Alles über Erdwärme: Funktionsweise, Einsatzmöglichkeiten und Vorteile

Wenn der kalte Winter kommt, müssen wir unser Haus heizen, um uns wohler zu fühlen. Dann entstehen Zweifel an der globalen Erwärmung, der Umweltverschmutzung und anderen Problemen im Zusammenhang mit der Nutzung konventioneller Energie zum Heizen. Wir können jedoch auf erneuerbare Energien zählen, um Häuser zu heizen. Es geht um Erdwärme.

Geothermie nutzt die Vorteile innere Wärme der Erde um Wasser zu erhitzen und die Temperatur in Gebäuden zu erhöhen. Diese in den Erdschichten gespeicherte Wärme kann als nachhaltige Energiequelle für verschiedene häusliche und industrielle Anwendungen genutzt werden. In diesem Artikel erklären wir alles darüber geothermische Heizung: seine Funktionsweise, Anwendungen, Vorteile und mehr. Wenn Sie wissen möchten, wie Sie diese beeindruckende Technologie in Ihrem Zuhause nutzen können, lesen Sie weiter! 

Was ist Geothermie?

Als Erstes geben wir einen kurzen Überblick darüber, was Geothermie ist. Dabei handelt es sich um die in Form von Wärme unter der Erdoberfläche gespeicherte Energie. Diese Energie umfasst Im Boden, Grundwasser und Gestein gespeicherte Wärme, bei jeder Temperatur, unabhängig von Tiefe oder Herkunft.

Dank dieser im Untergrund gespeicherten Wärme können wir die Erdwärme für häusliche und industrielle Zwecke nutzen. Abhängig von der Temperatur kann es für unterschiedliche Zwecke verwendet werden:

• bieten Wärme für Heizung, Warmwasser oder Klimaanlage.
• Generieren Strom in Hochenthalpieanlagen (Hochtemperaturreservoir).

Im Rahmen der Erdwärmenutzung nutzen wir die Ressourcen von niedrige Enthalpie, in dem die Temperatur nicht hoch genug ist, um Strom zu erzeugen, aber ideal ist, um Häuser und Gebäude effizient und nachhaltig zu heizen.

Wie wird Geothermie genutzt?

Studien haben gezeigt, dass in Tiefen dazwischen 15- und 20-Meter, bleibt die Untergrundtemperatur das ganze Jahr über stabil, unabhängig von Schwankungen der Außentemperatur. Diese Temperatur liegt im Durchschnitt bei etwa 15–16 °C. Steigen wir weiter ab, steigt die Temperatur etwa an 3 Grad alle 100 Meter, aufgrund des geothermischen Gradienten.

Um diese Energie zu nutzen, werden unterirdische Rohre verwendet, durch die a Wärmeträgerflüssigkeit (mit Frostschutzmittel vermischtes Wasser), das Wärme vom Untergrund an die Oberfläche transportiert. Auf diese Weise können wir die natürliche Wärme der Erde einfangen und zur Erzeugung thermischer Behaglichkeit nutzen.

Da drei Haupttechnologien Erdwärmegewinnung:

• Horizontale Systeme: Rohre werden in Gräben mit einer Tiefe von weniger als 2 Metern verlegt. Sie sind ideal für große Grundstücke, benötigen aber ausreichend Platz.
• Vertikale Systeme: Rohre, die in Tiefbrunnen mit einer Tiefe zwischen 25 und 100 Metern verlegt werden. Diese Lösung eignet sich für Gebiete ohne große verfügbare Fläche.
• Direktnutzungssysteme: Sie nutzen natürliches, heißes Grundwasser zum Heizen von Häusern oder für Großprozesse.

Geothermischer Heizbetrieb

Um die Temperatur eines Hauses im Winter zu erhöhen, a Erdwärmepumpe. Diese Pumpe entzieht dem Untergrund über die Wärmeträgerflüssigkeit die im Untergrund gespeicherte Wärme und gibt sie an das Heizsystem des Hauses weiter.

