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ErdwärmeErdwärme ist in Form von Thermalquellen seit dem Altertum bekannt. Sie gilt in der heutigen Zeit als wichtige erneuerbare Energiequelle. Die oberste Erdschicht beinhaltet eine so große Menge an Energie, dass sie als nahezu unbegrenzt angesehen werden kann. Für Deutschland wird davon ausgegangen, in den nächsten Jahrzehnten etwa 30 Prozent der Haushalte in Deutschland nur mit Erdenergie versorgen zu können. Erdwärme ist entweder direkt in Form von Wärme nutzbar, kann aber auch indirekt als Stromerzeuger verwendet werden. Da in einem Eigenheim die benötigte Raumtemperatur verhältnismäßig gering ist, kann mittels Erdwärme das Heizen und Kühlen gerade dort besonders einfach realisiert werden.

Fakten zur Erdwärme für das Eigenheim

Je tiefer in das Erdinnere eingedrungen wird, desto wärmer wird es. In einer Erdtiefe von 100 Metern ist es zwischen 7 und 12° C "warm", in einem Kilometer Tiefe beträgt die Temperatur 40° C, wobei es regional zu geringfügigen Abweichungen kommen kann. In den hiesigen Breitengraden und somit in Mitteleuropa nimmt die Temperatur pro 100 Meter Tiefe um etwa drei Grad stetig zu. Aus diesem Umstand ergibt sich, dass die Nutzung von tiefer Geothermie direkt möglich ist.

Bei der oberflächennahen Geothermie wird die Installation einer Wärmepumpe nötig. Damit kann das Haus mittels der Wärmepumpendynamik nicht nur beheizt, sondern auch gekühlt werden. Oberflächennahe Geothermie nutzt die Temperaturen bis in circa 400 Meter Tiefe zum Heizen, im Regelfall sind Tiefenbohrungen bis circa 100 Meter üblich.

Eignung des Eigenheimes für eine Anlage zur Erdenergie Gewinnung

Vorteilhaft am Neubau ist insbesondere die Möglichkeit derr vorausschauenden Bauplanung, sodass Erdwärme-Anlagen in diesen Gebäuden so installiert werden können, dass sie optimal funktionieren. Durch Erdwärme und dank der modernen Wärmepumpen können speziell Effizienzhäuser mit Fußbodenheizung bestückt werden. Der Kostenaufwand für die Investition ist gegenwärtig zwar noch recht hoch, ist aber langfristig gesehen wirtschaftlicher als konventionelle Heizmethoden. Auch das Trinkwasser kann mit Erdwärme erhitzt werden.

Funktionsweise der Erdenergie für das Eigenheim

Die Erdwärmeheizung birgt die Energie im Erdinnern durch eine Tiefenbohrung üblicherweise in Kombination mit einer Wärmepumpe. Der Untergrund lässt sich aber auch direkt als Quelle für die Hauskühlung nutzen. Eine aufwändige Kälteerzeugung durch beispielsweise Klimaanlagen fällt somit weg und kann eingespart werden. Typischerweise werden hierzu Systeme wie Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden eingesetzt sowie auch Grundwasserbohrungen vorgenommen. Eine weitere Möglichkeit, Erdwärme zu nutzen, sind erdberührte Betonbauteile zum Einsatz. Diese Bauweise wird als thermische Betonkernaktivierung bezeichnet und zeichnet sich dadurch aus, dass sich alle Installationen und Leitungen innerhalb der Bauteile befinden. Durch den Wegfall von Heizkörpern können die Räume völlig frei gestaltet werden.

Unterschiede von Tiefenbohrung und Erdwärmekollektoren

Für den Betrieb einer Erdwärmesonde wird eine 100 Meter tiefe Bohrung durchgeführt. In das Bohrloch wird anschließend senkrecht die U-förmige Sonde zur Wärmeaufnahme eingesetzt, die mit einer frostsicheren Sole gefüllt ist. Die Sole dient als Wärmeträgermedium und zirkuliert durch die Rohre zum Wärmetauscher. Für eine gleichbleibende Zikulation sorgt eine elektrisch betriebene Pumpe. Die für dieses Verfahren nötige Bohrung muss von der örtlich zuständigen Unteren Wasserbehörde genehmigt werden und ist relativ teuer: Pro kW Heizleistung sollte mit Kosten zwischen 600 und 1.000 Euro gerechnet werden. Die zusätzlichen Bohrungskosten liegen zwischen ca. 30 und 50 Euro pro Meter, hängen jedoch maßgeblich von der Bodenbeschaffenheit ab. Weitere Kostenpositionen entstehen für das Heizsystem im Gebäude sowie die Erschließung der Wärmequelle. Erdwärmesonden arbeiten allerdings effektiver als Kollektoren, für deren Betrieb eine sehr gute Wärmedämmung des Hauses nötig ist, um eine ausreichende Erwärmung zu erreichen.

Spiralkollektoren werden senkrecht in einer Tiefe von 3 1/2 bis 4 1/2 Metern in das Erdreich eingesetzt und arbeitet prinzipiell wie eine Sonde. Für sie entstehen Kosten zwischen 2.500 und 5.500 Euro, dazu kommen noch 10.000 Euro für die Anschaffung der Wärmepumpe. Wegen der geringen Bohrtiefe ist ihr Betrieb nicht genehmigungspflichtig und muss bei der Unteren Wasserbehörde lediglich angezeigt werden. Der erhöhte Wärmebedarf während längerer Kälteperioden kann zusätzlich durch einen Heizkessel abgedeckt werden. Die Wärmeversorgung im gesamten Gebäude wird vollautomatisch reguliert.

Sonderformen sind Kapillarrohrmatten, Grabenkollektoren und Direktverdampfer. Sie werden im Menüpunkt Erdwärmepumpen ausführlich erläutert.

 

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