Geothermie / Wärmepumpe

Das Prinzip kennen Sie von Ihrem Kühlschrank: Wird ein Medium abgekühlt, dann entsteht Wärme. Eine Wärmepumpe nutzt dieses Prinzip in umgekehrter Weise. Sie kühlt eine Wärmequelle ab, entnimmt ihr also die vorhandene Wärmeenergie und nutzt diese zum Heizen.

Wärmequellen

Optimal ist es, wenn die Wärmequelle über das ganze Jahr hinweg eine gleichbleibende Temperatur hat. Sowohl das Erdreich als auch das Grundwasser bieten dafür geeignete Bedingungen. Die Außenluft als Wärmequelle unterliegt dagegen starken jahreszeitlichen Schwankungen. Dafür steht sie als Wärmequelle unmittelbar zur Verfügung und muss nicht extra erschlossen werden. Für die Erschließung der Wärmequellen Erdreich und Grundwasser sind dagegen höhere Kosten zu kalkulieren. Hier gilt es also sorgfältig abzuwägen. Das Bayerische Landesamt für Umwelt informiert anhand detaillierter Karten und mithilfe eines Standortchecks über das Erdwärmepotenzial in Bayern.

Erdwärme wird durch im Boden versenkte Erdreichkollektoren oder Erdsonden nutzbar gemacht. Für erstere muss eine größere, unversiegelte Fläche zur Verfügung stehen, auf der die Kollektoren in einer Tiefe von 1-1,5 m waagerecht verlegt werden. Für eine Erdsonde muss eine Tiefenbohrung vorgenommen werden. Die Tiefe des Bohrlochs hängt von den örtlichen Gegebenheiten und der benötigten Wärmeleistung ab. Erdreichkollektoren sind wegen der entfallenden Tiefenbohrung günstiger als Erdwärmesonden. In der geringeren Tiefe stehen allerdings niedrigere Temperaturen und ein schwankendes Temperaturniveau zur Verfügung, sodass der Wirkungsgrad einer Erdwärmesonde höher ist.

Um die Wärme des Grundwassers zu nutzen, müssen zwei Brunnen angelegt werden. Der eine fördert das Grundwasser, mit dem die Wärmepumpe versorgt wird, über den zweiten wird das abgekühlte Wasser wieder ins Erdreich abgegeben. Ist oberflächennahes Grundwasser vorhanden, dann ist eine Grundwasser-Wärmepumpe eine gute Wahl. Da Schwermetalle im Wasser das System beeinträchtigen können, ist eine detaillierte Planung und Wasser-analyse notwendig.

Wirkungsgrad und Jahresarbeitszahl

Der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe wird in der Leistungszahl COP (Coefficient of Performance) gemessen, dem Verhältnis aus der benötigten Antriebsenergie und der nutzbaren Wärmemenge. Je höher die Leistungszahl, desto besser wird die Energie genutzt. Eine effiziente Anlage liefert bis zu fünfmal mehr Wärme, als sie an Strom verbraucht. Die Leistungszahl sagt allerdings nur aus, wie gut die Wärmepumpe unter optimalen Bedingungen arbeitet. Für die Bewertung der gesamten Wärmepumpenheizungsanlage ist die Jahresarbeitszahl (JAZ) entscheidend. Sie gibt das Verhältnis der über das Jahr abgegebenen Heizenergie zur verbrauchten elektrischen Energie an.

Heizanlage anpassen

Die Wärmeabgabe sollte auf einem möglichst niedrigen Temperaturniveau (kleiner als 50 °C) erfolgen. Dies ist etwa bei Fußboden- oder Wandflächenheizungen der Fall. Für konven-tionelle Heizkörper, die mit einer Heizwassertemperatur von 60-70 °C arbeiten, ist eine Niedertemperatur-Wärmepumpe nicht zu empfehlen. Hochtemperatur-Wärmepumpen, welche die notwendigen Vorlauftemperaturen für Heizkörpersysteme erzeugen können, haben einen entsprechend höheren Strombedarf.

Genehmigungspflicht

Sowohl für die Tiefenbohrung als auch für die Nutzung des Grundwassers muss eine Genehmigung erteilt werden. In Wasserschutzgebieten ist eine Tiefenbohrung generell nicht erlaubt. Erdreichkollektoren, auch außerhalb von Wasserschutzgebieten, sind anzeigepflichtig.

Landratsamt Neustadt a.d.Aisch-Bad Windsheim

Adenauerallee 1, 91413 Neustadt a.d.Aisch
09161/92-0

Wasserwirtschaftsamt Ansbach

Dürrnerstraße 2, 91522 Ansbach
Roland Rösler
0981/9503-280
Website besuchen
E-Mail senden


Fazit:

  • sinnvoll bei Flächenheizungen (Fußbodenheizung, Wandheizung)
  • 75 % der Wärme aus regenerativer Energie (je nach Jahresarbeitszahl)
  • Kombination mit Photovoltaikanlage wegen des Eigenstromverbrauchs ideal


Informationen zum Thema
: