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Wenn die Erde uns Wärme schenkt.

Geothermie - altgriechisch für « Erdwärme » - umschreibt die technische Nutzung der unterirdischen Wärme. Bis zu einer Tiefe von 50 cm unter der Erdoberfläche verändert sich die Temperatur täglich. In einer Tiefe von einigen Metern schwankt die Temperatur nur noch saisonal und das tiefer liegende Erdreich ist von den Temperaturschwankungen der Oberfläche nicht mehr betroffen. In 100 Metern Tiefe misst man eine Temperatur von rund 13 bis 14°C, die jede 100 Meter um 3 bis 4° C ansteigt. Das ist das sogenannte geothermische Temperaturgefälle.

 

Im Zusammenhang mit Wärmepumpen sind nur die Niedertemperatur-Geothermiequellen interessant. In diesem Bereich unterscheidet man grundsätzlich 2 Techniken: die vertikale Bohrung (Erdwärmesonden) und das horizontale Verlegen von sogenannten Erdkörben. In beiden Fällen zirkuliert eine wärmespeichernde Flüssigkeit in der Sonde bzw. dem Wärmetauscher und bringt so die Wärme aus dem Erdreich direkt zum Verdampfer der Wärmepumpe. Hier wird die Energie dazu genutzt um ein sehr kaltes Fluid in der Wärmepumpe zu erwärmen und in den gasförmigen Zustand zu überführen, der Ausgangspunkt des Prozesses. Durch den Wärmepumpenprozess wird die Temperatur des Erdreiches für die Warmwasseraufbereitung und die Gebäudeheizung nutzbar gemacht, wofür etwas Strom benötigt wird. Bezogen auf die gesamte Wärmemenge, die von der Wärmepumpe produziert wird, liegt der Stromanteil zwischen 1/3 und 1/5.

In gewissen Regionen sind die Böden schlechte Wärmeleiter. Die Sommermonate reichen in diesem Fall nicht aus, um dem Boden die nötige Energie zurückzugeben, die von den Sonden im Winter entzogen wurde. Die Folge: Die Böden werden immer kälter und der Wirkungsgrad der Wärmepumpe sinkt.

Es gibt zwei Möglichkeiten um hier Abhilfe zu schaffen: Die erste besteht darin, die „Kühle“ des Erdreiches für die Klimatisierung des Gebäudes im Sommer zu nutzen und die „Abwärme“ in den Boden abzuführen. In der zweiten Variante wird eine Solaranlage mit den geothermischen Sonden gekoppelt (System Premium EarthSol). Diese geschickte und wirkungsvolle Technologie sorgt nicht nur für eine sinnvolle Kompensation der Wärmeverluste des Bodens; sie erlaubt auch die Erdsonden zu verkürzen und den Boden als saisonale Speicher zu nutzen. In den Sommermonaten werden somit grosse Energiemengen im Boden gespeichert und stehen dann im Herbst und Winter zur Verfügung.

Der Wirkungsgrad (sogenannte Jahresarbeitszahl) von EarthSol Systemen übersteigt die 5.0 und ist somit wesentlich höher als reine Geothermie-Wärmepumpen (zwischen 3.8 und 4.2).

Geothermische Bohrungen können nicht überall eingesetzt werden. Sie sind bewilligungspflichtig und in vielen Regionen aufgrund des Grundwasserschutzes untersagt.