Erdwärmetauscher

Kostenlos ist immer gut! Auch bei Heizenergie. Wenn man sich von den lokalen Stadtwerken unabhängig macht und Umweltwärme einsetzt, bekommt man im Endeffekt mehr für sein Geld. Sonne durch Solarzellen und Solarkollektoren, Luft durch Wärmepumpen, Erdwärme durch Erdwärmetauscher. In den meisten Fällen amortisieren sich Anschaffungskosten und ein ziemlich geringer Stromverbrauch zum Betrieb der Anlagen schnell wieder. Insbesondere für diejenigen unter uns, denen die Sonne zu unregelmäßig scheint und Luftwärmepumpen zu ineffektiv sind, bieten Erdwärmetauscher ein interessante Alternative.

Das Funktionsprinzip von einem Erdwärmetauscher ist eigentlich relativ unspektakulär und schnell erklärt: Die konstante Temperatur des Erdreiches wird „angezapft“, um ein Gebäude im Winter zu erwärmen und im Sommer zu kühlen. Hierbei dienen die Medien Luft oder Sole dazu, die Wärme aus der Erde in das Gebäude zu transportieren. In einem Wärmetauscher wird die Erdwärme dann von der Abluft weiter vorgewärmt (Luft als Wärmeträger) bzw. wärmt die Zuluft vor (Sole als Wärmeträger). In Luft-Erdwärmetauschern können 90% der nach außen geführten Wärme wieder nutzbar gemacht werden.

Luft-Erdwärmetauscher saugen frische Außenluft irgendwo in der Nähe des Hauses in ein Rohrsystem. Diese Rohre werden horizontal im frostfreien Erdreich verlegt, z.B. rund um eine Baugrube oder auch frei unter offenen Flächen in einem Garten. Der Durchmesser der Rohre beträgt 150 bis 200 mm. Filter an der Ansaugöffnung sind notwendig, ein Insektenschutzgitter alleine ist zu wenig. Im Frühling und Sommer kann es durch Kondensation zu Tauwasserausfall im Rohr kommen. Daher sollten die Rohre mit einer konstanten Neigung von mindestens 2% verlegt werden. Flexible und gerippte Rohre sind denkbar ungeeignet. Liegt des tiefste Punkt des Rohrsystems an der Durchführung in das Haus, kann das Tauwasser im Sommer leicht abgepumpt werden.

Bei Luft-Erdwärmetauschern mit hocheffizienter Wärmerückgewinnung wird der Abluft jedoch sehr viel Wärme entzogen, um die Raumluft zu erwärmen. Wenn die Zuluft im Winter dann sehr kalt ist, wird die Abluft so weit heruntergekühlt, dass sich im Wärmetauscher Eis bilden kann. Dies kann einerseits den Wärmetauscher beschädigen, andererseits verschlechtert eine Vereisung den Wirkungsgrad des Wärmetauschers ganz wesentlich. Aus diesen Gründen ist es wichtig, dass die Zuluft nicht zu weit unter den Gefrierpunkt fällt, in der Praxis nicht unter etwa -2°C.

Sole-Erdwärmetauscher arbeiten nicht mit Luft sondern mit einer Solelösung (Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch) als Wärmeträger. Hier wird in der Erde ein daumendickes PE-Rohr verlegt, wie man es von der Trinkwasserversorgung her kennt. Durch dieses wird die Sole gepumpt. Zur Vorwärmung von 200 m³ Luft pro Stunde sollten etwa 100 m Rohr verlegt werden. In die Frischluftleitung der Lüftungsanlage wird ein Sole-Luft-Wärmetauscher eingebaut, bei dem im Winterbetrieb die Zuluft von der Sole vorgewärmt bzw. im Sommer gekühlt wird.

Die Nutzung von Sole als Wärmeträger hat die Vorteile, dass man keine hygienischen Probleme durch Tauwasser befürchten muss sowie dass Systeme besser regelbar sind und die Erdwärme damit effizienter nutzbar gemacht werden kann als bei Luft. Ebenso ist die Installation des Rohrsystems günstiger. Allerdings fallen laufende Energiekosten durch die notwendige Nutzung einer Umwälzpumpe an.