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Erdwärme

Erdwärme ist mein persönlicher Favorit bei den erneuerbaren Energien:  Die Sondenanlage ist so gut wie unkaputtbar, es entstehen keine Lüftergeräusche und es gibt auch keinen Stress mit allzu kalten Außentemperaturen, bei denen eine Luftwärmepumpe zunehmend Probleme bekäme.

Nachfolgend finden Sie eine Einführung in das Thema.
Zum Für und Wider z. B. im Vergleich mit Luftwärmeheizungen finden Sie an anderer Stelle weiterführende Infos, z. B. hier: Luft contra Sonde
.

Erdwärme, gebohrt:

Nicht billig, aber nahezu ideal, weil sehr wenig Platz benötigt wird..
Bohren Sie wie ein Ölscheich in der Erde
nach Ihrer eigenen Energiequelle:
Bohrung einer Erdwärmesonde (Konstanz, Dingelsdorf)

Erdwärme:

Wie warm ist es “da unten”?
Diese Frage stellt fast jeder, der
 sich für Erdwärme interessiert.
Die Antwort lautet: Nicht ganz so warm wie in den klassischen Geysir-Gebieten auf Island oder z. B. im Yellowstone Park, aber immer  noch so warm, dass der beim Bau der Erdsonde anfallende Bohrschlamm bei kaltem Wetter deutlich  sichtbar dampft:

Dampfender Bohrschlamm, Konstanz, Ergatshauser Hof, Nähe Friedhof  P1301191 400 x355

Bohrung einer Erdwärmesonde (Konstanz, Dingelsdorf)

 

 

Erdwärme, flach gebaggert:

Tendenziell etwas billiger als eine Bohrung
 ist der Flachkollektor, der in “nur” ca. 120 cm Tiefe oberhalb des Grundwassers verlegt wird.

Bauherren, die schon immer mal Bagger fahren wollten, können sich hier einen Jugendtraum erfüllen.

Nun dieSysteme im Detail:

 

Allerbeste Wirkungsgrade:

Direktverdampfungs-Wärmepumpe mit Flächenkollektor aus Kupfer

Sie haben genügend freie Fläche (typischerweise 400 Quadratmeter bei 10 kW Wärmebedarf) für einen Flächenkollektor? Mit maximal 3 m Höhenunterschied zum Aufstellort der Wärmepumpe?   Dann ist eine  Wärmepumpe mit einem Erdwärme-Flächenkollektor in  Direktverdampfer-Bauweise genau das Richtige für Sie!

Und zwar darum: Es gibt nichts Besseres. Beim  Direkt-Verdampfungs-Prinzip strömt das Kältemittel (keine Sole!) direkt  durch den Kupfer-Kollektor. Das ergibt beste Wirkungsgrade, d. h. von dem  Strom, den Sie für den Betrieb der Anlage aufwenden, erhalten Sie bei  Direktverdampfung ganz besonders viel nutzbare Heizenergie. Außerdem ist der in typischerweise 1,2 m Tiefe verlegte Kollektor bislang nicht  genehmigungspflichtig, da bei dieser Tiefe im Allgemeinen kein  Grundwasserkontakt entsteht. Und schließlich kann bei diesem Gewerk - je nach handwerklichem Geschick des Bauherrn - viel Eigenleistung für die  Einbringen des Flächenkollektors erbracht werden. Das spart enorme  Kosten! Weitere Infos sie Rubriken Funktionsweise und “Passiv- und Solarhaus

Direktverdampfung
                                                                       <Bildquelle: OCHSNER>

 

Die universell einsetzbare Lösung:

Wärmepumpe auf Solebasis mit Kunststoffkollektor, entweder vertikal als  Erdwärmesonde oder horizontal als Flächenkollektor

Sie haben nicht genügend freie Fläche für den obigen Vorschlag, aber Sie dürfen in die Tiefe bohren? Dann ist eine Wärmepumpe mit  einer senkrechten Erdwärme-Sonde genau das Richtige für Sie!

Und zwar darum: Erdwärmesonden haben, so wie auch der Flächenkollektor im Vorschlag Nr. 1, den Vorteil, dass sie auch bei  tiefen Außentemperaturen sehr gute Wärmelieferanten sind. Das bedeutet,  dass ihnen eine Wärmepumpe auch bei strengem Frost relativ viel  Heizenergie im Verhältnis zur eingesetzten Strommenge entziehen kann.  Bilder vom Bau meiner eigenen Erdwärmeheizung finden Sie unter der  Rubrik Fotoreportage.

Prinzipiell können Sie eine mit Sole (= Wasser + Frostschutz) gefüllte Erdwärmesonde nicht nur senkrecht, sondern auch  horizontal als Flächensonde bauen - so wie beim  Direktverdampfungs-Kollektor im Bild oben. Das nachfolgende Bild zeigt  die sich ergebenden Möglichkeiten:

  • links der Flachkollektor, bei dem zur Verlegung großflächig das Erdreich entfernt wurde. Die Rohre werden wie bei einer Fußbodenheizung kreuzungsfrei verlegt.
  • in der Mitte angedeutet zwei vertikale Erdwärmesonden
  • rechts die Variante als Künetten-Kollektor (= Graben-Kollektor), bei dem das Kunststoffrohr für die Sole spiralförmig in einem Graben verlegt wird. Diese Variante hat den Vorteil, dass man Graben für Graben bearbeiten kann und somit die Menge des zu einem bestimmten Zeitpunktes vorliegenden Erdaushubs in Grenzen gehalten werden kann.
Solebasierte_WP-Systeme
                                                                          < Bildquelle: OCHSNER>

Die spannende Frage ist bei den Flachkollektoren (Sole und Direktverdampfung) aber immer wieder:

Ist mein Grundstück groß genug?

