|
|
 |
|
|
|
Wärmequellen
|
|
|
Wärmequelle Luft
|
|
|
|
|
|
Die Wärmequelle Luft ist überall und in unbegrenzter Menge verfügbar und
deshalb von einer Luft/Wasser-Wärmepumpe sehr einfach zu erschließen.
Dabei wird die Luft von einem Ventilator, der Bestandteil der Wärmepumpe
ist, direkt zum Verdampfer der Wärmepumpe geleitet, dort abgekühlt und
anschließend nach außen gefördert.
Luft/Wasser-Wärmepumpen können aus technischer Sicht ebenso wie Erd-
reich-Wärmepumpen ganzjährig betrieben werden. Bei monovalenter Betriebs-
weise muss die Wärmepumpe dazu bei Auslegungsbedingungen. z. B.
-15 Grad C Außentemperatur, die maximale Heizleistung erbringen. Da die
Heizleistung mit sinkender Wärmequellentemperatur stark abnimmt, führt
das häufig zu sehr großen Wärmepumpen und damit hohen Investitions-
kosten. Deshalb wird bei Luft/Wasser-Wärmepumpen in der Regel ab einer
bestimmten Außentemperatur (meist -7 bis -9 Grad C) mit einem Elektro-
Stab zugeheizt. Dieser deckt dann an kalten Tagen die Spitzenlast.
Wegen des großen Temperaturunterschieds an kalten Tagen und der damit
verbundenen niedrigen Leistungszahl der Luft/Wasser-Wärmepumpen, sind
damit im Vergleich zu Erdreich-Wärmepumpen deutlich geringere Jahres-
arbeitszahlen möglich. Luft/Wasser-Wärmepumpen eignen sich deshalb
besonders für Gebiete, wo die Außentemperaturen im Jahresmittel relativ
hoch sind oder bei bestehenden Ein- und Zweifamilienhäusern, wo der Auf-
wand zur Erschließung einer Wärmequelle zu groß ist.
Luft/Wasser-Wärmepumpen sollten grundsätzlich nur bei Wärmeverteil-
systemen (Fußbodenheizung, Wandheizung, Niedertemperatur-Radiatoren)
mit einer Vorlauftemperatur von max. 35 Grad C zur Anwendung kommen.
|
|
|
|
|
|
|
|
- günstige Investitionskosten
- geringer Flächenbedarf
|
|
|
|
- niedrige Jahresarbeitszahlen
- elektrische Zuheizung ab dem Bivalenzpunkt
- störende Geräuschemissionen bei Fehlplanungen
|
|
|
|
|
|
|
Die Nutzung von Grundwasser durch Entnahme aus einer Brunnenanlage und
Wiedereinleitung in die Grundwasser führende Schicht ist aus energetischer
Sicht besonders empfehlenswert.
Die über das gesamte Jahr nahezu konstante Wassertemperatur ermöglicht
hohe Leistungszahlen der Wärmepumpe. Dabei muss dem Hilfsenergiebedarf
besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, besonders dem Energiever-
brauch der Förderpumpe. Bei kleinen Anlagen oder zu großer Tiefe wird der
vermeintliche energetische Vorteil sehr oft durch zusätzliche Pumpenenergie
aufgezehrt und nicht selten führt das zu einer deutlichen Beeinflussung der
Jahresarbeitszahl.
Zu beachten ist desweiteren, dass es sich bei der Wärmequelle Grundwasser
um ein offenes System handelt, welches abhängig von Wasser-Qualität und
Wassermenge ist. Ein derartiges Wärmepumpensystem sollte unbedingt durch einen fachlich versierten Planer konzipiert werden.
Die maximale Tiefe der Brunnenanlage ist auf 20 m zu begrenzen.
Die Qualität des Grundwassers ist entsprechend der Forderungen des
Wärmepumpen-Herstellers zu analysieren.
Anschließend ist bei der Unteren Wasserbehörde eine Erlaubnis zur Ent-
nahme und Wiedereinleitung von Grundwasser für Heizzwecke einzuholen.
Wegen des erheblichen Aufwandes wird Grundwasser als Wärmequelle bei
kleineren Objekten nur dort eingesetzt, wo langjährige Erfahrungen vorliegen
und auf regelmäßige Wasseranalysen verzichtet werden kann.
Bei größeren Objekten, wie z. B. Wohnanlagen, Bürogebäuden, kommunalen
Gebäuden usw. spielt die Wärmequelle Grundwasser eine wichtige Rolle, vor
allem in Verbindung mit der Gebäudekühlung.
|
|
|
|
|
|
|
- energetisch hocheffizientes System
- hohe Jahresarbeitszahlen
- geringer Flächenbedarf
|
|
|
- offenes System
- Wartungsaufwand
- regelmäßige Wasseranalyse notwendig
- genehmigungspflichtig
|
|
|
|
|
Wärmequelle Erdreich (Erdsondenanlage mit Sole-Füllung)
|
|
|
|
|
|
Wärme aus dem Erdreich läßt sich auf unterschiedliche Weise nutzen.
