Einteilung der Wärmegewinnung
von Erdwärmeanlagen
1.) Erdwärme-Flächenkollektor
Bei ausreichend Platz sind Flachkollektoren eine preisgünstige Lösung. Hier spricht man von 98% gespeicherter Sonnenenergie. Das Erdreich ist hier der Energiespeicher, von dem das ganze Jahr Energie entzogen wird.
Im Sommer wird lediglich die Energie für das Warmwasser aus dem Erdreich entnommen. In dieser Zeit wird das Erdreich über die Sonne und den Regen wieder aufgeladen und speichert die nötige Energie für die Wintermonate.
Geologische Entzugsleistungen für Flächenkollektor
1.1.) Sole-Erdkollektoren (Wasser-Frostschutzgemisch)
Bei dieser Verlegeart werden Kunststoffrohre im Erdreich verlegt die mit Sole gefüllt sind. Diese bringen die Wärme aus dem Erdreich über eine Soleumwälzpumpe zur Wärmepumpe, wo das Arbeitsmittel (Kältemittel) sich die gelieferte Wärme zunutze macht.
1.2.) Direktverdampfung (Direkterwärmung)
Hier werden anstatt der Kunststoffrohre Kupferrohre mit Kunststoffmantel im Erdreich verlegt. Diese Variante ist sehr beliebt und zugleich energiesparend, da die Soleumwälzpumpe entfällt und daher auch kein zusätzlicher Strom benötigt wird.
Bei Direktverdampfungsanlagen bedient sich das Arbeitsmittel über die Kupferrohre direkt aus dem Erdreich. Die Durchströmung der Leitungen übernimmt kostenlos der Kompressor der Wärmepumpe.
1.3.) Künettenkollektoren oder Grabenkollektoren
Das sind Gräben, in denen Kunststoffrohre - vorwiegend mit Sole gefüllt - entlang der Grabenwandung verlegt werden. Diese Variante bringt kaum Vorteile und ist wenig verbreitet.
Genaue Planung ist erforderlich
Eine genaue Planung der Erdreichfläche ist besonders wichtig. Die Heizlast des zu beheizenden Gebäudes stellt die Grundlage zur Auslegung des Flächenbedarfes dar. Bei der Berechnung der benötigten Fläche ist der Verlegeabstand der Rohrleitungen im Garten zwar zu beachten, nimmt aber keinen wesentlichen Einfluss auf die Größe der Fläche.
Verlegung der Flächenkollektoren
Die Verlegung der beiden Systeme ist grundsätzlich gleich. Ob ein Sole-Flachkollektor oder eine Direkterwärmung gewählt werden kann ergibt sich aus der Hanglage des Grundstückes.
Die Rohre werden in einem dünnen Sandbett in ca. 1,2 bis 1,5 m Tiefe verlegt. Von Grundstücksgrenzen, Gebäuden und anderen Fundamenten wird ein Abstand von 1 Meter eingehalten. Die Rohre werden bei Hanglagen quer zum Hang verlegt.
2. Erdwärme - Tiefenbohrung
Bei wenig Platz kann die Energie aus der Tiefe geholt werden.
Die Tiefenbohrung ist eine sehr effektive Form der Wärmegewinnung, da die Wärme vom Erdkern nachgeliefert wird und deswegen nicht Sonne und Regen zur Regeneration des Erdreichs benötigt werden.
Eine sehr beliebte Form von Tiefensonden sind Sole-Tiefensonden.
Auslegung der Tiefensonden
Eine genaue Planung der Erdsonden ist besonders wichtig. Die Heizlast des zu beheizenden Gebäude stellt wiederum die Grundlage zur Auslegung der Erdsonden dar. Die zu bohrenden Tiefenmeter ergeben sich aus der auf Grund der Gebäudeheizlast gewählten Wärmepumpe und der daraus resultierenden Kälteleistung (Leistung der Wärmepumpe abzüglich der Leistungsaufnahme). Aus der Tiefenbohrung wird somit die erforderliche Kälte-Leistung entnommen.
Je nach Geologie (Leitfähigkeit des Erdreichs) wird dann die Bohrtiefe ermittelt und auf eine oder mehrere Bohrlöcher aufgeteilt.
Ausschlaggebend für die benötigte Bohrtiefe ist definitiv die Beschaffenheit des Bodens. Beispielsweise können bei Granit als guter Wärmeleiter Bohrmeter eingespart werden, wobei hingegen bei Sand oder Schotter sich die Bohrmeter auf Grund der schlechteren Wärmeleitung erhöhen.
Es ist daher zur Ermittlung der Bohrtiefe unrelevant, ob die Wärme mittels Sole oder CO² Sonde entnommen wird!
Bei Sondenfeldern (mehrere Bohrungen) ist ein Abstand zwischen den Sonden von zumindest 6 m und von der Grundstücksgrenze von 3 m erforderlich.