Eine Erdwärmepumpe besitzt eine spezielle Funktionsweise, damit man zum Heizen kostenfreie Wärme aus dem Erdreich nutzen kann. Die Erdwärme lässt sich mit Grabenkollektoren, Erdkollektoren oder tiefen Sonden anzapfen. Durch die Wärmepumpe wird die thermische Energie auf ein höheres Niveau gebracht. Dank ganzjährig hoher Bodentemperaturen ist diese Methode besonders umweltfreundlich, effizient und sparsam.
Funktionsprinzip kurz erklärt
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe kann Wärme auf unterschiedliche Weise aus dem Erdboden ziehen. Zu diesem Zweck werden Sonden verwendet. Mit einer Tiefe, die 50 Metern bis 100 Meter beträgt, werden sie in den Erdboden gebohrt. Als Alternative können auch sogenannte Erdkollektoren verwendet werden, um unterhalb der Erdoberfläche einen weitläufigen Bereich abzudecken. Leitungen nehmen Wärme aus dem Boden auf und transportieren sie zur Wärmepumpe. Bei Leitungen werden meistens Sondenbohrungen, Flächenkollektoren oder Grabenkollektoren verwendet. Die Kunststoffleitungen werden bei einer Sondenbohrung senkrecht in den Boden eingebracht. Handelt es sich um Flachkollektoren, verlegt man Rohrleitungen in flächiger Weise. Die Tiefe beträgt ein bis zwei Meter.
Wärmeübertragung – Funktion in vier Schritten
Vier Arbeitsschritte sind zu bewerkstelligen, bevor die Wärme aus dem Erdreich an das Heizsystem abgegeben wird:
1. Aufnahme: Die Sole, die in den Sonden oder Kollektoren zirkuliert, nimmt die Erdwärme auf. Über einen Wärmeübertrager wird sie an die Wärmepumpe weitergeleitet. Ein spezielles Medium dient zum Erwärmen und verdampft dabei.
2. Verdichtung: Ein Verdichter, der normalerweise mit Strom betrieben wird, dient dazu, den Kältemitteldampf zu komprimieren. So wird Druck und Temperatur erhöht.
3. Abgabe: Die Wärme des Kältemittels wird durch einen weiteren Wärmeübertrager an das Heizsystem weitergeleitet. Auf diese Weise sinkt die Temperatur des Kältemitteldampfes.
4. Entspannung: Das bereits abgekühlte Kältemittel wird durch ein Entspannungsventil bei der Regenerierung unterstützt. So können Druck und Temperatur ihren Ausgangszustand annehmen. Das Medium kann sich verflüssigen. Dann beginnt der Vorgang erneut.
Aktive und passive Kühlung
Aufgrund der speziellen Funktionsweise einer Erdwärmepumpe besteht die Möglichkeit, im Sommer das System auch zum Kühlen benutzen. Man kann zwischen einer aktiven und passiven Kühlung unterscheiden. Handelt es sich um die aktive Kühlung, wird durch die Wärmepumpe Wärme des Heizungswassers aufgenommen. Der technische Prozess wird benutzt, um das Temperaturniveau zu erhöhen. Anschließend wird mithilfe der Sole die Wärme an das Erdreich übertragen. Handelt es sich um eine passive Kühlung, benötigt man keinen energieintensiven Wärmepumpenprozess. Die Wärme des Heizungswassers geht direkt auf die Sole über, die sich im Erdreich abkühlt und regeneriert zurückströmt.
Die Kühlung erfolgt in beiden Fällen im Raum mit einer Fußbodenheizung. Wenn das gekühlte Heizungswasser durch die Pumpe strömt, kann die Erdwärmepumpe Wärme aus dem Raum aufnehmen. So wird ein Abfall der Temperatur erreicht.
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