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Erdwärme

Wärme aus der Erde

Erdwärme ist die in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der festen Erdoberfläche.
Die Verwendung von Erdwärme gewinnt zunehmend an Bedeutung.

Wärmepumpenheizungen
nutzen die Umweltwärme der umgebenden Luft oder des Erdreiches (Geothermie), um sie mittels Wärmepumpe auf ein verwertbares höheres Temperaturniveau anzuheben, um damit Gebäude oder andere Einrichtungen beheizen zu können. mehr [69 KB]

Wärmepumpen kostengünstig und umweltfreundlich

Wärmepumpen Nachfrage hat sich verzehnfacht



Allgemeines
Zur Beheizung von Gebäuden werden meist Elektro-Kompressions-Wärmepumpen verwendet. Es finden jedoch auch Absorptions- bzw. Adsorptions-Wärmepumpen Verwendung. Das Funktionsprinzip lässt sich gut mit einem Kühlschrank vergleichen, der innen kühlt und außen heizt. Viele dieser Systeme können im Umkehrbetrieb auch zur Kühlung eingesetzt werden.

Als Wärmesenke (für den Kältemittelkreislauf) werden Wärmetauscher (Kältemittel/Heizwasser) den Heizkörpern bei 50 °C Wassertemperatur oder Fußbodenheizungen/Wandheizungen mit 35 °C vorgeschaltet. Je niedriger die Temperaturdifferenz zwischen Wärmequelle (Kompressortemp.) und Wärmesenke (Fußbodenestrich) ist, umso effizienter kann eine Wärmepumpe arbeiten, da die Kompressortemperatur niedriger gehalten werden kann. Eine niedere Temperaturdifferenz setzt eine gute Außenwand- und Boden-/Deckendämmung voraus. Ist die damit geforderte Heizleistung eines Raumes gering, kann mit niedrigen Heizkörper-/Fußbodentemperaturen bei hohem Wirkungsgrad (e) geheizt werden.


Beispielrechnung
Heizdauer: Eine Stunde mit einer Erdwärmepumpe mit 10 kW thermischer Heizleistung. Bei einer Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe (Verhältnis von abgegebener thermischer zu aufgenommener elektrischen Energie) von 4, beträgt die Stromaufnahme für 10 kWh(therm) /4 = 2,5 kWh aus dem E-Werk. Je nach Qualität des Brennstoffes entsprechen die oben erzeugten 10 kWh thermischer Energie dem Heizwert von etwa einem Liter Heizöl EL (42.600 kJ/kg bzw. 10,08 kWh/Liter) oder einem Kubikmeter Erdgas, die direkt im Haus zur Wärmegewinnung eingesetzt werden, jedoch noch unter Außerachtlassung des Wirkungsgrades eines alten Heizkessels mit rd. 70 %, womit 30 % Konvektions- und Abgasverluste darstellen. Selbst aktuelle Brennwertkessel, die mit feuerungstechnischen Wirkungsgraden über 100 % werben, erreichen in der Praxis (mit Stillstandsverlusten bei ca. 20000 Brennerstarts) meist keine 80 %.


Wärmequellen
Als Wärmequelle dienen:

- Erdwärmekollektoren sind in geringer Tiefe im Erdboden verlegte „Heizschlangen“.

- Erdwärmesonden sind Bohrungen in den Boden bis zu mehreren 100 Metern. In der Regel werden die Bohrungen bis max. 100 Meter ausgeführt, da bei größeren Tiefen die Genehmigung der Bergbaubehörden erforderlich ist. Gegebenenfalls werden mehrere Bohrungen niedergebracht.

- Grundwasser wird in einem Brunnen entnommen und durch einen so genannten Schluckbrunnen zurückgeführt.

- Luft direkt aus der Umgebung bzw. in Verbindung mit Erdwärmeübertrager. In Deutschland rechnet man mit Temperaturen von 0 °C für Erdwärmekollektoren bzw. Erdwärmesonden und 8 °C für Grundwasser.


Kosten
Gute Wärmepumpenheizungen auf Erdkollektor- bzw. Erdsonden-Basis kosten im Neubau kaum viel mehr als eine Ölheizung. Gasheizungen sind jedoch kostengünstiger in der Anschaffung, nicht so sehr im Betrieb. Eine Wärmepumpenheizung mit Erdsonde und Fußbodenheizung, evtl. auch teilweise Wandheizung, erspart Tankraum, Kamin, Ölbehälter, Jahresservice, Rauchfangkehrer, Stromkosten für Brenner etc.

Für eine Wärmepumpe mit 5 kW ergeben sich dabei, je nach verwendeter Technik und Primärenergieträger, Investitionskosten von ca. 2.500 €
bis 15.000 €