Heizung

Erdwärmepumpe

Die Erdwärmepumpe nutzt die im Erdreich gespeicherte Wärme. Dabei wird die Wärme entweder durch direkte Sonneneinstrahlung, Regen oder Luft vom Erdreich aufgenommen. In Kombination mit einer Solaranlage kann die Speicherkapazität des Erdreichs genutzt und zusätzlich Wärmeenergie in das Erdreich geleitet werden. In diesem Fall funktioniert das Erdreich wie ein Pufferspeicher in der Heizung.

Über horizontal im Erdreich verlegte Rohrschlangen oder senkrecht verlegte Erdsonde, Erdspieße oder Erdlanzen wird die Wärme dem Erdreich entzogen. Welche Form an Wärmetauschern verlegt werden sollte ist dabei von den äußeren Gegebenheiten abhängig. Gerade bei kleineren Grundstücken wird man um Erdsonden nicht herum kommen.

Erdwärmepumpen sind wasserrechtlich wie Grundwasser-Wärmepumpen zu behandeln. Die Wärmetauscher oder Erdsonden dürfen nur in oberflächennahes Grundwasser eingebaut werden. Wärmesonden und Wärmetauscher die in tiefer liegende Bereiche eingebracht werden sollen, erhalten in der Regel keine Genehmigung, da hier das Trinkwasser geschützt werden soll.

Wie sollte das Erdreich beschaffen sein bei der Erdwärmepumpe

In den Schichten des Erdreichs die mit Frost zurechnen haben, ist eine Verlegung der Erdwärmekollektoren nicht sinnvoll, da hier im Winter die Temperaturen häufig wechseln. In der Praxis sollten die Wärmekollektoren 20 cm unter der örtlichen Frostgrenze verlegt werden. Was in unseren Breitengraden etwa 1,2 bis 1,4m Tiefe entspricht.

Die Bodenqualität und vor allem der Feuchtigkeitsgehalt im Boden, sind dabei entscheidend für die Speichereigenschaften des Erdreichs. Je höher der Feuchtigkeitsgehalt, je höher die gespeicherte Wärme.

Hier dazu einige Anhaltswerte:

Die Tabelle zeigt deutlich, dass mit dem Feuchtigkeitsgehalt des Bodens auch die Speicherleistung des Erdreichs zunimmt. Der Feuchtigkeitsgehalt kann künstlich erhöht werden, zum Beispiel über eine großflächige Regenwasserversicherung. Die Rohrlänge der Erdwärmekollektoren wird über die spezifische Wärmeentzugsleistung des Erdreichs bestimmt. Die Planung sollte durch ein Ingenieurbüro erfolgen und dabei die Angaben des Wärmepumpenherstellers berücksichtigen.

Verlegung der Erdwärmekollektoren

Bei Neubauten kann die Verlegung der Erdwärmekollektoren direkt mit den Erdarbeiten für das Gebäude durchgeführt und so kann die ganze Fläche abgeschoben in Erdwärmekollektoren verlegt werden. Es gibt auch die Möglichkeit das Fundament mit Wärmekollektoren zu belegen und so eine Bauteil-Kern-Aktivierung zu nutzen. Bei bestehenden Gebäuden werden entsprechend tiefe Gräben gezogen und darin dann die Kunststoffrohre verlegt.

Die Abstände der Rohrleitungen sollten entsprechend den Vorgaben der Wärmepumpen Hersteller Berücksichtigung finden. Zu große Abstände führen zu hohen Verlegkosten und zu geringe Abstände vermindern die Leistung der Erdwärmepumpe. Bei einem Rohr DN 32 beträgt der Verlegeabstand 0,8m.

Erdwärmepumpen sind für einen monovalenten Betrieb geeignet. Sie stellen den einzigen Primärenergieerzeuger in der Heizung. Zur Spitzelastabdeckung ist aber auch der Einsatz eines weiteren Wärmeerzeugers möglich, hier bieten sich Gasbrennwertkessel oder Ölbrennwertkessel an, die bei extremen Außentemperaturen einen Teil der Energieerzeugung übernehmen und so die Wärmepumpe unterstützen.

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