Wärmequellen

Folgende Wärmequellenarten können mit Wärmepumpen genutzt werden:
- Aussenluft
- Erdwärme
- Grund- und Oberflächenwasser
- Abwärme
Grundsatzlich gilt, je tiefer das Temperaturniveau der Wärmequelle, desto schlechter ist die Effizienz (COP) der Wärmepumpe.


Luft/Wasser Wärmepumpen
Die Aussenluft steht uns in unbeschränkter Menge als Wärmequelle zur Verfügung und erfordert keine behördliche Bewilligung. Nachteilig ist, dass die Wärmequellentemperatur
gegenlaufig zur Heizsystemtemperatur ist.

Systeme:
Man unterscheidet folgende Bauarten:
- Kompakt-Anlage fur Innenaufstellung
- Kompakt-Anlage fur Aussenaufstellung
- Split-Anlage
Die kompakte Bauart fur Innenaufstellung wird in der Regel für kleinere und mittlere Anlagen eingesetzt. (Heizleistung: 5 kW bis 50 kW). Die kompakte Bauart für Aussenaufstellung kommt dort zum Einsatz, wo im Gebäude kein Platz vorhanden ist.
Split-Anlagen kommen dort zum Einsatz, wo die Aussenluft aufgrund der erforderlichen Luftmenge nicht direkt dem im Gebäude platzierten Aggregat zugeführt werden kann. Der Verdampferteil wird im Freien aufgestellt und der Verdichter und Verflüssiger im Gebäude.

Hinweise
Die Nutzung von Aussenluft als Wärmequelle ist nicht bewilligungspflichtig. Der Elektroanschluss ist jedoch durch das zuständige Elektrizitätswerk zu bewilligen.
Die Heizsystemtemperatur ist aufgrund der zeitweise tiefen Quellentemperatur eingeschränkt. Bei Aussentemperaturen unter ca. +5°C und entsprechender Luftfeuchtigkeit vereist der Verdampfer. Es ist eine automatische Abtauung notwendig.
Durch die Abkühlung unter den Taupunkt der Luft entsteht Kondenswasser. Dieses muss gesammelt und in einer frostsicheren Leitung abgeführt werden. Es ist zu beachten, dass die abgekühlte Luft der Wärmepumpe nicht vom Aussenluftstrom erfasst wird (Kurzschluss).
Mit dem Einsatz von Luftfassung an warmen Standorten (Autoeinstellhalle,
Gebäudeabluftanlage) kann die Energieeffizienz der Wärmepumpe gesteigert werden.
Die Wärmepumpe ist vor Beschädigung durch Personen sowie Schnee, Laub, Staubpartikeln und Kleintieren zu schützen.
Eine feste Installation von Aussengeräten bedingt eine Baubewilligung.
Spezielle Beachtung ist dem Thema Schallemissionen zu widmen.

Quelle: Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz FWS


Wasser/Wasser Wärmepumpen
Wasser/Wasser oder Sole/Wasser Wärmepumpen können verschiedene Wärmequellen nutzen. Die wichtigsten sind:

- Erdwärme
- Grundwasser
- Oberflächenwasser
- Abwärme

Das Erdreich ist ein idealer Wärmelieferant. Bereits etwa 10 m unter der Erdoberfläche
weist das Erdreich eine über das ganze Jahr annähernd konstante Temperatur auf. Mit zunehmender Tiefe erhöht sich die Temperatur im Untergrund um ca. 3 K pro 100 m. Die
jahreszeitliche Konstanz bildet eine ideale Voraussetzung zur Nutzung von Erdwärme zu Heizzwecken.

In den Systemen, wo Erdwärme zum Einsatz kommt, unterscheiden wir zwischen folgenden Hauptvarianten:

- Erdwärmesonde
- Erdwärmeregister
- Energiepfähle
- Erdwärmekörbe
- Erdwärmegraben

Da in der Schweiz hauptsächlich die Erdwärmesonde zur Anwendung gelangt, wird nachstehend dieses System beschrieben.

Erdwärmesonden werden normalerweise zwischen 50 m bis zu 350 m tief gebohrt.
Erdwärmesonden (EWS) Zur Wärmegewinnung aus dem Erdreich werden heute in der Regel mit Wasser oder einem Wasser-Glykol-Gemisch gefüllte EWS oder EWS-Felder eingesetzt.

Systeme:
Es handelt sich praktisch durchwegs um PE-Kunststoffrohre, die in verschiedenen Anordnungen eingesetzt werden können. Durchgesetzt haben sich vor allem die Anordnung mit zwei Doppelrohren. In der Mitte ist ein zusätzliches Rohr angeordnet, durch welches das Bohrloch mit einem Bentonit-Zement-Wasser-Gemisch von unten
ausgefüllt wird und welches sicherstellt, dass die wasserführenden Rohre nicht von der Bohrwand wegrutschen.

EWS-Anlagen sind unter folgenden energierelevanten Aspekten auszulegen:
- Untergrund
- Anzahl Sonden
- Sondenlänge
- Sondenabstand
- Rohrdurchmesser
- Druckverlust des Systems

Hinweise
EWS-Anlagen sind bewilligungspflichtig (Zuständigkeit: Kantone). Folgende Werte sollten nicht überschritten werden: Jahresenergiemenge von 100 kWh pro Meter sowie ca. 2000 Vollbetriebsstunden pro Jahr bei einer EWS-Belastung von 50 W/m.
Wird die EWS-Anlage auch als Kältequelle für Kühlzwecke (Freecooling) eingesetzt, kann das Erdreich durch den Wärmeeintrag teilweise regeneriert werden. Die Auswirkungen auf die EWS-Dimensionierung sind abzuklären. EWS-Anlagen dürfen nicht zur Bauaustrocknung eingesetzt werden, da die erwähnten Rahmenbedingungen in der Regel überschritten werden. Die EWS-Anlage sollte ausschliesslich durch eine zertifizierte Bohrfirma ausgeführt werden. Die Zufahrt zur Bohrstelle mit dem Bohrgerät ist sicherzustellen. Zudem sind die Anforderungen an den Bohrplatz zu beachten.
Die Sondenzuleitungen zur Erdwärmesonde ab dem Verteiler sind in genügender Tiefe (ausserhalb Frostbereich) zu verlegen. Ist dies nicht möglich, sind diese mit einer Wärmedämmung zu versehen. Bei einer optimalen Auslegung ist der Betrieb mit nur Wasser als Wärmetrager möglich. Die Verdampfungstemperatur darf nur so tief gewählt werden, dass keine Eisbildung möglich ist.
Der Abstand zwischen den einzelnen EWS ist objektbezogen zu betrachten.
Grössere Anlagen (EWS-Felder) sind durch ausgewiesene Spezialisten zu berechnen.

Quelle: Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz FWS



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