Erdwärmeanlagen
Erdwärmesonden sind mit einem Wärmeträger gefüllte Rohrbündel, die über senkrechte Tiefenbohrungen in das Erdreich eingebracht sind. Für einen durchschnittlichen Haushalt sind etwa zwei Bohrungen mit einer Tiefe zwischen 50 und 100 Meter erforderlich. Die Erdwärmesonden entziehen dem Untergrund Wärme und fördern diese über den Wärmeträger zu einer Wärmepumpe, wo die Temperatur auf das benötigte Temperaturniveau angehoben wird. Die Leistungsfähigkeit des Systems bleibt über das Jahr konstant, da sich schon ab einer Tiefe von 10 Metern die Temperaturen im Erdreich kaum verändern. Bevor die Bohrungen durchgeführt werden, bedarf es einer Genehmigung der Wasserbehörde. Bei Bohrungen über 100 Meter ist eine Genehmigung von der Bergbehörde erforderlich. Um den optimalen Energieertrag zu gewährleisten, muss im Vorfeld der Bohrungen der Untergrund genau auf thermische Leitfähigkeit, Feuchte und Grundwasserfluss untersucht werden.
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Erdwärmekollektoren sind mit einem Wärmeträger gefüllte Kunststoffrohre, die horizontal im Erdreich verlegt werden. Die ideale Tiefe für die Verlegung ist etwa 30 cm unter der örtlichen Frostgrenze, also meist in ein bis zwei Meter Tiefe. Die Wärmekollektoren entziehen dem Untergrund Wärme und leiten diese über den Wärmeträger zu einer Wärmepumpe, wo das Temperaturniveau entsprechend angehoben wird. Die Leistungsfähigkeit hängt stark von der Beschaffenheit des Bodens ab. So leitet ein feuchter Boden die Wärme besser als ein trockener. Außerdem ist das System wegen seiner Oberflächennähe abhängig von der Witterung. Durch Temperaturschwankungen ist der Wirkungsgrad von Erdwärmekollektoren geringer als der von Erdwärmesonden. Insgesamt muss für die Verlegung der Rohre eine Bodenfläche zur Verfügung stehen, die etwa doppelt so groß ist wie die zu beheizende Fläche.
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Sind die Grundwasserverhältnisse günstig und ist eine wasserrechtliche Genehmigung vorhanden, kann zur Gewinnung von Erdwärme ein Grundwasserbrunnensystem benutzt werden. Dabei wird das Grundwasser über einen Förderbrunnen dem Untergrund entnommen, über eine Wärmepumpe geführt und zum Schluss über einen so genannten Schluckbrunnen wieder in das Grundwasser geleitet. Vor der Installation des Systems muss das Grundwasser chemisch analysiert werden, um festzustellen, wie schädlich die beim Verdampfen in der Wärmepumpe entstehenden Mineralien für das System sind. Da die Temperatur von Grundwasser witterungsunabhängig bei konstanten 8 bis 10° C liegt, ist eine Grundwasserwärmepumpe eine effiziente Möglichkeit, um das eigene Haus zu heizen. Außerdem dient das Grundwasser selbst als Trägermedium, so dass kein Wärmetauscher benutzt werden muss. Folglich entstehen hier keine Wärmeverluste.
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Erdberührte Betonbauteile (Energiepfähle)
So genannte Energiepfähle gehören erst seit einigen Jahren zu den nutzbaren Heizsystemen mit Erdwärme. Ein Energiepfahl kann aber nur beim kompletten Neubau eines Gebäudes zum Einsatz kommen. Dabei können alle Betonbauteile des Neubaus, die in Kontakt mit der Erde stehen, als Energiepfähle genutzt werden. Beton ist durch seine Wärmeleitfähigkeit das ideale Material. Die entsprechenden Betonteile werden mit Kunststoffleitungen versehen, in denen ein Wärmeträger fließt. Dieser nimmt die Wärme aus dem Untergrund über den Wärmeleiter Beton auf und transportiert sie zu einer Wärmepumpe. Die Einbringung der Rohre und des Wärmeträgers verursacht kaum Mehrkosten und ist überaus effektiv. Sie muss lediglich von Anfang an geplant werden. Insgesamt lassen sich im Vergleich zu herkömmlichen Heizmethoden rund 80 % an Brennstoffen einsparen. Die CO2-Emission wird gegenüber der alleinigen Nutzung einer Öl- oder Gasheizung um mindestens 50 % gesenkt.