Neben Sonne, Wind und Wasser gehört dabei auch die sogenannte Geothermie zu den erneuerbaren Energiequellen. Da wir von IFB Eigenschenk festgestellt haben, dass viele zwar Begriffe wie Wärmepumpe und Geothermie kennen, aber nicht genau wissen, was dahintersteckt, stellen wir in unserem Blogbeitrag kurz die ingenieurtechnische Nutzung von Erdwärme mittels Wärmepumpen vor.
Wärmepumpe - Nachhaltige Energie aus unserer Erde nutzbar machen
Mit Geothermie, was übersetzt „Erdwärme“ bedeutet, ist die Nutzung der natürlichen Wärme aus dem Inneren der Erde gemeint. Geothermie nutzt diese Wärme, um Energie zu erzeugen oder Gebäude zu heizen. Auch der Einsatz zu Kühlzwecken ist möglich.
Da die Wärme im Erdinneren praktisch unbegrenzt vorhanden ist, handelt es sich bei der Geothermie um eine erneuerbare Energiequelle. Sie weist im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle oder Erdöl eine geringere Umweltbelastung auf. Die Nutzung von Erdwärme erfordert allerdings spezifische geologische Bedingungen und Investitionen in die Infrastruktur, wodurch Geothermie nicht überall wirtschaftlich oder technisch umsetzbar ist. Wir zeigen Ihnen in einer Machbarkeitsstudie gerne, welche Möglichkeiten Ihnen bei Ihrem Bauvorhaben zur Verfügung stehen!
Um die Wärme des Erdreichs bzw. des Grundwassers nutzen zu können, benötigt man eine Wärmepumpe. Eine Wärmepumpe ist eine Technologie mit deren Hilfe Umweltenergie aus Luft, Wasser oder Erde verwertet nutzbar gemacht werden kann. Im Fall der geothermischen Wärmepumpe wird die im Erdreich oder dem Grundwasser gespeicherte Wärmeenergie entnommen und für Heiz- oder Kühlzwecke aufbereitet. Dabei wird je nach Anwendung das Temperaturniveau angehoben bzw. abgesenkt, sozusagen „gepumpt“.
Eine Wärmepumpen-Heizungsanlage besteht aus drei Teilen: der Wärmequellenanlage, der Wärmepumpe sowie dem Wärmeverteil- und Speichersystem, das die Wärmeenergie im Gebäude verteilt oder zwischenspeichert.
Die Wärmepumpe selbst besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, der aus einem Verdampfer (verdampfen), einem Kompressor (verdichten), einem Kondensator (verflüssigen) und einem Expansionsventil (entspannen) besteht. Dieser Kreislauf enthält ein Kältemittel, das bereits bei niedriger Temperatur verdampft.
Im Verdampfer wird das Kältemittel bei niedriger Temperatur verdampft, dabei wird Wärme aus der Umgebung aufgenommen. Der Kompressor erhöht den Druck des Kältemittels und damit auch seine Temperatur. Das heiße Kältemittel wird dann in den Kondensator geleitet, wo es seine Wärme an das Heizsystem (Wärmeverteil- und Speichersystem) abgibt und dabei wieder kondensiert. Das flüssige Kältemittel wird anschließend durch das Expansionsventil geleitet, wo der Druck verringert und die Temperatur abgesenkt werden, bevor es zurück in den Verdampfer geleitet wird, um den Kreislauf zu wiederholen.
Eine Wärmepumpe kann Wärme aus der Außenluft, dem Erdreich oder dem Grundwasser (Wärmequellenanlage) aufnehmen und in ein Gebäude transportieren, um es zu heizen. Umgekehrt kann sie aber auch im Sommer als Klimaanlage genutzt werden, indem sie die Wärme aus dem Gebäude in die Umgebung transportiert.
Eine Wärmepumpe funktioniert ungefähr so wie ein Kühlschrank, kehrt die Wirkrichtung zum Heizen jedoch um. Während ein Kühlschrank Wärme aus dem Inneren nach außen transportiert, um das Innere zu kühlen, nimmt eine Wärmepumpe Wärme aus der Umgebung auf und transportiert sie in ein Gebäude, um es zu heizen.