Geothermische Und Wärmepumpensysteme

Eine Outdoor-Split-System-Wärmepumpe ClimateMaster, die Heiz- und Kühlanlage des Gebäudes.

Geothermie gehört zur Erdwärme - und es ist nichts Neues. Bis zum Ausbruch des Vesuvs im Jahr 79 n. Chr. Wurde Pompeji durch eine ausgeklügelte Erdwärmeheizung erwärmt. Italien produzierte 1904 erstmals Geothermie.

Heute nutzen Städte von Boise bis Reykjavik geothermisch erzeugten Strom. Klamath Falls, Oregon, fängt Bodenwärme ein und leitet sie unter Straßen und Gehwegen, damit sie im Winter nicht gefrieren.

Geothermische Energie kommt von der Hitze, die in der Erde gespeichert wird - von der Bildung des Planeten und dem radioaktiven Zerfall von Mineralien und, näher an der Oberfläche, von der Sonne. Ein paar Meter weiter ist die Temperatur der Kruste relativ konstant bei 45 bis 58 Grad Fahrenheit, das ganze Jahr über. Geo-Austausch-Wärmepumpensysteme nutzen dies, indem sie Wasser oder andere Flüssigkeiten durch kontinuierliche Schleifen von Kunststoffrohren, die im Boden vergraben sind (oder eine Wasserquelle wie ein Teich), zirkulieren lassen. Das sind geschlossene Systeme; Eine Open-Loop-Option verwendet Brunnen- oder Oberflächenwasser als Austauschflüssigkeit, die an die Quelle zurückgegeben wird.

Der Ausschnitt zeigt, wie eine Indoor-Split-System-Pumpe erwärmte Luft liefert und Haushaltswasser vorwärmt.

Die Flüssigkeit sammelt im Winter Wärme vom Boden und leitet sie durch das System zu einer Wärmepumpe im Gebäude, wo die Wärme komprimiert wird, um mehr Wärme zu erzeugen, die Luft auf 90 bis 105 Grad erwärmt, die durch das Haus über Standardkanäle geleitet wird. Oder es kann erhitzte Flüssigkeit durch ein Unterboden-Heizsystem senden.

Im Sommer kommt es zu einem umgekehrten Prozess, da zirkulierende Flüssigkeiten Wärme vom Gebäude zurück in die Erde übertragen. Das sehr zuverlässige, effiziente System bietet eine angenehm gleichmäßige Wärme- und ganzjährige Feuchtigkeitskontrolle und ist viel leiser als eine Klimaanlage.

Erdwärmepumpen können auch verwendet werden, um einen Teil der Warmwasserversorgung zu beheizen. Im Winter reduziert die Wärmepumpe die Kosten für die Warmwasserbereitung um etwa die Hälfte. Im Sommer wird die Wärme aus dem Haus genutzt, um das Wasser mit großen Ersparnissen zu erhitzen.

Pumpen haben die Größe eines kleinen Kühlschranks oder Ofens und können in einen Schrank eingebaut werden (keine Entlüftung erforderlich). Wenn kein Platz zur Verfügung steht, erledigt eine kleine, unauffällige Außeneinheit wie die von ClimateMaster die Aufgabe. Die Wartung ist einfach (z. B. Filterwechsel). Unterirdische Rohre werden voraussichtlich 50 Jahre und vielleicht noch viel länger halten. Erdwärmepumpen können zu bestehenden Öfen mit fossilen Brennstoffen hinzugefügt werden, um ihre Effizienz zu erhöhen.

Die Zeichnung zeigt ein geschlossenes System von Flüssigkeit zu Luft, bei dem vertikale Schleifen verwendet werden, die zwar tiefer, aber nicht so platzraubend sind wie horizontale Rohre.

Die Nachrüstung eines älteren Hauses zur Erdwärmeheizung ist nicht kompliziert, kann aber teuer sein. Das System kann in allen außer den kleinsten Losen installiert werden, unter Rasen, Auffahrten, sogar das Haus. Die Rohre können je nach verfügbarer Landfläche horizontal oder vertikal verlaufen. Bei der horizontalen Installation werden Rohre in Gräben vier bis fünf Fuß voneinander entfernt in Tiefen von drei bis vier Fuß verlegt; Dieser Grabenbau wird jedoch die etablierten Landschaften und Baumwurzeln stören. Bei platzsparenden vertikalen Installationen, die teurer und möglicherweise durch das Substrat kompliziert sind, werden tiefe Bohrlöcher im Abstand von 10 bis 15 Fuß gebohrt.

