Oberflächengeothermie

Impressionen eines Erdwärmesondenprojektes unseres Mitglieds Rohn & Co. GmbH

Im Folgenden stellen wir Ihnen die verschiedenen Möglichkeiten der Erschließung von oberflächennaher Erdwärme dar:

Erdwärmesonden

Erdwärmesonden sind Wärmetauscherrohre aus Kunststoﬀ in U oder Doppel U-Form, die vertikal in Tiefen von mehreren hundert Metern eingebracht werden können. Zumeist wird aber bis zu 99 m tief gebohrt. Erdwärmesonden stellen die am weitesten verbreitete Erschließungsmethode für Geothermie dar. Sie sind zudem sehr gut zum Kühlen geeignet. Hierbei wird die mit Strom betriebene Wärmepumpe nicht benötigt. Mittlerweile werden Photovoltaikanlagen mit Wärmepumpen gekoppelt. Durch den selbst erzeugten Strom und Wärme kann man Energiekosten langfristig deutlich senken.

Oftmals werden Erdwärmesondenprojekte von Planern als „zu teuer“ abgetan, ohne die Option näher zu prüfen. Eine derart pauschale Aussage ist unseriös, da es standortabhängig ist. Vor diesem Hintergrund ist es interessant zu beobachten, dass aktuell in vielen Veranstaltungen Erneuerbare Best Practice Beispiele mit Erdwärmesonden(feldern) vorgestellt werden. Die Eﬃzienz der Erdwäme stellt hierbei einen besonderen Erfolgsfaktor dar.

Havarien wie in Staufen haben dazu geführt neue Prüfverfahren zu entwickeln und dem Qualitätsmanagement erheblichen Vorschub bereitet.

Bild: © BPW Bundesverband Wärmepumpe e.V., www.waermepumpe.de

Erdwärmekollektoren

Erdwärmekollektoren bestehen aus kunststoffhaltigen Wärmetauscherrohren. Die Kollektoren werden auf großer Fläche horizontal in Schleifen in geringen Tiefen verlegt. Die im Boden gespeicherte Energie stammt größtenteils aus der Sonneneinstrahlung. Es gibt eine Faustregel, wonach die Kollektorfläche in Bezug zur beheizten Fläche in etwa doppelt so groß ausgelegt werden sollte. Zum Heizen muss eine Wärmepumpe installiert werden.

Bild: © BPW Bundesverband Wärmepumpe e.V., www.waermepumpe.de

Grundwasserbrunnen

Bei dieser geothermalen Erschließungsmethode wird in einen Grundwasserleiter hineingebohrt. Hierzu wird ein Entnahme- und Schluckbrunnen errichtet. Flachgeothermische Brunnenbohrungen werden in der Regel in Tiefen bis zu 20 m niedergebracht. Zumeist stammt das Wasser aus Niederschlägen, die im Boden versickern. Dort wo es sich im Untergrund sammelt, hat es eine recht konstante Temperatur. Es eignet sich gut als Wärmequelle für eine Wärmepumpe. Dem Wasser wird die Wärme über einen Wärmetauscher entzogen. Der Erfolg des Brunnenbohrprojektes hängt von den hydrogeologischen Voraussetzungen ab. Wichtig ist hierbei die Planung des Projektes durch einen Geologen.

Bild: © BPW Bundesverband Wärmepumpe e.V., www.waermepumpe.de

Funktionsweise einer Wärmepumpe

Erdgekoppelte Wärmepumpen arbeiten hocheﬃzient. In der Regel eﬃzienter als Luftwärmpumpen. In den Erdwärmesonden zirkuliert entweder Wasser oder ein glykolbasiertes Fluid, das vom umgebenden Gestein Wärme aufnimmt. Nach Erwärmung in den Sonden wird diese Wärme in einem zweiten Kreislauf von einem Kältemittel in der Wärmepumpe aufgenommen, das über den sog. Verdichter auf ein höheres Temperaturniveau gebracht wird. Damit kann in einem dritten Kreislauf geheizt werden. Die erzeugte Wärme kann aber auch zur Warmwassererwärmung genutzt werden. Wärmepumpen können zudem sehr energiesparend zum Kühlen eingesetzt werden.

Heizen und Kühlen

Im linken Bild wird dem Untergrund Wärme zum Heizen entzogen. In der Heizperiode kühlt der Untergrund zwar ab, regeneriert aber wieder. Außerdem kann Mittels Sonnenenergie, die im Sommer nicht immer direkt verbraucht wird, der Untergrund erwärmt werden. So wird Energie saisonal gespeichert. Der Prozess der Gebäudekühlung im Sommer führt dem Untergrund ebenfalls Energie zu.