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Erdwärme-Zeitung.de | 21. September 2017

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Frostschutzmittel in Erdwärmesonden

Frostschutzmittel in Erdwärmesonden

 

Warum wird ein Frostschutzmittel / Sole oder auch Wärmeträgermittel für die Befüllung von Erdwärmesondenanlagen benötigt? 

Wäre Wasser nicht der beste Wärmeträger für die Erdwärmesonde?

Wie bekommt man die Wärme aus dem Inneren der Erde zur Wärmepumpe und somit letztendlich als Wärme in unser Heizsystem? 

Wie das Blut in unseren Venen, zirkuliert auch der Wärmeträger (auch Sole, Frostschutzmittel, Sondenfluid, Wärmeträgermittel etc. genannt) ständig im Sondensytem. Das Erdwärmesondensystem (Erdwärmesonde, Verteileranlage etc.), die elektrische Umwälzpumpe, das Expansionsventil und der Verdampfer der Wärmepumpe bilden den Sondenkreislauf. Dieser Sondenkreislauf sorgt für den Wärmetransport zwischen Erde und Wärmepumpe.

Erdwärmesonden werden meist aus wirtschaftlichen Gründen (Bohrtiefe, Bohrkosten) mit einer Solerücklauftemperatur von 0 Grad Celsius ausgelegt. In diesem Temperaturbereich kann es zum Einfrieren des Verdampfers der Wärmepumpe kommen. Um das Einfrieren des Verdampfers zu verhindern, werden dem Wärmeträger oder Sondenfluid Frostschutzmittel beigemischt. Diese gewährleisten eine Frostsicherheit vom Sondenfluid bis zu einer bestimmten Temperaturuntergrenze von meist -14 bis -18 Grad Celsius.

Heute sind Ethylenglykol (z.B. Antifrogen® N, Frostschutz® N, Glykosol® N, HDG Frostschutz „N“ etc.) übliche Frostschutzmittel für Wärmeträger. Einige wenige Bauteile im Sondenkreislauf können z.B. auch korrodieren (nicht die Sonde Kunststoff PE). Um das Korrodieren zu verhindern werden dem Fluid zusätzlich Inhibitoren beigemischt, die dies verhindern sollen.

Das Befüllen der Erdwärmesondenanlage mit Frostschutzmitteln verursacht nicht nur in der Investitionsphase sondern auch während dem Wärmepumpenbetrieb (höhere Dichte gegenüber Wasser, mehr elektrische Leistung Umwälzpumpe) Kosten.

Wäre es da nicht besser die Anlage nur mit Wasser zu betreiben?

Es ist Möglich!

 Unter bestimmten Voraussetzungen kann man auf ein Frostschutzmittel ganz verzichten. Dies wäre auch durchaus ökologisch eine gute Lösung. Als wichtige Punkte wären hier zu nennen, dass kein Gefährdungspotential der Umwelt durch auslaufendes Frostschutzmittel aus geht
und keine Gefährdung von Grundwasserhorizonten durch Frost-Tau-Wechsel innerhalb der Bohrung und der daraus möglichen Beschädigung der Verpressung im Ringraum besteht. Zudem würde weniger Strom für die Umwälzpumpe benötigt. Durch höhere Soleeintrittstemperaturen kann die Arbeitszahl der Wärmepumpe und somit die Jahresarbeitszahl der gesamten Wärmepumpenlage verbessert werden.

Die Sache hat aber auch einen „Haken“.

Leider ist eine frostfreie Dimensionierung von Erdwärmesondenanlagen nicht einfach. Genaue Kenntnisse über die Geologie sowie die mögliche Entzugsleistung der zu erwartenden Gesteins- und Bodenschichten ist notwendig. Aufwändige und teure Messverfahren, wie z.B. ein Thermal Response Test, rechnen sich meist nur bei großen Anlagen.

Bei „normalen“ Ein- oder Mehrfamilienhäusern kann nur mit großen Bohrmeteraufschlägen gearbeitet werden. Hier wird je nach geologischer Situation mit Bohrmeterzuschlägen von mindestens 30 -100% gerechnet.

Diese Aufschläge können die Kosten der Erdsondenanlage leicht verdoppeln. 

Aus diesem Grund entscheiden sich die meisten Bauherren dann doch für die übliche Variante mit einem Frostschutzgemisch als Wärmeträgermittel. Einige dieser Frostschutzmittel stellen wir Ihnen in diesem Artikel weiter unten vor.

Wichtig: Damit die Wärmepumpenanlage störungsfrei läuft, ist das richtige Entlüften der Erdwärmesondenanlage notwendig.

Silvio Klenner 2014

 

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