Der Luftförderer enthält Kompressor, Luftspule, Gebläse, Filter und elektronische Steuerungen; Größen und Konfigurationen variieren.

Erdwärme ist sauberer als Systeme, die vor Ort fossile Brennstoffe verbrennen und als umweltfreundlich gelten. (Sie werden jedoch nicht vom Netz gehen, da Strom für den Betrieb der Pumpen verwendet wird.) Viele Staaten bieten Steuergutschriften für die Installation geothermischer Systeme an. Von einer Erdwärmepumpe kann erwartet werden, dass sie den Energieverbrauch um 25% bis 40% senkt, manchmal viel mehr. Die Vorlaufkosten sind jedoch hoch; Einheiten kosten ungefähr $ 2500 pro Tonne Kapazität oder $ 7500 für ein durchschnittliches Haus - fast doppelt so viel wie ein konventionelles System. Bohren kann $ 10.000 bis $ 30.000 hinzufügen. Und abhängig von den Besonderheiten des Systems halten Pumpen nur etwa 15 bis 25 Jahre. Dennoch können viele Hausbesitzer die Erstinstallationskosten nach zwei oder drei bis sieben Jahren wieder hereinholen. Einige Experten behaupten, dass es bei bestehenden Häusern 16 bis 20 Jahre dauern wird, bis sich ein geschlossenes System bezahlt macht (bei niedrigeren Betriebskosten).

Also... ist geothermische Heizung und Kühlung für Sie, ja oder nein? Jeder Standort und jede Situation ist anders. Wenn Sie wirklich an einem Wechsel interessiert sind, wenden Sie sich an lokale Experten und Installateure. Die allgemeinen Richtlinien sehen angesichts der aktuellen Kosten und Technologien so aus:

Ziehen Sie eine Erdwärmepumpe in Erwägung, wenn Sie neu bauen (oder substanziell umbauen und Platz hinzufügen) und über Land verfügen; Wenn Ihre derzeitigen Systeme ersetzt werden müssen, Sie bereits isoliert haben, usw., sind Ihre Energierechnungen hoch und Ihr Eigentum eignet sich für Grabenaushub oder langweilig; wenn du ein eingefleischter Gläubiger bist, der grün wird, indem du ein Beispiel nimmst (in der Auffahrt ist ein Prius).

Diese Art von System ist wahrscheinlich nicht für Sie, wenn Sie Heiz- und Kühlsysteme in Betrieb haben und nicht hinzufügen; wenn Sie wenig Land haben oder auf oder in der Nähe von Felsvorsprüngen (Grundgestein) liegen; wenn Sie Rohrleitungen oder Strahlrohre nachrüsten müssten; wenn Sie planen, vor der Amortisation zu verkaufen (drei bis 20 Jahre, abhängig von den Installationskosten).

FAQ - 💬

❓ Sind Wärmepumpen Geothermie?

👉 Bei einer Geothermie-Heizung wird genau diese Erdwärme zu Ihrer Energiequelle. Wenn es um den Transport der Wärme vom Erdreich ins Haus geht, kommt die Geothermie-Heizung ins Spiel, genauer: die Sole-Wasser-Wärmepumpe. Wärmepumpen sind Geräte, die erneuerbare Energie nutzen. Im Fall von Geothermie ist das die Erdwärme.

❓ Ist Erdwärme und Wärmepumpe das gleiche?

👉 Wärmepumpen entziehen ihrer Umwelt Wärme. Es gibt drei Typen: Grundwasserpumpen saugen Grundwasser an und nutzen dessen Wärme aus. Bei Erdwärmepumpen wird eine kalte Flüssigkeit durch im Erdreich verlegte Rohrleitungen gepumpt und dabei von der wärmeren Umgebung erwärmt. Luftwärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme.

❓ Was ist der Unterschied zwischen Geothermie und Erdwärme?

👉 Geothermie - auch Erdwärme genannt - ist eine nach menschlichen Maßstäben unerschöpfliche Energiequelle. Wenn man von der Erdoberfläche in die Tiefe vordringt, findet man auf den ersten 100 m Tiefe eine nahezu konstante Temperatur von etwa 10°C vor.

❓ Wie funktioniert eine Wärmepumpe Geothermie?

👉 Eine Erdwärmeheizung arbeitet im Prinzip wie ein Kühlschrank – nur im umgekehrten Betrieb: Sie entzieht dem Untergrund Wärme und gibt diese an das Haus ab. Zur Gewinnung der Erdwärme wird in den meisten Fällen zunächst ein Wärmetauscher eingesetzt.

