Erdkollektor

Oberflächennahe solare Erdwärmenutzung
Die im Erdreich gespeicherte Energie fließt fast ausschließlich über die Erdoberfläche zu. Dabei sind Niederschlag und Sonneneinstrahlung die wesentlichen Energielieferanten. Der Wärmezufluss aus dem Erdinneren ist kleiner als 0,1 W/m² und somit vernachlässigbar. Der Wärmetransport im Erdreich erfolgt fast ausschließlich durch Wärmeleitung, wobei die Wärmeleitfähigkeit mit wachsenden Wassergehalt zunimmt. Ebenso wie die Wärmeleitfähigkeit wird das Wärmespeichervermögen maßgeblich vom Wassergehalt des Erdreichs bestimmt. Die Vereisung des enthaltenen Wassers führt zu einem deutlichen Anwachsen der gewinnbaren Energiemenge, da die Latentwärme des Wassers mit ca. 0,09 kWh/kg sehr hoch ist. Für die optimale Ausnutzung des Erdreiches ist deshalb eine Vereisung um die im Erdreich verlegten Rohrschlangen nicht nachteilig.



 

Erdwärmetauscher:
Hierbei wird in ca. 1,5 bis 1,6 m Tiefe Erdwärmetauscher aus PE Rohr verlegt , durch das ein Wasser-Solegemisch fließt und so den Energietransport vom Erdreich zur Wärmepumpe übernimmt. Die Menge und die Entzugsfläche ist dabei abhängig vom Wärmebedarf des Hauses und der Bodenbeschaffenheit


Verlegetiefe
Die Bodentemperaturen können in 1m Tiefe auch ohne Wärmenutzung den Gefrierpunkt erreichen. In 2m Tiefe liegt die minimale Temperatur bei ca. 5°C. Mit zunehmender Tiefe nimmt diese Temperatur zu, allerdings auch der Wärmestrom von der Erdoberfläche ab. Ein Abtauen der Vereisung im Frühjahr ist somit nicht sichergestellt. Daher sollte die Verlegetiefe mindestens 1,2m sein und maximal 1,6 m nicht überschreiten.


Die im Erdreich gespeicherte Energie fließt fast ausschließlich über die Erdoberfläche zu. Dabei sind Niederschlag und Sonneneinstrahlung die wesentlichen Energielieferanten. Der Wärmezufluß aus dem Erdinneren ist kleiner als 0,1 W/m² und somit vernachlässigbar. Der Wärmetransport im Erdreich erfolgt fast ausschließlich durch Wärmeleitung, wobei die Wärmeleitfähigkeit mit wachsenden Wassergehalt zunimmt. Ebenso wie die Wärmeleitfähigkeit wird das Wärmespeichervermögen maßgeblich vom Wassergehalt des Erdreichs bestimmt. Die Vereisung des enthaltenen Wassers führt zu einem deutlichen Anwachsen der gewinnbaren Energiemenge, da die Latentwärme des Wassers mit ca. 0,09 kWh/kg sehr hoch ist. Für die optimale Ausnutzung des Erdreiches ist deshalb eine Vereisung um die im Erdreich verlegten Rohrschlangen nicht nachteilig.


Verlegeabstand
Bei der Bestimmung des Verlegeabstandes ist zu berücksichtigen, daß die sich um die Erdschlangen bildenden Eisradien nicht zusammenwachsen. Dies ist gewährleistet, wenn der Verlegeabstand groß genug ist.


Untergrund   spezifische Entzugsleistung   Mindest Verlegeabstand   Verlegetiefe   Spezifische Entzugsleistung je m Kollektorrohr  
trockner, nichtbindiger Boden   10 W/qm   > 0,8 m   1,2 - 1,5 m   8 W/m  
Bindiger, feuchter Boden   20 - 30 qm   > 0,6 m   1,2 - 1,5 m   12 - 18 W/m  
Wassergesätt igter Sand/Kies   40 W/qm  > 0,5 m   1,2 - 1,5 m   20 W/m