1a - Fischer -  individuelle Planung für Ihr Bad
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Neuer Meister - Patrick Holnsteiner

2015-06-01 | Patrick gehört zu jenen Fachkräften, die das Schlagwort

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Erdwärme
1a - Installationen Fischer

Aus 1 mach 4

Erdreich ist ein sehr guter Wärmespeicher, die Erdtemperatur hält auch an sehr kalten Wintertagen ein entsprechend hohes Niveau. Sie beträgt das ganze Jahr über etwa 8 - 12 °C. In der Erde gespeicherte Wärme können wir mit der Wärmepumpe nutzbar machen. Sie "pumpt" Wärme aus der Umwelt auf ein höheres Temperatur-Niveau, völlig ausreichend für Heizung bzw. Warmwasser. Dabei verwandelt sie eine Kilowattstunde Strom in vier Kilowattstunden Wärme, bei richtiger Auslegung auch noch mehr. Daraus ergeben sich sehr niedrige Betriebskosten von durchschnittlich 0,05 EUR/kWh Wärme.


Das Funktionsprinzip

Die Wärmepumpe funktioniert so einfach wie ein Kühlschrank, jedoch mit umgekehrtem Nutzen. Im geschlossenen Kältekreis zirkuliert eine kleine Menge Arbeitsmittel, ungiftige & unbrennbar, modernstes Sicherheits-Kältemittel. Die eingesetzten Scroll-Kompressoren sind ideal für Niedertemperatur-Heizung, durch ihre Langlebigkeit haben sie sich in der Klimatechnik seit Jahrzehnten bewährt. Die Esther-Schmieröle sind biologisch abbaubar.


Die Wärme-Quellen

Grundsätzlich ist für eine Wärmepumpe jede denkbare Wärmequelle nützbar - je höher ihre Temperatur, umso besser. Je geringer die erforderliche Temperaturanhebung, desto wirtschaftlicher arbeitet die Wärmepumpe.

Für Raumwärme hat sich die Nutzung der Erdwärme durchgesetzt. Je nach Wärmeträger-Medium im Wärme-Sammler unterscheidet man zwischen "Sole-Wärmepumpe" und "Direktverdampfer". Sole-Wärmepumpen können auch mit einer "Tiefenbohrung" betrieben werden.


Flächen-Kollektor

Der Flächen-Kollektor wird etwa 50 cm unter der Frostgrenze verlegt (ähnlich einer Fußboden-Heizung), der Verlege-Abstand beträgt ca. 70 cm. Die Sonne soll das Erdreich im Frühling möglichst bald wieder aufwärmen, deshalb darf der Kollektor keinesfalls zu tief verlegt werden. Das Rohrmaterial ist von den Hauswasser-Zuleitungen bekannt und seit Jahrzehnten bewährt: hochwertiges Polythylen. Verhältnismäßig große Rohr-Durchmesser (Da = mind. 32 mm) garantiert einen guten Wärme-Übergang vom Erdreich auf das Rohr, dadurch ist die Medium-Temperatur (Sole ca. 0 °C) relativ hoch, Auffrierungen (wie bei den Direktverdampfern) kann es hier nicht geben, und die Vegetation im Garten wird nicht beeinflusst. Die benötigte Fläche beträgt etwa das Doppelte der beheizten Wohnfläche - je mehr, desto besser.


Tiefenbohrung

Die Tiefenbohrung kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn zu wenig Gartenfläche zur Verfügung steht - den Flächen-Kollektor 2-lagig zu verlegen, ist jedenfalls keine akzeptable Alternative. Die Tiefenbohrung ist etwa 100 m tief, je nach Wärmebedarf eine oder mehrere nebeneinander. Je m2 beheizter Wohnfläche ist ca. 1 Tiefenmeter nötig, die Bohrung kostet ca. 50 EUR/tfm. Das Rohrmaterial ist ebenfalls aus Polyethylen, Tiefenbohrungen können nur in Sole-Variante ausgeführt werden (keine Direktverdampfer). Für den Bauherrn ist die freie Gartenfläche der entscheidende Vorteil, Sie können tun und lassen was Sie wollen (Gartenteich). Dieses System ist besonders für kleinereSiedlungs-Parzellen die bessere Wahl, zu achten ist nur auf eine Zufahrt-Möglichkeit für den Bohr-LKW.


Sole-Wärmepumpen

Bei der kompakten Sole-Variante zirkuliert als Wärmeträger-Medium "Sole", also Frostschutz-Wasser wie in der Solaranlage, biologisch völlig unbedenklich und vorzugsweise lebensmittel-echtes Glykol. Es bestehen also zwei Kreisläufe, ein sehr kleiner Kältekreis in der Wärmepumpe und ein zusätzlicher Solekreis im Erdreich: Mit einem zusätzlichem Wärmetauscher und eigener Umwälzpumpe. Auf den Wirkungsgrad haben diese Einbauten (entgegen der landläufigen Meinung) allerdings keinen nennenswerten Einfluss, auf die Garten-Vegetation wirken sie vergleichsweise vorteilhaft. Zur Aufnahme der Wärme werden entweder Rohrschlangen waagrecht verlegt (Kollektor), die elegantere Lösung lautet allerdings "Erdsonde" (Tiefenbohrung).


Direktverdampfer

Bei der Direktverdampfung zirkuliert das "Arbeitsmittel" der Wärmepumpe selbst als Wärmeträger-Medium im Erdkollektor: Der Zwischen-Wärmetauscher und die Sole-Umwälzpumpe entfallen. Der Kältekreis ist allerdings viel aufwendiger, und diese Split-Variante ist mit so vielen Unsicherheiten behaftet, dass sie sich (europaweit gesehen) niemals durchgesetzt hat. Mit sehr kleinen Kupferrohren versucht man, die riesige Menge an erforderlichem Arbeitsmittel in erträglichem Rahmen zu halten. Circa 30 kg Kältemittel machen den Direktverdampfer äußerst träge - alleine die Anlauf-Phase beträgt mindestens 10 Minuten, bevor die Wärmepumpe in einen optimalen Betriebszustand kommt. Aufgrund dieser kleinen Rohre sind allerdings äußerst tiefe Temperaturen nötig, um die gewünschte Leistung zu erreichen - die Folge ist allseits bekannt: Eispanzer im Erdreich, Auffrierungen, Auftau-Schwierigkeiten im Frühling, geschädigte Garten-Vegetation.


Worte des Erfinders

Selbst der "Erfinder des Direktverdampfers" hat sich von diesem System wieder abgewandt, da Theorie & Praxis sich nicht vereinbaren lassen. Bemerkenswert ist auch, dass er sein eigenes Argument bezüglich eines höheren Wirkungsgrades als "... längst widerlegt" zurücknimmt, ein unglücklicher Denkfehler hat hier für Verwirrung gesorgt.

Über die zahlreichen Nachteile der Split-Variante und die vielen Probleme während der letzten 30 Jahre lesen Sie in diesem Artikel


Für diesen Inhalt verantwortlich

Ing. Horst Bogner, 1a-Installationen FISCHER, 4162 Julbach, Bezirk Rohrbach