❓ Was sind die Nachteile von Geothermie?

👉 Ein weiterer Nachteil ist, dass geothermische Dämpfe nicht kondensierbare Gase enthalten, die beim Betrieb der Kraftwerke erhebliche Schwierigkeiten bereiten können. Außerdem lohnt sich die Stromerzeugung in der Regel nur in solchen Regionen, in denen geothermische Anormalien vorkommen.

❓ Welche Heizung für Altbau 2022?

👉 Neue Heizung für den Altbau schont die Umwelt

Jahr	CO2-Preis pro Tonne
2021	25 Euro	100 Euro
2022	30 Euro	100 Euro
2023	35 Euro	120 Euro
2024	45 Euro	160 Euro

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❓ Welche 3 Arten von Wärmepumpen gibt es?

👉 Welche Arten von Wärmepumpen gibt es überhaupt?

die Luft/Wasser-Wärmepumpe, welche die Wärmeenergie in der Umgebungsluft nutzt. ...
die Sole/Wasser-Wärmepumpe, welche die Wärmeenergie im Erdreich nutzt. ...
die Wasser/Wasser-Wärmepumpe, welche die Wärmeenergie im Wasser nutzt.

❓ Warum das Heizen mit der Wärmepumpe sehr teuer wird?

👉 Wärmepumpen benötigen zum Betrieb Strom, denn sie wandeln mit Hilfe von Strom Wärme aus der Luft-, dem Erdreich oder dem Wasser in Heizwärme um. Mit etwa 32 Cent pro Kilowattstunde ist Strom zwar immer noch deutlich teurer als eine Kilowattstunde Gas, die derzeit bei einem Rekordhoch von knapp 14 Cent steht.

❓ Welche Nachteile hat Geothermie?

❓ Was sind die Nachteile der Geothermie?

👉 Es gibt allerdings Nachteile der Nutzung von Erdwärme. Geothermie eignet sich nicht für Regionen, in denen es häufiger Erdbeben gibt. Für den Einsatz von thermischer Energie ist es notwendig, Löcher in den Boden zu bohren. Das sind meist tiefe Löcher, die mehrere Kilometer lang sind.

❓ Was sind die Nachteile einer Wärmepumpe?

👉 Ein Nachteil von Wärmepumpen sind die hohen Kosten Ihre Anschaffungskosten liegen im Vergleich zu einer herkömmlichen Gas- oder Ölheizung relativ hoch. Je nach eingesetzter Wärmepumpenart und abhängig vom Erschließungsaufwand betragen sie etwa 10.000 bis 25.000 Euro.

❓ Was ist die Geothermie?

👉 Geothermie ist eine der wichtigsten Wärmequellen unseres Planeten und wird zur Versorgung von Einfamilienhäusern, Fernwärmenetzen als auch zur Stromgewinnung eingesetzt. Unter der Oberfläche unserer Erde befindet sich eine gewaltige, praktisch unerschöpfliche Energiequelle: Die Geothermie. 99 % des Erdinneren sind heißer als 1000 °C.

❓ Was ist eine geothermieheizung?

👉 Diese Hitze ist eine scheinbar nicht enden wollende Quelle von Wärmeenergie, die bis in die äußeren Erdschichten vordringt. Diese Wärme lässt sich mit einer Geothermie Heizung nutzen. Sowohl für kleinere private Anwendungen mit oberflächennaher Geothermie als auch im großen Maßstab mit Tiefen Geothermie.

❓ Wie funktioniert eine Geothermie-Wärmepumpe?

👉 Zur Nutzung der Erdwärme werden entweder Erdsonden oder Erdkollektoren in den Boden eingebracht. In den Sonden oder Kollektoren zirkuliert die Sole und dient als Übertragungsmedium. Auf diese Weise wird dem Untergrund die Wärme entzogen und mittels Geothermie-Wärmepumpe auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben.

❓ Was sind die verbesserten geothermischen Systeme?

👉 Denn der Ausbau von Strom- und Fernwärmenetzen ist teuer. Dank der sogenannten "verbesserten geothermischen Systeme" (englisch: Enhanced Geothermal Systems, EGS) scheint dies nun möglich zu werden. Infrage kommen jetzt auch Gebiete, die nur über heiße Tiefengesteinsschichten verfügen.

Autor Des Artikels: Alexander Schulz. Unabhängiger Konstrukteur und technischer Experte. Arbeitserfahrung in der Baubranche seit 1980. Fachkompetenz in den Richtungen: Bau, Architektur, Design, Hausbau.