Wärme aus den
Tiefen der Erde
Christian Köb
Geschäftsführer der
Berchtold Installationen GmbH
Die Berchtold-Vorteile
Über 1200 realisierte Projekte
45 Mitarbeiter / Lehrlingsausbildung im Haus
Ökoprofit zertifiziert
Verlässlichkeit seit 1957
Erdwärmesysteme
Erdwärmepumpe mit Tiefensonde
Unterhalb einer gewissen Tiefe (etwa 15 Meter) herrscht eine konstante Temperatur in der Erde. Diese ist während der Heizperiode höher als die umgebende Luft. Mithilfe einer Geothermie-Heizung, also einer Wärmepumpe mit Tiefensonde, kann dieser Temperaturunterschied genutzt werden. Tiefenbohrungen werden häufig in Gebieten durchgeführt, in denen wenig Fläche vorhanden ist.
In der Tiefensonde zirkuliert ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel (Sole), das durch das Absinken in die Tiefe vom Boden erwärmt wird. Diese Wärme wird dann mithilfe einer Wärmepumpe entzogen und in den Heizkreislauf eingespeist. Die Tiefe der Sonde hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Beschaffenheit des Bodens (Lehm, Kies, Fels usw.) sowie dem Heizenergiebedarf des Gebäudes (Isolierung, Fläche usw.)
Grundwasser-Wärmepumpe
Eine hervorragende Möglichkeit, Erdwärme zum Heizen und Kühlen von Gebäuden zu nutzen, ist die Grundwasser-Wärmepumpe. Hierbei wird ein spezieller "Brunnen" gebohrt, durch den das Grundwasser über Rohre zur Pumpe geleitet wird. Dort wird dem Wasser mittels eines Wärmetauschers die Wärme entzogen und an den Heizkreislauf abgegeben.
Je nach Höhe des Grundwasserspiegels variiert die Tiefe der Bohrung. Das abgekühlte Wasser wird im Durchschnitt um etwa fünf Grad Celsius zurück in den Schluckbrunnen geleitet. Doch welche Aspekte gilt es bei der Nutzung der Erdwärme mittels Grundwasser zu berücksichtigen? Wichtig ist, dass der Grundwasserspiegel bei einem Einfamilienhaus mindestens 15-20 Meter unter dem Fundament liegt. Zudem sollte der Bohrdurchmesser des Brunnens ausreichend dimensioniert sein.
Wärmepumpe mit Flächenkollektor
In Vorarlberg herrschen durchschnittliche Temperaturen von 7-13°C in einer Tiefe von zwei Metern. Unsere Erdwärmekollektoren, die sowohl vertikal als auch horizontal verlegt werden können, nutzen ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, um diese vorhandene Wärme aus dem Erdreich zu entziehen. Die so gewonnene Wärme wird dann mit Hilfe einer Wärmepumpe genutzt, um in Ihrem Haus angenehme Temperaturen zu schaffen. Dabei wird der Boden, auf dem der Erdkollektor installiert ist, auf natürliche Weise regeneriert, damit jederzeit ausreichend Wärme im Erdreich vorhanden ist - bis zu einer Tiefe von etwa fünf Metern.
Unsere Erdwärmekollektoren werden auf kostengünstige Weise in einer Tiefe von ca. 1,7 bis 3,0 Metern installiert. Mehrere Kollektoren können zu einem Kollektorfeld zusammengeschlossen werden, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Dabei ist es wichtig, dass die Rohrstränge der einzelnen Kollektoren möglichst gleich lang sind, um eine gleichmäßige Durchströmung mit dem Wasser-Glykol-Gemisch zu gewährleisten und somit sicherzustellen, dass das Kollektorfeld dem Erdreich gleichmäßig seine Wärme entziehen kann. Die Umwälzpumpe fördert das Wasser-Glykol-Gemisch durch die Kunststoffrohre und nimmt dabei die im Erdreich gespeicherte Wärme auf. Im Frühjahr und Sommer kann das Erdreich seine Kräfte durch vermehrte Sonneneinstrahlung und Niederschläge wieder aufladen, um für die nächste Heizperiode im Herbst und Winter gerüstet zu sein.
Tiefenbohrung
Die Tiefenbohrung ist eine effektive Methode, um Energie aus der Erde zu entziehen und zum Heizen zu nutzen. Die erforderliche Bohrtiefe hängt von der gewünschten Heizleistung ab und variiert je nach Bodenbeschaffenheit. In der Regel kann man mit etwa 12-20 Metern pro kW Heizleistung rechnen. Die Bohrung wird entweder mittels Spül- oder Hammerbohrverfahren durchgeführt und das anfallende Material kann vor Ort als Schüttmaterial verwendet werden.
