Sole Wasser Wärmepumpe

Solewasser Wärmepumpe

Sol-Wasser-Wärmepumpen werden auch als Erdpumpen bezeichnet. Eine effiziente Technologie nach einem einfachen Prinzip charakterisiert die Funktion einer Sole-Wasser-Wärmepumpe. Als Primärenergiequelle nutzt die Sole/Wasser-Wärmepumpe das Erdreich, entweder mit einem Erdkollektor oder mit einer Erdsonde. Unter Geothermie versteht man die Nutzung der Wärme aus dem Erdreich. Salzwasser-Wärmepumpen sind energieeffizienter als Luft/Wasser-Wärmepumpen: Sie benötigen weniger Strom und sind daher billiger im Betrieb.

Möglichkeit der Wärmeentwicklung

Der Entzug der Geothermie kann auf zwei Wegen erfolgen: entweder über oberflächennahe Erdsammler oder über Erdwärmesonden, die bis zu 100 m in die Erdreichoberfläche eindringen. Zur Nutzung der Geothermie wird ein Rohrleitungssystem horizontal und in Form einer Schlange unterhalb der Eisgrenze gelegt. Etwa ein bis zwei Metern unter der Rasen- oder Erdschicht.

Eine Sole aus frostbeständiger Flüssigseife strömt in das Rohrleitungssystem, absorbiert die thermische Wärme und überträgt sie auf den Wärmeaustauscher. Erdsammler absorbieren Heizenergie aus dem bodennahen Teil. Weitere Informationen zur Installation von Erdsammlern finden Sie im Kapitel Erdsammler für Salzwasser-Wärmepumpen. Erdungssonden sind eine gute Wahl gegenüber Erdsammlern. Mit Hilfe von Bohrlöchern werden die Erdungssonden senkrecht oder geneigt in die Erdung eingeführt.

Sie strömt auch durch eine Sole, die die geothermische Wärme in einer Wassertiefe von 40 bis 100 Meter absorbiert und an einen Wärmeaustauscher weiterleitet. Weil die Temperaturen aus einer Wassertiefe von etwa zehn Meter das ganze Jahr über gleich bleiben, funktionieren Erdwärmesonden auch bei sehr tiefen Aussentemperaturen einwandfrei. Außerdem beanspruchen sie im Gegensatz zu Erdsammlern wenig Raum und lassen sich auch im Hochsommer ausgezeichnet zur Kühlung nutzen.

Die Tiefe des Bohrlochs ist abhängig vom Wärmebedarf und der thermischen Leitfähigkeit des Erdreichs. Weil in einem bis zu 100 Meter langen Bohrloch mehrere Grundwasser führende Lagen durchgebohrt werden, müssen für Bohrungen immer Bewilligungen eingeholt werden. Wenn Anlagenbetreiber ihre Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdwärmesonden betrieben werden sollen, müssen sie eine wasserrechtliche Genehmigung erhalten.

Im Gegensatz zu Erdwärmesonden ist für die Errichtung von Erdwärmekollektoren keine Zulassung erforderlich. Gleichwohl wird empfohlen, das beabsichtigte Projekt mit der verantwortlichen Behörde zu koordinieren, um die Durchführbarkeit und die Rahmenbedingungen aus gewässerwirtschaftlicher Perspektive zu klären.

Wasserwärmepumpen - Heizung und Kühlung mit tiefer Geothermie

Leistungsstarke Technologie nach einem simplen Schema kennzeichnet die Funktionsweise einer Salzwasser-Wärmepumpe. Elektrisch betrieben, bietet sie mit Hilfe der im Boden gespeicherte Abwärme eine kostengünstige Heizung und einen hohen Warmwasserkomfort. In der Regel wird die Abwärme des Gebäudes genutzt. Die geothermische Wärmepumpe verbraucht rund 25 Prozentpunkte Elektrizität, um 100 Prozentpunkte an Hitze und warmem Wasser zu produzieren. Der Rest von 75 Prozentpunkten der erforderlichen Leistung wird ganz unkompliziert vom Boden abgegriffen - kostenlos!

Zur Gewinnung der notwendigen Wärme für ein behagliches Wohnklima und angenehmes Warmwasser nutzt die Salzwasser-Wärmepumpe die im Boden gespeicherte Solarstrom. Ca. 20 cm unter der Frostlinie werden die Stromabnehmer spiralförmig in die Erdreichoberfläche eingeführt; je nach Tiefenlage und Saison liegen dort Werte zwischen -5 °C und 25 °C.

Erdungssonden dagegen werden senkrecht in den Boden bis zu einer Teufe von 250 m eingeführt. In der Regel werden die Erdwärmesonden nicht weiter als 100 m in den Boden hineingebohrt, da aus dieser Tiefenlage das Bergbaugesetz zu beachten ist. Für die Funktionsweise der Salzwasser-Wärmepumpe sind die im Boden vorherrschenden Erdreichtemperaturen vollkommen auskömmlich.

Damit das Niedertemperaturniveau der Gewindebohrwärmequelle jedoch auf eine für die Erwärmung erforderliche Betriebstemperatur gebracht werden kann, ist eine Fremdenergiequelle erforderlich. Als Transfermedium fungiert in Gestalt eines 3-Kreis-Systems Sole, eine Salzwasserlösung. Je nach gewähltem Modell wird die Sole innerhalb der Erdsonde oder der Geothermiekollektoren in einem geregelten Kreis umlaufen. Sie absorbiert die im Erdreich gespeicherte Energie und gibt sie dann innerhalb der Wärmepumpe an den zweiten Kreis, den Kältekreislauf, ab.

Die dritte Stufe umfasst die Raumwärme, bei der das Umlaufwasser von der Wärmepumpe über einen Wärmeaustauscher aufgeheizt wird. In dem ersten Kreis der Sole-Wasser-Wärmepumpe fließt ein Flüssigkältemittel, das die Abwärme aus dem Boden mitnimmt. Durch den Wärmeaustauscher, den Kondensator, wird der Gesamtzustand des Kühlmittels in der Wärmepumpe von flüssigem in gasförmigen Zustand geändert.

Anschließend wird das erwärmte, gasförmige Kühlmittel an den Wärmeaustauscher weitergeleitet, wo es seine Heizenergie an das Heizungssystem überträgt, das für die Trinkwassererwärmung und -beheizung verantwortlich ist. Die Wärmeabfuhr bewirkt, dass das Kühlmittel wieder abgekühlt wird und seinen Gesamtzustand wieder verändert, es wird wieder verflüssigt. Mit dem Entspannungsventil wird der noch bestehende Hochdruck wieder allmählich abgebaut und das Flüssigkältemittel wird zurück zum Kondensator transportiert.

Dort kann sie nun die Geothermie wieder aufsaugen und der Zyklus startet von vorne. Neben der Trinkwassererwärmung und der Heizungsunterstützung kann eine Sole-Wasser-Wärmepumpe auch im Winter zur Optimierung des Innenklimas eingesetzt werden. Durch den Bypass des Kompressors kehrt die Solewärmepumpe den Prozess der Wärmepumpe um und nutzt die tiefen Erdtemperaturen zur Kühlung des Wohnraumes mit.

Im Falle von Erdsammlern ist ein weiterer Wärmetauscher erforderlich, um die anfallende Abwärme abzuführen. Geothermie-Sonden nützen die bereits in den Tiefenschichten der Erde herrschenden kalten Tempera-turen unmittelbar; eine weitere Klimatisierung ist hier nicht erforderlich.

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