzbar für jeden denkbaren Gebäudetyp, ob groß oder klein, öffentlich oder privat. Je nach Region wird auch von "vertikaler Absorbtion, Erdspieß oder Erdlanze" gesprochen. Sie ist anspruchslos, was den Platz anbelangt, da die Erdsonde selbst auf kleinstem Grundstück gebohrt werden kann. Daher ist sie ideal für Sanierung oder Umrüstung einer bisher fossilen Heizungsanlage auf Erdwärme.
Wie beim Flächenkollektor zirkuliert ein Wasser- Glykol- Gemisch in einem geschlossenen Kreislauf (ähnlich dem Kühlsystem eines Autos). Je nach erforderlicher Größe des Wärmepumpenaggregates bestimmt ein Fachunternehmen die Tiefe und Anzahl der Bohrlöcher, in welchem die u-förmigen Kunststoffrohre eingebracht und verpresst werden, um einen guten Wärmeübergang zu erreichen.

Grundwasser
Ist Grundwasser vorhanden und einfach zu erschließen, kann es als Wärmequelle verwendet werden, da es ganzjährig mit einer nahezu gleichbleibenden Temperatur von 7 bis 12° C anliegt. Bei Ein- und Zweifamilienhäusern ist es empfehlenswert, nicht aus größeren Tiefen als etwa 15 m zu pumpen. Der Kostenaufwand wäre sonst zu hoch.

Zwischen der Entnahme (Förderbrunnen) und Wiedereinleitung (Schluckbrunnen) sollte ein Abstand von etwa 10 bis 15 m eingehalten und die Strömungsrichtung beachtet werden, um einen "Strömungskurzschluss" zu vermeiden. Diese Anlagen sind genehmigungspflichtig und mit gesetzlichen Auflagen verbunden.

Funktion

Die Wärmequellenflüssigkeit (Wasser-Glykol) wird durch die im Aggregat installierte Pumpe im geschlossenen Kreislauf gepumpt. Dabei nimmt das Medium die Wärme entweder aus dem Flächenkollektor, “Kompakt-Absorber”, der Erdsonde oder dem Grundwasser (über den Trenntauscher) auf und führt diese zur Wärmepumpe. Über einen Wärmeüberträger (Verdampfer) entzieht die Wärmepumpe dem Medium Wärme und bringt sie gleichzeitig über das Kältemittel durch den geschlossenen Wärmepumpenprozess auf ein höheres Temperaturniveau (Kühlschrankprinzip). Die „entwärmte” Wärmequellenflüssigkeit kann somit über das Erdreich erneut Wärme aufnehmen und der Prozess wiederholt sich.
 

Radiator / Fußbodenheizung (WNA)

Flächenkollektor,  Kompaktabsorber,
Erdsonde oder Grundwasser (WQA)

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Bohrloch

 

Kühlung

Die Anlage kann z.B. mit Ventilatorkonvektoren komplettiert werden, um den Anschluss für ein Kühlregister zu ermöglichen.

Um Kondensbildung zu vermeiden, müssen alle Rohrleitungen und sonstige kalte Flächen mit diffusionsdichtem Material isoliert werden.

Bei erhöhtem Kühlbedarf ist eine aktive Kühlung mit dem Heiz- und Kühlsystem HPAC eine sehr sinnvolle und energetisch günstige Variante.


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