Geothermische Heizung: Merkmale, Vor- und Nachteile, Funktionsprinzip

Geothermische Heizung: Vor- und Nachteile

Die Erdwärmeheizung nutzt die natürliche Wärme der Erde für die Beheizung der Räume. Dies ist eine unbegrenzte und kostenlose Ressource. Sie kann unabhängig von der Lufttemperatur, der Jahreszeit und der Lage des Standorts genutzt werden. Heute ist sie die wirtschaftlichste Alternative zu herkömmlichen Heizungsmöglichkeiten.

Das Prinzip des Systems

Die Funktionsweise geothermischer Systeme beruht auf physikalischen Prozessen der Wärmeübertragung aus der Umwelt. Vom Wirkprinzip her sind sie einem gewöhnlichen Kühlschrank ähnlich.

In einer großen Tiefe der Erdoberfläche ist die Temperatur immer konstant und bewegt sich zwischen +5 und +8 °C. Fast 80 % der durch das geothermische System erzeugten Wärmeenergie ist Umweltenergie. Sie wird in das Innere der Gebäude übertragen und dort akkumuliert. Diese Beute verursacht keine Schäden an der Umwelt- und Energiebilanz des Planeten, da sie die Fähigkeit hat, sich selbst zu heilen.

Arten von Wärmetauschern

Horizontale Wärmetauscher zeichnen sich dadurch aus, dass die Kreisläufe des Kreislaufs horizontal bis zu einer Tiefe verlegt sind, die über dem Gefrierpunkt des Bodens in einem bestimmten Gebiet liegt. Sie werden verwendet, wenn das persönliche Grundstück eine große freie Fläche ohne Bepflanzung hat.

Um zum Beispiel ein Privathaus mit einer Fläche von 250 Quadratmetern zu beheizen, sind 600 Quadratmeter erforderlich, um ein Heizungsgen unterzubringen. Ein solches Gebiet ist in dicht besiedelten Hüttendörfern nicht immer verfügbar.

Wenn die Fläche des Grundstücks klein ist, werden vertikale Wärmetauscher verwendet. Sie benötigen jedoch spezielle Bohrgeräte, um sie zu erstellen. Dies führt zu erhöhten Kosten.

Beim Bau von Vertikalwärmetauschern werden Erdwärmesonden verwendet. Sie werden in bis zu 200 m tiefe Bohrlöcher hinabgelassen. Diese Methode kann auch in einem bereits erschlossenen Gebiet angewendet werden. Gleichzeitig wird die bestehende Landschaft nicht beschädigt.

Eine weitere Möglichkeit ist der Wärmetauscher, der im Wasser platziert wird. Er eignet sich sehr gut, wenn in der Nähe ein Reservoir vorhanden ist. In diesem Fall werden die Rohre des Kreislaufs bis zu einer Tiefe verlegt, die über dem Gefrierpunkt liegt. In diesem Fall funktioniert das System durch die Energie der Wasserfelder. Dies ist die wirtschaftlichste Art, eine geothermische Heizung einzurichten.

Es gibt auch Luftwärmetauscher. Ihr Kreislauf erhält die Wärme aus der Luft. Sie sind besonders effektiv in südlichen Gebieten. Für ihre Installation sind keine Erdarbeiten erforderlich. Der Nachteil ist die völlige Abhängigkeit von der Lufttemperatur.

Horizontaler Kollektor

Ein horizontaler Kollektor ist ein System von Rohren, die parallel zum Boden in speziellen Gräben verlegt werden. Die Breite der Gräben beträgt 50-70 cm, die Tiefe 1,5-2 m, der Abstand zwischen den Gräben mindestens 1,5 m. Die Verlegung der Rohre in einem Abstand von weniger als 1,5 m zu den Bäumen ist nicht zulässig. Diese Normen müssen eingehalten werden, um eine Unterkühlung des Bodens zu verhindern. Andernfalls erhält das System keine ausreichende Wärmemenge.

