Direktverdampfer Wärmepumpe
Die Direktverdampfungs Wärmepumpe nutzt das Erdreich als Wärmequelle. Im Gegensatz zu Sole Anlagen wird auf den Sole Tauscherkreis verzichtet und stattdessen der Verdampfer in Form von kunststoffbeschichteten Kupferrohren direkt im Boden verlegt.
Bauarten Verdampfer
Der Verdampfer besteht aus mehreren Kreisen aus Kupferrohr mit einer Länge um 90m. Meist wird er als Flächenkollektor ausgeführt. Dazu werden die Rohre in einer Tiefe von 0.8 - 1.5 m in einem Abstand von 0.5 - 0.8 m eingebracht. Deren Kunststoffbeschichtung schützt vor Korrosion und mechanischen Einflüssen. Die Fläche wird meist geringer ausgelegt als bei Sole-Flächenkollektoren.
Seltener sind auch Erdsonden als Direktverdampfer ausgeführt.
Effizienz
Durch den Verzicht des zusätzlichen Tauscherkreises liegt die Verdampfungstemperatur einige K höher als bei Sole Anlagen bei gleicher Erdreichtemperatur. Ein K höhere Verdampfungstemperatur spart 2.5 % Energie für den Verdichter. Eine Solepumpe ist auch nicht nötig. Der Umlauf des Kältemittels wird durch die Druckdifferenz zwischen der Hoch- und Niederdruckseite bewerkstelligt, die nur noch zum Teil im Expansionsventil abgebaut wird (und sowieso verloren wäre). Die Leistungsaufnahme der Solepumpen entsprechen 2-10% der Verdichterleistung die beim Direktverdampfer eingespart werden können.
Da die Kupferrohre teurer sind als die Kunststoffrohre bei Sole-Flächenkollektoren und um Kältemittel zu sparen, wird bei Direktverdampfern üblicherweise mit kleineren Flächen und damit geringeren Rohrlängen gearbeitet. Dies hat eine höhere Belastung des Erdbodens zur Folge, dieser kühlt rascher aus. Dies führt dazu, dass der Nachschub von Wärme von der Oberfläche wichtiger wird als bei Sole Anlagen, die mehr noch von der gespeicherten Erdwärme vom Sommer profitieren können. Daher ist die optimale Verlegetiefe bei Direktverdampfern in geringerer Tiefe bei 0.8-1.5m. Durch die daraus resultierende geringere Erdreichtemperatur um die Rohre wird mindestens ein Teil des energetischen Vorteils von Direktverdampfern wieder aufgezehrt. Eine Auslegung wie bei Sole Kollektoren wäre daher aus energetischer Sicht anzustreben. Die optimale Verlegetiefe in Abhängigkeit der spezifischen Entzugleistungen wurde in [ RAMMING07 ] untersucht.