Der Betrieb einer Erdwärmepumpe ähnelt dem anderer Wärmepumpensysteme, hat jedoch einen entscheidenden Vorteil: Stabile Temperatur der Erde. Die Pumpe muss sich nicht mit den extremen Temperaturschwankungen auseinandersetzen, die bei anderen Pumpentypen (z. B. Luftwärmepumpen) auftreten, was ihre Effizienz verbessert.

Der grundlegende Betriebsprozess umfasst die folgenden Schritte:

1. Wärmeerfassung: Die Flüssigkeit zirkuliert durch unterirdische Rohre und nimmt Wärme aus dem Boden auf.
2. Austausch und Komprimierung: Die gesammelte Wärme wird an einen Wärmetauscher übertragen, wo ein Kompressor sie konzentriert und so ihre Temperatur erhöht.
3. Händler: Heiße Luft oder Wasser wird über Heizkörper, Fußbodenheizung oder Lüftungsanlagen im ganzen Haus verteilt.
4. Im Sommer kann das System umgekehrt arbeiten, indem es die Innenwärme aufnimmt und an den Unterboden abgibt, um die Räume zu kühlen.

La Wasser-Wasser-Wärmepumpe Es ist ideal für geothermische Heizsysteme. Energie wird nur beim Betrieb der Umwälzpumpen und des Kompressors verbraucht, was den elektrischen Energieaufwand deutlich reduziert.

Geothermische Heizanwendungen

Geothermie hat vielfältige Anwendungen im häuslichen und industriellen Bereich. Obwohl sein Einsatz in Privathaushalten immer noch begrenzt ist, wird er in nachhaltigen Gebäuden und im Rahmen von Energiesparstrategien immer häufiger eingesetzt. Einige dieser Anwendungen sind:

• Geothermische Heizung: Nutzt Energie aus dem Untergrund, um Gebäude effizient zu heizen.
• Warmwasser: Nutzen Sie die Wärme, um Warmwasser zu erzeugen.
• Beheizte Pools: Erdwärmepumpen werden auch zur Beheizung von Außen- und Innenpools eingesetzt.
• erfrischender Boden: Ermöglicht die Umkehr des Kreislaufs in heißen Klimazonen, indem der Boden gekühlt und das Innere von Gebäuden gekühlt wird.

Die kombinierte Verwendung von Geothermieheizung mit Solarthermie sorgt für noch größere Energieeinsparungen, da sich beide Technologien ergänzen und so die Abhängigkeit von konventionellen Energiequellen verringern.

Vorteile der Erdwärmeheizung

Der Einsatz von Erdwärme hat mehrere Vorteile Vorteil wichtig, sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch:

• Hohe Energieeffizienz: Erdwärmepumpen sind zwischen 300 % und 500 % effizienter als herkömmliche Heizsysteme.
• CO2-Reduktion: Diese Art von Energie ist sauber und reduziert den Kohlendioxidausstoß drastisch.
• Konstante Verfügbarkeit: Im Gegensatz zu Solar- oder Windenergie steht Geothermie das ganze Jahr über zur Verfügung und ist nicht von den Wetterbedingungen abhängig.
• Niedrige Wartungskosten: Geothermische Anlagen sind zuverlässig und erfordern während ihrer langen Nutzungsdauer (bis zu 50 Jahre) wenig Wartung.

Überlegungen vor der Installation einer Geothermieanlage

Vor der Installation einer Erdwärmeheizung ist eine Untersuchung erforderlich Wirtschaftlichkeit. Da nicht alle Gebiete über die gleichen geothermischen Ressourcen verfügen, muss geprüft werden, ob das Gelände die idealen Eigenschaften für die Installation bietet. Vor allem, wenn es ein ist vertikale Erfassung, wo die Kosten für das Bohren von Brunnen die Anschaffungskosten erhöhen können.

Obwohl die Installationskosten höher sind als bei anderen Systemen, kann sich die Investition amortisieren 5 bis 7 Jahren dank seiner hohen Effizienz und Einsparungen beim Energieverbrauch.

Mit einer Erdwärmeanlage können Sie sich im Winter über ein warmes Zuhause, im Sommer über einen kühlenden Fußboden und das ganze Jahr über über Warmwasser freuen und so sowohl Ihren CO2-Fußabdruck als auch Ihre Energierechnungen reduzieren.