Geothermie

Geothermie ist die unterhalb der Erdoberfläche gespeicherte Wärmeenergie. Geothermie ist immer verfügbar, immer dann, wenn sie gebraucht wird: rund um die Uhr, ohne Rücksicht auf Tages− oder Jahreszeiten, unabhängig von Wetter und Klima.

Sie schont Umwelt und Klima und beansprucht wenig Platz. Geothermische Energie muss nicht über lange Strecken antransportiert werden.

Geothermie ist Energie vor Ort. Unser Planet kennt keine Energiekrise.

Es gibt viele Möglichkeiten, das Energieangebot von Mutter Erde in Wärme und/oder Strom umzuwandeln. Z. B. die Nutzung der oberflächennahen Geothermie durch erdgekoppelte Wärmepumpen.

Was ist oberflächennahe Geothermie?

Unter „oberflächennaher Geothermie“ versteht man das in den oberen 100 bis 200 m der Erdkruste vorhandene Temperaturniveau zum Zwecke der Beheizung und Kühlung von Gebäuden.

Mit einer Wärmepumpe ist es möglich, die auf einem niedrigen Temperaturniveau gewonnene Erdwärme auf ein für Heizzwecke nutzbares Niveau anzuheben.

Funktionsschema einer Wärmepumpe

Funktionsweise:

Die Wärmepumpe wandelt Wärme niedriger Temperatur in Wärme hoher Temperatur um.

Dies geschieht durch einen geschlossenen Kreisprozess, durch ständiges Ändern des Aggregatzustandes des Arbeitsmittels (Verdampfen, Komprimieren, Verflüssigen, Expandieren).

Genauso entzieht z. B. auch der Kühlschrank seinem Inneren die Wärme − und gibt diese dann nach außen ab.

Die Wärmepumpe entzieht der Umgebung des Hauses − Erdreich, Wasser oder Luft − gespeicherte Wärme und gibt diese plus der Antriebsenergie in Form von Wärme an den Heiz− und Warmwasserkreislauf ab.

Vorteile der Erdwärmenutzung mittels Wärmepumpen gegenüber anderen Energiequellen:

  • Erdwärme ist unabhängig vom Standort, prinzipiell überall einsetzbar
  • krisensicher, da unabhängig von fossilen Brennstoffen und damit von den ständig steigenden
    Öl− und Gaspreisen
  • unabhängig von der Jahreszeit und der Witterung − geothermische Energie kann daher dann
    genutzt werden, wenn sie gebraucht wird
  • Lieferung der Energie in konstanter Menge und auf unbegrenzte Dauer
  • am Einsatzort absolut emissionsfrei und daher umweltschonend; da ca. 75% der benötigten
    Heizenergie gratis aus dem Erdreich gewonnen wird, sind die Betriebskosten im Vergleich zu
    allen anderen Heizsystemen mit Abstand am niedrigsten (Einsparung von 60-75%)
  • geringer Platzbedarf
  • Einsparung der Kosten für Schornstein, abgesichertem Haustechnikraum und Öl− / Gastank
  • erdgekoppelte Wärmepumpenanlagen sind wartungsfrei, vollautomatisch und leise
  • d.h. keine Kosten für Schornsteinfeger, keine Kosten für Reinigung, Wartung und Einstellung
    der Heizanlage
  • da keine brennbaren Stoffe zum Einsatz kommen, besteht keine Explosions− oder Feuergefahr
  • durch Umkehr des Kreisprozesses der Wärmepumpe können Bauwerke im Sommer ohne
    wesentlichen Mehraufwand an Investitions− oder Betriebskosten gekühlt, belüftet und
    entfeuchtet werden.
  • bei Pfahlgründung von Gebäuden können die Pfähle als Erdwärmetauscher genutzt werden
    (sogen. Energiepfähle)

Methoden der Nutzung oberflächennaher Geothermie durch erdgekoppelte Wärmepumpen:

Vertikal verlegte Erdwärmesonden

vertikal verlegte Erdwärmesonden Durch 30 bis 100 m tiefe vertikal verlegte Erdwärmesonden wird in einem geschlossenen Kreislauf eine Wärmeträgerflüssigkeit gepumpt. Diese nimmt die Umgebungstemperatur von ca. 10ºC auf und gibt sie an den Wärmepumpenkreislauf ab.

horizontal verlegte ErdwärmesondenHorizontal verlegte Erdwärmesonden

Durch 1-2 m tief horizontal verlegte Erdwärmesonden wird in einem geschlossenen Kreislauf eine Wärmeträgerflüssigkeit gepumpt. Diese nimmt die Umgebungtemperatur von ca. 10ºC auf und gibt sie an den Wärmepumpenkreislauf ab.

Anlagen mit BrunnenAnlagen mit Brunnen

Es werden zwei Brunnen gebraucht − ein Förderbrunnen und ein Schluckbrunnen. Das etwa 10ºC warme Wasser wird dem Förderbrunnen entnommen, auf einen Wärmepumpenkreislauf übertragen und dort um etwa 3 bis 4ºC abgekühlt und dann dem Schluckbrunnen zugeführt.

Endenergieverbrauch verschiedener Heizsysteme:

Die Abbildung zeigt, dass die erdgekoppelten Wärmepumpenheizungen deutlich weniger Endenergie verbrauchen als Gas− oder Ölheizungen.Die Abbildung zeigt, dass die erdgekoppelten Wärmepumpenheizungen deutlich weniger Endenergie verbrauchen als Gas− oder Ölheizungen.

Kosten einer Kilowattstunde Heizenergie:

Betriebskosten bei erdgekoppelten WärmepumpenheizungenDa ca. 3/4 der Heizenergie gratis aus der Erde kommen, sind die Betriebskosten bei erdgekoppelten Wärmepumpenheizungen so gering wie bei keinem anderen Heizsystem. Damit stellt es heute das modernste Heizsystem dar.

Verursacher von Treibhauseffekt und Klimaveränderung:

Durch Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Erdgas werden erhebliche Mengen an Kohlendioxid und anderen Schadstoffen freigesetzt. Die Folge ist die Erwärmung der Erdatmosphäre (Treibhauseffekt), Klimaveränderung, saurer Regen, Waldsterben etc.

Hausbrand ist zu ca. 40% für den durch CO2−Emissionen verursachten Treibhauseffekt verantwortlich. Mit der Wärmepumpentechnologie heizen Sie absolut schadstofffrei am Einsatzort. Leisten Sie Ihren Beitrag zum globalen Umweltschutz − und sparen Sie dabei!

Durchschnittliche CO2−Emissionen für ein Einfamilienhaus mit 8,8 kW Heizbedarf.

Durchschnittliche CO2−Emissionen für ein Einfamilienhaus mit 8,8 kW Heizbedarf.

  • Beratung und Information zur Nutzung von Erdwärme
  • Machbarkeitsstudien:
    • Ermittlung der thermischen Untergrundparameter nach VDI−Richtlinie 4640 bzw. ab 30 kW Wärmebedarf mittels Geothermal Response Test
    • Auslegung der Erdwärmesondenanlage nach VDI−Richtlinie 4640
    • Ermittlung der spezifischen Entzugsleistung und Erdwärmesondenlängen
    • Prüfung der wasserrechtlichen Genehmigungsfähigkeit
    • Beratung und Darstellung der zur Verfügung stehenden Fördermöglichkeiten
    • Grobkostenschätzung der Investitionskosten sowie Rentabilitätsberechnung
  • Erkundung der geologischen und geothermischen Gegebenheiten am gewünschten Standort
  • Geothermal Response Test:
    • Ermittlung der thermischen Eigenschaften des Untergrundes durch Messung der Wärmeleitfähigkeit und des Bohrlochwiderstandes in einer Erdwärmesonde
    • Berechnung und Auswertung der Testergebnisse, Ermittlung der Entzugsleistung zur optimierten Anlagenkonfiguration
  • Koordination und Fachbauleitung bei der Anlagenerstellung und Installation

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