Wärmepumpe mit Erdsonde

Erdwärmesonde

Eine vertikal ins Erdreich versetzte Erdwärmesonde dient der Wärmepumpe als Wärmequelle. Dabei werden heute meistens Duplex-Erdsonden verbaut. Diese bestehen aus 4 Rohren aus Polyethylen mit einem Durchmesser von je 40mm. Zwei Rohre führen nach unten, die anderen zwei wieder nach oben. Im Bereich der Zuleitung werden die Erdsondenrohren mit sogenannten Y-Stücken zusammengefasst. Die zwei Zuleitungsrohre werden in das Gebäude geführt. Dazu sind lediglich zwei Kernbohrungen mit einem Durchmesser von 100mm notwendig. Die Abdichtung der Einführung wird mit Ringraumdichtungen gemacht.

In der Erdsonde zirkuliert ein Frostschutzgemisch aus Wasser-Glykol als Wärmeträgerflüssigkeit. Die Energie aus der Erde wird so zur Wärmepumpe transportiert.

für die Planung und Ausführung einer Erdsonde sind einige wichtige Punkte zu beachten:

• die Erdsondenbohrung ist bewilligungspflichtig. An welchen Standorten Erdsonden bewilligt werden, ist auf der Erdsondenkarte ersichtlich
• um die langfristig korrekte Funktion zu gewährleisten, muss die Sondenlänge richtig dimensioniert werden
• der Zugang für das Bohrfahrzeug muss vor Ort überprüft werden. Für erschwerte Zugänge können evtl. kleinere Maschinen eingesetzt oder ein Pneukran für den Transport verwendet werden.

Sole/Wasser-Wärmepumpe

Die zur Erdsonde passende Wärmepumpe ist die Sole/Wasser-Wärmepumpe (das Wärmeträgermedium in der Erdsonde wird als Sole bezeichnet). Bei modernen Erdsonden-Wärmepumpen wird ein COP-Wert von ca. 4.7 bis 5.0 bei Standardbedingungen erreicht (B0/W35 bedeutet: 0°C Austritt aus der Erdsonde und 35°C Vorlauftemperatur aus der Wärmepumpe). Die über ein ganzes Jahr erreichte E ffizienz, die Jahresarbeitszahl hängt dann von den verschiedenen Arbeitspunkten und Betriebsbedingungen ab.

verschiedene Hersteller bieten Wärmepumpen mit einem ähnlichen Konzept für den Einsatz im Einfamilienhaus an:

• Umwälzpumpen für den Erdsondenkreislauf und für die Heizungsladung sind in der Wärmepumpe eingebaut
• Expansionsgefässe (Seite Erdsonde und Heizung) sind eingebaut. Bei grösserem Anlagevolumen, z.B. mit einem Heizungsspeicher muss ein zusätzliches Expansionsgefäss auf der Heizungsseite eingebaut werden
• Platzbedarf: Standfläche ca. 60cm x 65 cm
• die Heizungsregelung für die Wärmepumpe, die Ansteuerung von einem Heizkreies und für die Boilerladung ist eingebaut
• Kompaktgeräte mit eingebautem Boiler (ca. 180 Liter). Bei kleinem Warmwasserbedarf können diese Geräte sehr platzsparend eingebaut werden

Seit ca. 2015 sind auch Erdsonden-Wärmepumpen mit Inverter-Technik auf dem Markt erhältlich. Diese Wärmepumpen passen die Leistung stufenlos dem Bedarf an, indem die Drehzahl des Verdichters und der Umwälzpumpen variiert wird. Dadurch wird die Effizienz der gesamten Wärmepumpenanlage verbessert.

Für das Beheizen von Mehrfamilienhäusern sind Standard-Wärmepumpen mit grösserer Leistung (20kW bis ca 100kW) erhältlich:

• mehrstufige Geräte, meistens mit zwei Kompressoren
• Kaskadenlösung mit mehreren Wärmepumpen: die gesamte Leistung wird auf mehrere Geräte verteilt, welche miteinander über eine gemeinsame Steuerung verbunden sind. Diese sorgt dafür, dass die geforderte Leistung zur Verfügung steht und alle Wärmepumpen eine ausgeglichene Anzahl von Betriebsstunden aufweisen.

Beispiele von Wärmepumpenanlagen mit Erdwärmesonde

» Beispiele (Referenzen) von Erdsonden-Wärmepumpenanlagen