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Wärmequellen

Wärmequelle Luft

Luft als Wärmequelle ist leicht zu erschließen. Der bauliche Aufwand ist gering. Ventilatoren führen die Außenluft durch den Verdampfer der Wärmepumpe, wobei ihr Wärme entzogen wird. Die um 5 Kelvin (K) abgekühlte Luft wird nach außen zurückgeführt. Der große Vorteil dieser Wärmequelle liegt darin, dass sie überall vorhanden ist und fast überall genutzt werden kann. Die Wärmequelle Luft hat über den Zeitraum der Heizperiode jedoch eine schwankende Temperatur, die die Jahresarbeitszahl beeinflusst.

Wärmequelle Luft - Außenaufstellung, © HEA

Wärmequelle Grundwasser

Grundwasser ist ein idealer Wärmespeicher. Der Vorteil liegt in der über das ganze Jahr konstanten Wassertemperatur. Selbst an kalten Wintertagen besitzt das Wasser noch eine Temperatur von + 7 °C bis + 12 °C. Wo Grundwasser als Wärmequelle genutzt werden kann, lohnt sich der Einsatz. Mit Hilfe einer Förderpumpe wird das Grundwasser zum Verdampfer der Wärmepumpe transportiert. Hier wird es durch die Wärmepumpe um bis zu 5 K abgekühlt. Das Wasser wird in seiner chemischen Beschaffenheit nicht verändert. Anschließend wird das abgekühlte Wasser über einen Schluckbrunnen wieder dem Grundwasser zugeführt.

In jedem Fall sollte eine Wasseranalyse durchgeführt werden, um die Verträglichkeit des Grundwassers mit den Materialien für den Wärmetauscher der Wärmepumpe zu ermitteln.

Wärmequelle Grundwasser, © HEA

Beachten Sie: Das Vorhaben muss bei der zuständigen Kreisverwaltungsbehörde (Landratsamt) angezeigt und eine entsprechende Erlaubnis eingeholt werden. Der Bauherr ist Antragsteller. Die Angaben über die erforderliche Grundwasserfördermenge, die Abkühlung, die Wärmepumpenleistung usw. sind in den Produktinformationen der Hersteller zu finden.

Wärmequelle Erdreich

Das Erdreich speichert eingestrahlte Sonnen­energie in Form von Wärme aus Regen und Wind sowie durch die direkte Sonneneinstrahlung. Der Wärmegewinn aus dem Erdinneren ist dagegen vernach­lässigbar klein. Die gespeicherte Wärme wird über die horizontal oder vertikal verlegten Erdwärmetauscher – auch als Erdkollektoren oder Erdsonden bezeichnet – entzogen.

Erdreich-Flächenkollektor

Das Erdreich ist ein guter Wärmespeicher, um eine monovalente Elektro-Wärmepumpe wirtschaftlich zu betreiben. Die Temperatur im Erdreich nahe der Oberfläche liegt entsprechend der Jahreszeit zwischen -5 °C und +17 °C. Ein Rohrschlangensystem wird ca. 0,2 m unterhalb der Frostgrenze (in etwa 1 bis 1,2 m Tiefe) verlegt (Bild 6). Bei Neubauten ist die Verlegung problemlos möglich, da sowieso zahlreiche Erdarbeiten vorgenommen werden müssen.

Wärmequelle Erdreich - Flächenkollektor, © HEA

Ein frostsicherer Hilfskreislauf (Sole) nimmt die Erdwärme auf und überträgt diese Wärme über den Verdampfer auf das Arbeitsmittel der Elektro-Wärmepumpe. Die Wärmeleitfähigkeit des Erdreiches nimmt mit steigendem Wasser­gehalt zu. Ideal sind daher lehmig-feuchte Böden. Die Erfahrung zeigt, dass hier im Mittel ständig eine Leistung von ca. 25 W/m² entnommen werden kann.

Erdreich-Erdsonde

Eine Alternative zum Wärmeentzug aus dem Erdreich mit Kollektoren sind Erdsonden. Das Erdreich hat von ca. 10 m Tiefe an das ganze Jahr über eine relativ kons­tante Temperatur von etwa 8 °C bis 10 °C.

Wärmequelle Erdreich - Erdsonde, © HEA

Ein frostsicherer Hilfskreislauf nimmt hier ebenfalls die Erdwärme auf und überträgt diese Wärme über den Verdampfer auf das Arbeitsmittel der Wärmepumpe. Für die Erdsonde wird in einem Spül- oder Hammerbohrverfahren eine Bohrung mit einem Durchmesser von ca. 20 cm erstellt. In diese Bohrung wird die Erdsonde eingebracht.

Diese vertikalen Erdsonden reichen in Tiefen von 50 m bis zu 100 m. Das System bietet sich beim Neubau von Ein- und Mehrfamilienhäusern, selbst bei kleinsten Grundstücken, an.

Beachten Sie: Für das Einbringen und Betreiben der Erdsonden muss eine wasserrechtliche Erlaubnis von der zuständigen Verwaltungsbehörde eingeholt werden. Der Bauherr ist Antragsteller. Voraussetzung für die Planung und Einbringung von Erdreichsonden ist die genaue Kenntnis der Bodenbeschaffenheit, der Schichten­folge, der Wärmeleitfähigkeit des Bodens sowie das Vorhandensein von Grund- oder Schichtenwasser mit Wasserstandsbestimmungen und Fließrichtung.

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