Um die Energie aus der Tiefe optimal zu nutzen, wird eine DUBLEX-Sonde (2x Vorlauf - 2x Rücklauf Leitung) in das Bohrloch eingeführt. Für eine verbesserte Wärmeübertragung wird das Bohrloch mit einem hochleitfähigen Betonit-Zementgemisch verpresst. An der Erdoberfläche werden vier Rohre aus der Erde geführt und mit dem Wärmepumpenverteiler verbunden, um die gewonnene Energie zu nutzen.
Dank der Tiefenbohrung können wir auf umweltfreundliche und nachhaltige Weise Energie gewinnen und unseren Heizbedarf decken.
Funktionsweise der Erdwärmeheizung mit Tiefenbohrung
Die Erdwärmepumpe mit Tiefenbohrung arbeitet auf Basis der Geothermie, einer unerschöpflichen Energiequelle aus dem Erdkern. Eine Tiefenbohrung von 50-120m entzieht der Erde Tiefenwärme. Kunststoffrohre werden in das Bohrloch eingeführt und mit Betonit umhüllt. Diese Rohre sind mit Sole, einer Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel, gefüllt. Die Sole nimmt die Energie aus dem Boden auf und befördert sie zum Wärmetauscher in der Wärmepumpe. Der Wärmetauscher erhitzt das flüssige Kältemittel, das aufgrund seines sehr niedrigen Siedepunktes bereits bei niedrigen Soletemperaturen verdampft (ca. +2°C). Der Kompressor (Verdichter) saugt das verdampfte Kältemittel an und bringt es auf hohen Druck, wodurch es sehr heiß wird. Das erhitzte Kältemittel fließt anschließend durch einen weiteren Wärmetauscher (Verflüssiger), wo es die Energie an das Heizungswasser abgibt. Das Kältemittel kühlt sich dabei ab und wird flüssig. Schließlich fließt das Kältemittel durch ein Expansionsventil, wo es auf den ursprünglichen Druck entspannt wird und der Kreislauf von vorne beginnt.
Wärmeentnahme
Die Leistungsentnahme bei einer Tiefenbohrung wird pro Meter angegeben und hängt von diversen Faktoren ab. Entscheidend sind dabei die Art und Feuchtigkeit des Gesteins, welche die Wärmeleitfähigkeit beeinflussen, sowie die jährlichen Betriebsstunden, die zur Regeneration der Bohrung notwendig sind. Zur genauen Bestimmung der Bohrtiefe wird ein Norm Regelblatt verwendet, welches wichtige Daten wie die Gebäudeheizleistung, die Warmwasserleistung, die Lage des Gebäudes und die Leistung der Wärmepumpe enthält. Durch eine sorgfältige Auslegung anhand dieser Informationen wird eine reibungslose Funktion der Wärmepumpe sichergestellt.
Kosten
Was kostet eine Erdwärmeheizung?
Im Gegensatz zur Luftwärmepumpe müssen bei der Erd-Wärmepumpe zusätzliche Kosten für die Erschließung der Wärmequelle einkalkuliert werden. Diese variieren je nach System - Erdkollektoren oder Erdsonden - und hängen stark von der Bodenbeschaffenheit ab. Die höheren Investitionskosten werden durch die vergleichsweise niedrigen Betriebskosten ausgeglichen. Zudem punktet die Erdwärmeheizung mit einem effizienten Betrieb und der Möglichkeit der passiven Kühlung.
Förderungen nutzen
Auch für die Erdwärmeheizung gibt es interessante Fördermöglichkeiten. Diese können von Ländern und Gemeinden als nicht rückzahlbare Darlehen gewährt werden. Manche Energieversorger unterstützen den Betrieb von Wärmepumpen sogar mit Zuschüssen oder speziellen Stromtarifen.
Wärmepumpe und Photovoltaik - eine perfekte Kombination
Erdwärme und Sonnenstrom sind ein unschlagbares Duo in Bezug auf Betriebskosten. Eine Wärmepumpe heizt Ihr Gebäude äußerst effizient und erzeugt aus 1 kWh Strom etwa 4 kWh Wärme. Wenn Sie Ihre Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage kombinieren, können Sie einen Großteil des Strombedarfs selbst decken.
Förderungen für noch mehr Rentabilität
Wärmepumpen sind eine sehr ökologische Art ist, ein Gebäude zu heizen bzw. warmes Wasser zu erzeugen. Um uns unabhängiger von Öl und Gas zu machen, gewähren Bund, Land, Gemeinden und die Energieversorger lukrative Förderungen. Sie sind jedoch mit verschiedensten Förderanträgen und beizubringenden Unterlagen verbunden.
Um Ihnen den mühsamen Weg durch den Förderdschungel einfacher zu gestalten, unterstützt unser erfahrenes Team Sie bei allen Formalitäten. Wir holen das Maximum an Förderungen für Sie heraus.
