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Wärme aus Erdreich, Grundwasser und Abwasser

Das Erdreich hat ab einer gewissen Tiefe ganzjährig eine nahezu konstante Temperatur von 9 bis 11°C. Es kommt also für Wärmepumpen und thermoaktive Bauteilsysteme ebenso als Wärmequelle oder Wärmesenke in Frage wie das darin fließende Grundwasser. Auch Abwasser aus Industrie und Gewerbe kann – ähnlich wie das Grundwasser – als Wärmequelle genutzt werden.

Durch Erdsonden, Bodenabsorber oder thermisch aktivierte Gründungspfähle von Gebäuden wird Wasser gepumpt, so dass je nach Jahreszeit das Erdreich Wärme abgibt oder aufnimmt. Im Heizbetrieb liefern Wärmepumpen das drei- bis fünffache der Antriebsenergie. Im freien Kühlbetrieb sind diese Systeme nochmals deutlich effizienter, weil nur die Antriebsenergie für die Umwälzpumpen benötigt wird.

Doch die Implementierung eines Systems aus regenerativer Wärmequelle, Niedrig-Exergie-System und Gebäudebetriebsführung ist durchaus komplex, zumal saisonale Effekte und die Regenerationsfähigkeit der Wärmequelle beachtet werden müssen. Aufgrund der geringen Temperaturdifferenzen zwischen dem Erdreich und dem Heiz- oder Kühlsystem reagieren die Anlagen sehr sensibel auf fehlerhafte Betriebsführung und Störungen. Das mindert dann die Systemeffizienz im Moment deutlich, teils mit gravierenden Auswirkungen in den Folgejahren. Verschiedene Anlagenkonzepte werden über mehrere Jahre wissenschaftlich evaluiert und optimiert.

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