Erdwärmekollektor

Erdwärmekollektor während der Verlegung

Erdwärmekollektoren sind meist aus Kunststoffrohren bestehende Wärmeübertrager, die horizontal im Erdreich verlegt werden.

Verlegungsart

Sie werden mindestens 20 cm unterhalb der örtlichen Frostgrenze, üblich sind in 1 bis 1,5 Meter Tiefe ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung mäanderförmig mit einem Rohrabstand von 0,5 bis 0,8 m verlegt.

Wärmeträger

Durch das geschlossene Rohrsystem zirkuliert ein Wasser-Glykol-Gemisch als Wärmeträger. Die von Regen und Sonne ins Erdreich eingebrachte Wärme wird über das Trägermedium entnommen und der Wärmepumpe zugeführt.

Ähnlich arbeiten Luftbrunnen, die bei Lüftungsanlagen oder beim Einsatz von Wärmepumpen mit dem Trägermedium Luft zum Einsatz kommen.

Leistung

Die erzielbare Wärmeleistung ist abhängig von der Beschaffenheit des Bodens. Trockene, grobkörnige Böden sind für den Wärmetransport schlechter geeignet als feuchte Grundwasserböden. Deshalb variiert die Leistung dieser Kollektoren von 10 W/m² bis zu 35 W/m² bei Grundwasserböden. Bei 20 W/m² Wärmeeintragsleistung bedeutet dies, dass für eine Wärmepumpenheizung mit 6 kW Leistung etwa 300 m² Bodenfläche erforderlich wird. Das entspricht überschlägig etwa einer Fläche, die doppelt so groß ist wie die zu beheizende Wohnfläche.

Vorteile

Vorteile von Erdwärmekollektoren sind ihre ganzjährige Verfügbarkeit, das geschlossene System mit unbedenklichem Solemedium und die bei Neubauten einfache Erschließung der Wärmequelle.

Nachteile

Nachteilig ist der relativ große Flächenbedarf im Vergleich zu Erdwärmesonden, die demgegenüber aufwendige Tiefbohrungen erfordern.

Durch die geringere Temperatur des Erdreichs kann sich der Beginn der Wachstumsperiode von Pflanzen, die oberhalb des Kollektors wachsen, um bis zu zwei Wochen verzögern.

Sonderbauformen

Sogenannte Spiralkollektoren oder Erdwärmekörbe vereinen den Vorteil der Erd(wärme)sonden (geringer Flächenbedarf) mit dem der Flächenkollektoren (preiswerter als Tiefenbohrung). Insbesondere bei kleineren Grundstücken, die weder freien Platz für Flächenkollektoren noch eine genügend breite LKW-Zufahrt für ein darauf montiertes Erdsonden-Tiefenbohrgerät haben, können Spiralkollektoren eine Alternative darstellen.

Spiralkollektoren vor der Verlegung

Dimensionierung

Zur Dimensionierung bzw. Leistungsberechnung kann das kostenlos aus dem Internet herunterladbare Simulationsmodell verwendet werden. ^[1]. Mit diesem Modell sind in einfacher Weise Vergleichsbetrachtungen zur Erdwärmesonde möglich. ^[2].

Quellen

1. ↑ Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd Glück: Simulationsmodell für Erdwärmekollektoren, 2008
2. ↑ Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd Glück: Simulationsmodell für Erdwärmesonden, 2008