Wärmepumpen mit unter der Erdoberfläche befindlichen Kollektoren stellen eine interessante Alternative für Hausbesitzer mit Garten dar. Allerdings ist bei der Gartennutzung einiges zu berücksichtigen.
Alternative Methoden
Noch nie waren Gas und Erdöl so teuer wie heute. In seltener Eintracht fordern Ökologen und Ökonomen, den Verbrauch von fossilen Brennstoffen zu reduzieren. Zum einen aus Gründen des Umweltschutzes und zum anderen, um uns aus der Abhängigkeit von Energieimporten aus dem Ausland zu lösen. Gerade Hausbesitzern mit größerem Grundstück eröffnet sich eine im wahrsten Sinne nahe liegende Alternative: Warum nicht den Garten als Energiespeicher nutzen? Die Wärmepumpentechnik vermag die für die Beheizung eines Gebäudes notwendige Wärme aus dem Erdreich zu gewinnen.
Keine neue Erfindung
Diese Art der Wärmeversorgung ist nicht neu. Ihren ersten Boom erlebte sie vor dreißig Jahren. Inzwischen hat sie sich stark weiterentwickelt und insbesondere die mit einem elektrisch betriebenen Kompressor ausgerüsteten Wärmepumpen präsentieren sich heute als zuverlässige und ernst zu nehmende Alternative. 2004 wurden 4700 neue Heizungswärmepumpen-Systeme in Österreich installiert, davon nutzen drei Viertel die Erdwärme als Energiequelle (die anderen die Luft und das Wasser); hier überwiegen wiederum Anlagen mit horizontal verlegten Kollektoren (siehe Abbildung) gegenüber Anlagen mit Tiefensonden.
Wie beim Kühlschrank
„Mit dem Erdreich heizen – wie soll das, bitte, funktionieren?“, fragen manche recht ungläubig. Kurze Antwort: ähnlich wie beim Kühlschrank, nur mit umgekehrter Nutzanwendung. Die Wärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärme und bringt so das Arbeitsmittel der Anlage vom flüssigen in den gasförmigen Zustand. Dieses Arbeitsmittel gelangt weiter in den Kompressor: Hier kommt das physikalische Gesetz zum Tragen, dass sich Gase bei Druckerhöhung erwärmen. Das erwärmte Gas strömt in den Verflüssiger, wo es die Energie über den Wärmetauscher an das Heizungssystem abgibt. Der Zweck der Wärmepumpe ist damit erfüllt, doch um den Kreislauf aufrechtzuerhalten, muss das Arbeitsmittel – im Expansionsventil – wieder auf die Ausgangstemperatur zurückgebracht werden. Der Prozess kann nun von vorne beginnen.
Umkehr des natürlichen Wärmeflusses
In der herkömmlichen Heiztechnik wird die im Brennstoff chemisch gebundene Energie in eine heiße Flamme umgewandelt, die das Heizwasser erhitzt. Der Wärmepumpenprozess ermöglicht die Umkehr des natürlichen Wärmeflusses von hoher zu niedriger Temperatur: Sie „pumpen“ die auf niedrigem Temperaturniveau vorliegende Umgebungsenergie unter Einsatz zusätzlicher Energie auf ein höheres Temperaturniveau, das zum Heizen genutzt wird. Diese Technik eignet sich vor allem für gut wärmegedämmte Gebäude mit Niedrigtemperaturheizsystemen (großflächige Wärmeabgabe über Fußboden- oder Wandheizung); für Heizsysteme hingegen, wo noch Vorlauftemperaturen von 70 Grad erforderlich sind, nur bedingt.
Rohrleitungen unter dem Rasen
Bei den üblichen Wärmepumpen mit Erdreichkollektor werden Kollektoren, das heißt Rohrleitungen, im Garten verlegt, und zwar in einer Tiefe von 0,80 bis 1,5 m, knapp unter der Frostgrenze. Die Fläche des Rohrnetzes berechnet sich nach dem Heizwärmebedarf des Gebäudes und nach der Beschaffenheit des Bodens – ein steiniger ist nicht so geeignet; dafür stellt ein nicht zu schwerer, aber auch nicht zu leichter, feuchter Boden (wie zum Beispiel ein Lehmboden) wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit eine ideale Grundlage dar. Das war eines der Ergebnisse des Forschungsprojektes „Wärmepumpen, Erdkollektoren, Garten- und Wohnqualität“, das vor Kurzem präsentiert wurde.
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| Wärmepumpe mit Erdreichkollektor: Rohrleitungen werden knapp unter der Frostgrenze verlegt |
