Sole Wasser Wärmepumpe
Die Sole/Wasser Wärmepumpe nutzt den Erdboden als Wärmequelle.
Funktionsweise
Das grundsätzliche Funktionsprinzip der Wärmepumpe ist bei allen Kompressionswärmepumpen gleich.
Gegenüber einer Luft/Wasser Wärmepumpe unterschiedet sie sich in der Bauart des Verdampfers (Wärmetauscher). Dieser wird von einem Wasser/Frostschutzgemisch (Sole) durchflossen, das die vom Erdboden aufgenommene Wärme an den Verdampfer abgibt. Die Sole zirkuliert in Kunststoffrohren die im Erdboden eingebracht sind und auf dem Weg durch das Erdreich aufgewärmt wird.
Wärmequelle
Als Wärmequelle dient meist der Erdboden. Es existieren mehrere Systeme um dessen Wärmeinhalt zu erschliessen. Sie unterscheiden sich in der Art und weise wie die Rohre im Boden eingebracht sind, durch die die Sole fliesst.
- Erdwärmesonden: In vertikalen Bohrungen eingebrachte Rohre
- Erdwärmekollektoren: Flächig ausgelegte Rohre in 1-2m Tiefe
- Grabenkollektoren: Die Rohre werden in Gräben ausgelegt
- Erdwärmekörbe: Die Rohre sind spiralförmig zu Körben geformt und werden in 2-4m Tiefe eingegraben
- Energiepfähle: Rohre sind in Betonpfählen einbetoniert. Diese Pfähle erfüllen zudem eine statische Funktion
Seltener existieren Systeme, die andere Wärmequellen nutzen:
- Wasser mit Sole Zwischenkreis (z.B. Rohrschlangen in Seewasser, Grundwasser mit externem Wärmetauscher etc.)
- Mit Sole gefüllte Absorber, z.B. Energiezaun, Solarabsorber, nutzen die Aussenluft kombiniert mit solarer Strahlung.
Leistung und Effizienz
Die Leistung und Effizienz der Wärmepumpe hängt u.a. davon ab wie hoch die Temperatur der Wärmequelle liegt. Je höher desto besser. Im Durchschnitt haben Erdwärmesonden höhere Soletemperaturen, da die Temperatur mit der Tiefe zunimmt. Auch wird ein grösserer Erdkörper und damit grösserer Wärmeinhalt erschlossen als bei oberflächennahen Systemen, die im Winter zudem auch gegen oben auskühlen. Flächenkollektoren weisen dafür im Sommer meist höhere Soletemperaturen auf als Erdsonden, da der Boden von der Sonne erwärmt wird. Allerdings nützt diese höhere Temperatur nicht so viel, da im Sommer kaum Wärmebedarf besteht. Die Erdsonde weist über das Jahr ausgeglichenere Temperaturen auf was auch zu geringeren Schwankungen der Leistung führt.
Die Auslegung der Wärmequelle hat einen entscheidenden Einfluss auf deren Temperaturverlauf. So kann eine knapp dimensionierte Erdwärmesonde durchaus tiefere Soletemperaturen aufweise als ein grosszügig ausgelegter Flächenkollektor.
Oberflächennahe Systeme weisen im allgemeinen niedrigere Investitionskosten auf als Erdwärmesonden.
