Anlagenkonzepte: Wärmepumpen mit Erdwärmenutzung
Anlagenkonzepte für Erdwärmenutzung
Anlagenkonzepte für Erdwärmenutzung
Erdwärme kann auf unterschiedliche Arten aus dem Untergrund
entnommen werden. Den Verfahren, die die oberflächennahe Erdwärme zu
Heizzwecken nutzen, ist gemein, dass sie an den Betrieb einer Wärmepumpe gekoppelt sind. Die Erdwärme kann dem Untergrund über geschlossene Systeme (Erdsonden) oder offene Systeme (Grundwasserförderung) entzogen werden. Welches Verfahren an einem konkreten Standort zu favorisieren ist, hängt von zahlreichen Randbedingungen ab. Für Grundwasserwärmepumpen ist ein hinreichendes Grundwasserdargebot Voraussetzung. Das Grundwasser sollte möglichst oberflächennah angetroffen werden und die Absenkung im Förderbrunnen sollte möglichst gering sein, da sonst die Förderenergie die Effizienz des Gesamtsystems negativ beeinträchtigt. Der Untergrund muss so beschaffen sein, dass ein problemloses Reinfiltrieren möglich ist.
Um nicht Gefahr zu laufen, dass der Schluckbrunnen durch ausfallendes Eisen und
Mangan binnen kürzester Zeit verstopft, ist gegebenenfalls eine Wasseranalyse, zumindest aber eine Sauerstoffbestimmung, empfehlenswert. Auf jeden Fall sollte eine Entspannung des Grundwassers vermieden werden, da z.B. durch das Entweichen von
überschüssiger Kohlensäure das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht gestört wird, was
ebenfalls zu Ausfällungen führen kann.
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Die Erdsondenanlage ist hinsichtlich der Änderungen der physiko-chemischen Eigenschaften unproblematischer, da das Grundwasser keiner mechanischen Energie ausgesetzt wird. Sollte es dennoch in der unmittelbaren Sondenumgebung zu Ausfällungen von Mineralen kommen, verändert dieser Prozess die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers i.d.R. nicht. Gegenüber den Grundwasserwärmepumpenanlagen bieten Erdsondenanlagen an Standorten, die nicht oder kaum von Grundwasser durchflossen werden, die Möglichkeit einer saisonalen Wärmeenergiespeicherung. Wird z.B. ein
Haus zusätzlich mit einem Sonnenkollektor ausgestattet, so besteht die Möglichkeit überschüssige Wärme, die nicht für die Bereitung von Warmwasser oder zu Heizzwecken genutzt wird, in den Untergrund „wegzufahren“. Diese Technik entwickelt ihre volle Wirkung erst bei größeren Erdsondenanlagen, z.B. für Bürokomplexe. Bei kleineren Anlagen ist mit beträchtlichen Wärmeverlusten zu rechnen, die den geleisteten Aufwand u.U. nicht rechtfertigen.
Neben den bereits erwähnten Anlagentypen besteht auch die Möglichkeit des Wärmeenergieentzuges aus dem Untergrund über sogenannte Energiepfähle. Hierbei handelt es sich in der Regel um tiefe Gründungsbohrpfähle, die zum Wärmeentzug eingesetzt werden. Ein Anwendungsfall für diese Technik ist der Main Tower in Frankfurt. Ungeachtet des gewählten Anlagenkonzeptes kann das Erdreich auch als Wärmesenke benutzt werden. So existieren in Deutschland bereits zahlreiche Anlagen, die den Untergrund zur Klimatisierung von Wohn- und Büroräumen nutzen. Bei günstiger Konfiguration kann auf den Einsatz der Wärmepumpe bereits gänzlich verzichtet werden. Quelle: Auszug Erdwärmenutzung Bielefeld
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