Geothermische Und Wärmepumpensysteme

Geothermische Und Wärmepumpensysteme

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

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.

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 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.

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).

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

Video-Anleitung: Technik erklärt - Wärmepumpen.


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