Einen ersten Anhaltspunkt ergibt folgende Formel:

 Anzahl Quadratmeter freie Grundstücksfläche  x  25 Watt = erreichbare Heizleistung

Beispiel: Ihr Grundstück ist 400 qm groß, davon sind 150 Quadratmeter bebaut und 50 Quadratmeter sind Wege oder mit schützenswerten Bäumen bepflanzt. Bleiben also 200 qm . Daraus lassen sich in einer ersten Abschätzung rund 200 x 25 Watt = 5000 Watt = 5 kW Heizleistung erzeugen. Brauchen Sie 6 kW, dann sollten wir uns die Bodenbeschaffenheit genauer ansehen und prüfen, ob wir nicht doch ein paar Watt mehr Entzugsleistung bekommen könnnen. Brauchen Sie aber 10 kW Heizleistung, dann ist diese Lösungsvariante in aller Regel nicht seriös umsetzbar.

Informationen zur richtigen Größe (=Tiefe) von Erdwärmesonden finden Sie hier.
 

Fotoreportage
Erdwärme-Nutzung mittels Sondenanlage

Nachfolgend finden Sie eine Fotoreportage zu meinem eigenen, privaten Erdwärmeprojekt aus dem Jahr 2006.
Dazu hatte ich mir 2 Erdwärmesonden zu je 75 m Tiefe bohren, bzw. bauen  lassen. Den größten Teil des ausgebohrten Erdreichs  hatte ich mir von einer Spezialfirma entsorgen lassen. Alles andere  erledigte ich in Eigenleistung.

Zum Öffnen der Fotoreportage einfach in der nachfolgenden Bilderübersicht auf das erste Bild links oben klicken:

 

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DSCF1524 Beginn Montage - Austritt EWS aus Wand

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Das   “11. Gebot”   bei  Erdwärme:

Du sollst nicht
am Kollektor sparen!

 Flachkollektoren sind zwar etwas billiger zu bauen als ihre gebohrten Varianten, kosten aber trotzdem noch viel Geld und vor allem Fläche. Außerdem ist das Einbringen von Eigenleistung bei den Erdarbeiten sehr gut möglich,
auch ohne die Präsenz eines Geologen.
Da liegt es nahe, gerade diese Kollektoren
 “nicht zu groß” zu bauen und an die häufig zu kleinen Grundstücke “anzupassen”.

Das aber reduziert die Heizleistung und erhöht den Stromverbrauch der Wärmepumpe unnötig. Des Weiteren benötigen derart “geplante” Anlagen deutlich mehr Betriebsstunden und haben einen höheren thermischen Stress auf den Lötstellen des Kältemittelkreislaufs.

Die Folge sind hohe Stromrechnungen, nicht ausreichend warme Wohnungen, höherer Verschleiß und manchmal auch entweichendes Kältemittel - genau so wie bei einer zu kurz gebohrten Erdwärmesonde

Sparen Sie also nicht an Kollektor
oder Sonde und beachten Sie die Mindestanforderungen der Hersteller!
Werkskundendienst Nachfüllung von Kältemittel P2021207
Bild: Reparatur einer Wärmepumpe, die
10 Jahre lang mit einem um 50 %
zu kleinen Kollektor
betrieben wurde.

Dass es auch anders geht, zeigt nachfolgendes Bild einer vorbildlichen Kundenanlage. Hier hilft sogar noch die Solaranlage auf dem Dach mit, die Soletemperatur möglichst weit anzuheben und damit den Stromverbrauch der Anlage zu reduzieren. (Wärmetauscher für die Einspeisung der Solarwärme rechts vorne im Bild)

Erdwärme Sammler mit Wärmetauscher für Einspeisung von Solarenergie P3191837

 

Web Design

Senkungsschäden vermeiden!

 Das Verfüllen des Erdgrabens nach Installation der Hausanschlussleitungen, insbesondere des Hausanschlusses der Erdwärmesonde ist ein sensibles Thema, denn die Leitungen/Rohre sollen dabei ja nicht beschädigt werden.

Problematisch kann es werden, wenn kurz nach dem Verfüllen ein schönes neues Pflaster ausgebracht wird.  Nachfolgendes Bild entstand von einer Pflasterarbeit, die nur wenige Wochen nach den Grabungsarbeiten  stattfand:

Senkungsschaden im Bereich des Hausanschlussgrabens

Deshalb mein Tipp: Informieren Sie bereits bei den Tiefbauarbeiten Ihren Auftragnehmer, dass Pflasterarbeiten geplant sind. Informieren Sie auch den Pflasterleger von den vorangegangenen Grabungsarbeiten.
Und: Wenn irgendwie möglich, so geben Sie dem Erdreich Zeit, sich selbständig zu setzen !

Im vorliegenden Fall hätte es geholfen, 8 Monate mit den finalen Pflasterarbeiten zu warten.