Eine Möglichkeit besteht in der Anwendung von Erdwärmesonden.
Kennzeichen der Erdwärmesonde ist die hohe und jahreszeitlich relativ
gleichmäßige Temperatur. Dies führt zu hohen Wirkungsgraden der Wärme-
pumpe (hohe Jahresarbeitszahlen). Außerdem handelt es sich um geschlossene Systeme, die über eine hohe Zuverlässigkeit und minimalen
Wartungsaufwand verfügen. In diesem geschlossenen Kreislauf zirkuliert
ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Dieses Gemisch wird auch
“Sole” genannt.
Die Erdwärmesonden bestehen in der Regel aus einem Rohrbündel von vier
parallelen Kunststoffrohren, die am Fußpunkt mit speziellen Formteilen zu
einem Sondenfuß verschweißt sind. Jeweils zwei Kunststoffrohre werden
dadurch verbunden, so dass zwei unabhängig voneinander durchströmte
Kreise entstehen. Man spricht in diesem Fall von Doppel-U-Sonden.
Bei guten hydrogeologischen Bedingungen lassen sich damit hohe Wärme-
entzugsleistungen realisieren. Voraussetzung für die Planung und den Einbau
von Erdwärmesonden ist die genaue Kenntnis der Bodenbeschaffenheit und
der Verhältnisse im Untergrund.
Der Hydraulik der Erdwärme-Sondenanlage ist besondere Bedeutung beizu-
messen, da hier im Wesentlichen über die Energieeffizienz entschieden wird.
|
|
|
|
|
|
|
|
- energetisch hocheffizientes System
- hohe Jahresarbeitszahlen
- geringer Flächenbedarf
|
|
|
- hohe Investitionskosten
- erlaubnispflichtig
- planerisch äußerst anspruchsvoll
|
|
|
|
|
Wärmequelle Erdreich (Flachkollektor mit Sole-Füllung)
|
|
|
|
|
|
Oberflächennahe Wärme ist Sonnenwärme, die saisonal in der Erde ge-
speichert wird und mit sogenannten Erdwärmekollektoren genutzt wird, die
in einer Tiefe von 1,20 m bis 1,50 m horizontal verlegt werden.
Die Grundlage hierfür bilden ebenso wie bei Erdwärmesonden Kunststoff-
rohre, welche in einzelnen Kreisen verlegt werden.
In den Kollektorkreisen zirkuliert Sole.
Erdwärmekollektoren sind im Zusammenhang mit aktiver und passiver Kühlung mittels Sole/Wasser-Wärmepumpen ungeeignet (Austrocknung des
Erdreiches).
Besondere Bedeutung erlangt bei Erdwärmekollektoren die Hydraulik der Soleanlage. Insbesondere hier wird über die Energieeffizienz der Anlage und
damit über die voraussichtlichen Betriebskosten entschieden.
|
|
|
|
|
|
|
|
- energetisch effizientes System bei exakter Planung
- hohe Jahresarbeitszahlen sind möglich
- niedrige Investitionskosten
|
|
|
- exakte Verlegung notwendig
- hoher Flächenbedarf
- Überbauung nicht zulässig
|
|
|
|
|
Wärmequelle Erdreich (Direktverdampfungskollektor)
|
|
|
|
|
|
Direktverdampfung/Wasser-Wärmepumpen stellen neben Wasser/Wasser-
Wärmepumpen die effizientesten Systeme dar.
Durch einen kunststoffbeschichteten Kupferkollektor strömt hierbei das
Kältemittel und nimmt die Erdwärme auf. Hierbei ändert es seinen Aggregat-
zustand und wird dampfförmig. Dieser Kältemitteldampf erreicht den Verdichter, wird verdichtet und gibt anschließend seine Wärme im Verflüssiger an das Heizwasser ab. Anschließend wird es entspannt und erreicht wieder den Kollektor im flüssigen Zustand.
Die Verlegung des Direktverdampfungskollektors erfolgt in einer Tiefe von
1,20 bis 1,40 m.
|
|
|
|
|
Vorteile:
|
|
|
Nachteile:
|
|
|
|
|
|
- energetisch hocheffizientes System bei exakter
Planung
- höchste Jahresarbeitszahlen sind möglich
- günstige Investitionskosten
|
|
|
- exakte Verlegung notwendig
- hoher Flächenbedarf
- Überbauung nicht zulässig
|
|
|
|
|
FRANK GET-System (Geothermal Environmental Technology)
|
|
|
|
Mit dem von der FRANK GmbH entwickelten GET-System steht eine Systemlösung, bestehend aus vorkonfektionierten Erdwärmesonden PE 100, Soleverteilern bzw. Verteilerschächte und entsprechendem
Zubehör aus einer Hand zum Wärmepumpenanschluß zur Verfügung.
Lange Lebensdauer, keine Korrosion und eine fremdüberwachte Fertigung nach verbindlichen Richtlinien,
wie DIN 874/75, VDI 4640 und SKZ HR 3.26 gewähren die Qualität der gesamten Produktpalette.
|
|
