Sonntag, 23. Dezember 2012

Heizung mit Wärmepumpe und Erdkollektoren

Bei jedem Hausbau stellt sich die Frage nach der einzubauenden Heizung - ebenso bei Sanierungen/Renovierungen. Aus Interesse habe ich mir mal Wärmepumpen mit Erdkollektoren angeschaut (also die Verlegung eines Schlauches im Garten in der Tiefe zwischen 1.2m und 1.5m).
Wie soll die Sache funktionieren?
  • Dem Garten wird Wärmeenergie entzogen
  • Diese Wärmeenergie wird dem Haus über die Wärmepumpe zur Verfügung gestellt

Wichtigste Punkte:

  • Die entnommene Wärmeenergie wird über die Oberfläche ersetzt (http://www.greentec-solar.de/kategorie1/seite1/index.html). Die Wärmezufuhr aus dem Erdinneren beträgt nur 0.1W/m^2. (Daher auch die recht geringe Verlegetiefe.)
  • Der Wärmeinhalt der Erde wird vom enthaltenen Wasser bestimmt. Besonders gut sollen sandige Böden sein.
  • Die Fläche der Erdkollektoren soll doppelt so groß wie die beheizte Fläche sein.

Dann versuche ich doch wieder mal ein paar Rechnungen:
Fakten/Annahmen:
  • Pro 1°C enthält ein Liter Wasser 4.187kJ. (Fakt)
  • 400m^2 mit Erdkollektoren (Annahme)
  • Der Boden enhält ca. 30% Wasser und die Erdkollektoren entziehen Wärem in einem Durchmesser von 10cm
    Einen Quubikmeter enthält dann 300l Wasser und die Kollektoren hätten auf ein Zehntel Zugriff (10cm von 1m)
  • Aus den letzten beiden Punkten würde dann folgen, dass 400m^2*30l/m^2=12000l zur Verfügung stehen.
    Geht man von einer Temperator von 5°C aus, dann stehen bis zum Gefrierpunkt
    12000l*4.187kJ/l/°C*5°C=251.220kJ
Was ist das in kWh? 251.220kJ=251220/3600kWh=69.7kWh
Das ist nicht viel (Es entspricht ca. 7qm Erdgas...)
Wechselt das Wasser des Boden aber seinen Aggregatzustand, dann werden 335kJ frei.Das entspräche dann 4.020.000kJ=1.117kWh.
Auch nicht wirklich viel (112qm Erdgas). Aber fraglich ist vor allem die Annahme mit 10cm Durchmesser. Hier ist sicher ein Faktor 2-4 noch realistisch.
(Es muss ja funktionieren, da diese Heizungsart doch recht häufig verwendet wird.)
Allerdings zeigt sich, dass der Boden maßgeblich zum Erfolg beiträgt: Ein Boden, der nicht genügend Wasser speichert bzw. von oben eindringen liesst, bringt den Hausherren in arge Bedrängnis....

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