Wärmequelle

Erdreich

Bei dieser Art der Nutzung von Erdwärme, auch oberflächennahe Geothermie genannt, erschließt man die im Erdreich gespeicherte Wärme und bedient sich so des natürlichen Temperaturniveaus im Untergrund. Dieses liegt abhängig von den klimatischen und geologischen Verhältnissen in Mitteleuropa bei etwa 10°C. Nach einer Wärmenutzung wird das Erdreich durch Sonnenstrahlung und Außenluft natürlich regeneriert.

Der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur der Heizung ist bei einer Erdreichquelle auch im Winter gering, was einen besonders effizienten Betrieb der Wärmepumpe erlaubt. Dafür stehen drei verschiedene Systemarten zur Verfügung: vertikale Erdwärmesonden mit Tiefenbohrung, horizontale, über die Fläche ausgebreitete Erdwärmekollektoren und so genannte Erdwärmekörbe.

Schema Erdwärmepumpe mit Kollektoren

Bei Erdwärmesonden zirkuliert –wie in anderen Wärmepumpen-Systemen auch – eine frostsichere Flüssigkeit, die Sole, in einem geschlossenen Kreislauf durch ein Kunststoffrohr, nimmt die Energie des Untergrunds dabei auf und transportiert sie zur Wärmepumpe. Da ab einer Tiefe von 10 Metern die Temperatur das ganze Jahr über nahezu konstant bei rund 10°C und damit von saisonalen Schwankungen unabhängig ist, ist die Erdwärmesonde im Winter bei tiefen Temperaturen besonders effizient.

Die notwendige Länge der Sonde und damit die Tiefe der Bohrung hängen vom Wärmebedarf des Gebäudes und der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes ab. Bei einem durchschnittlichen neuen Einfamilienhaus liegt sie bei einer Größenordnung von rund 100 Metern. Im Sommer eignen sich Erdwärmesonden zudem sehr gut für die passive Kühlung.

Erdwärmekollektoren arbeiten mit einem waagerechten, sehr oberflächennahen Rohrsystem, das unter der Erde ähnlich einer Fußbodenheizung in Schlangen verlegt ist. Auch in den Kollektoren zirkuliert eine Sole. Der Erdwärmekollektor befindet sich in einer Tiefe von rund 1,5 Metern unter einer Rasen- oder sonstigen möglichst nicht versiegelten Grundstücksfläche. Die Fläche, die der Kollektor benötigt, hängt hauptsächlich von der Größe der zu beheizenden Fläche und den Eigenschaften des Bodens ab. In der Regel liegt sie beim Eineinhalbfachen der beheizten Gebäudefläche.
Anders als Erdwärmesonden sind Kollektoren nicht genehmigungs-, sondern lediglich anzeigepflichtig. Durch den geringeren Aufwand bei der Erschließung spart man bei Erdwärmekollektoren gegenüber einer Sonde in der Regel Kosten. Sie stellen damit eine gute Alternative dar, wenn Sonden nicht oder nur unter hohen Auflagen möglich sind. Allerdings ist der Bedarf an Grundstücksfläche deutlich größer, was im Bestand eine Einschränkung sein kann.

Erdwärmekörbe und ähnliche Bauformen bieten die Möglichkeit, auf kleinerem Raum als Kollektoren die Umweltwärme zu erschließen. Die korbähnlichen spiralförmig gewundenen Rohre werden in bis zu etwa 4 m Tiefe vergraben. Bei Grundstücken, die zu klein für Flächenkollektoren sind, wo z. B. die vorhandene Vegetation oder Bewirtschaftung des Grundstückes Kollektoren ausschließen, oder wo Erdwärmesonden ausgeschlossen sind, stellen Erdwärmekörbe eine gute Alternative dar.

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