Die Länge der Rohre und Gräben hängt von der Wärmeübertragung des Bodens und der Leistung der Wärmepumpe ab. Je höher der Wert des letztgenannten Indikators ist, desto größer sollte der Standort sein. Bei dieser Art der Rohrverlegung liegt der Wärmedurchgangswert normalerweise bei 15-35 W/m 2.

Vertikale Kontur

Dazu ist es erforderlich, einen Brunnen mit einer Tiefe von 10 bis 100 m und mehr zu bohren. Ein U-förmiges Rohr wird darin versenkt. Da die Temperatur in großen Tiefen immer höher ist als an der Oberfläche, hat diese Art der Verlegung einen höheren Wirkungsgrad. Er ist 4-5 mal höher als bei der Verwendung eines horizontalen Kollektors.

Um die thermische Leistung zu erhöhen, werden mehrere solcher Bohrungen gleichzeitig verwendet. Der Abstand zwischen ihnen beträgt mindestens 5-6 m. Ihre Verbindung erfolgt über spezielle Kollektorknoten. Um 7-9 kW thermische Energie zu erhalten, werden 150-200 m des Brunnens benötigt. Die Lebensdauer eines Systems dieser Art beträgt etwa hundert Jahre.

Im Wasser platzierter Wärmetauscher

Der hochentwickelte Wärmetauscher im Wasser gilt als die einzige Möglichkeit, eine geothermische Heizung aus eigener Kraft zu gewährleisten. Um ihn zu nutzen, muss ein Reservoir von mindestens 200 kV vorhanden sein. m. Die Entfernung von diesem Reservoir zum Haus sollte 100 m nicht überschreiten.

Vor- und Nachteile der geothermischen Heizung

Ein großer Vorteil von Erdwärmeheizungen ist die Unerschöpflichkeit der dafür notwendigen Ressourcen. Die Erdoberfläche speichert etwa 90 % der Sonnenenergie. Der Brennstoff kann zu Ende gehen, die Gasversorgung kann eingestellt werden, aber die Wärme der Erde ist unerschöpflich.

Ein bedeutender Vorteil der geothermischen Systeme ist auch die Umweltfreundlichkeit. Bei ihrem Betrieb entstehen keine schädlichen Abfälle. Die geothermische Anlage ist eine feuerfeste Lösung. Bei ihrem Betrieb werden keine brennbaren Stoffe verwendet.

Der Hauptnachteil von Erdwärmesystemen ist die Komplexität und die hohen Kosten der Arbeiten. Am ratsamsten ist ihr Einsatz in Gebieten, in denen kein Gas verwendet wird.

Vor- und Nachteile der geothermischen Beheizung des Hauses

Die RMNT-Website hat bereits ausführlich über die Funktionsweise und die verschiedenen Arten von Wärmepumpen geschrieben. Unser Portal verfügt über einen ganzen Zyklus von Artikeln, die einer solchen autonomen Methode zum Heizen und Kühlen des Hauses gewidmet sind. Allerdings sind die Vor- und Nachteile der Erdwärmeheizung sicher besonders zu beachten.

Wärmepumpen wie “Erde-Wasser”, d. h. Erde und Kühlmittel, sind nicht so beliebt wie “Luft-Luft” oder “Luft-Wasser”. Sie haben jedoch viele Vorteile:

1. Reinheit der Umwelt. Sie kümmern sich um die Natur, um künftige Generationen und helfen, die Energieressourcen des Planeten zu schützen. Dies ist ein großes Plus, ein Beitrag zur Ökologie.
2. Sparen Sie Geld. Keine Notwendigkeit, für Gas zu zahlen und kaufen Brennholz, die Kosten für Strom, auf dem die Wärmepumpe arbeitet, ist, aber sie sind nicht so groß. Die Einsparungen können bis zu 80 % betragen, wenn das Haus richtig vorbereitet und isoliert ist. Im Durchschnitt werden die Rechnungen um 40-60% reduziert.
3. Erneuerbare Energie. Das System wird so lange funktionieren, wie unser Planet existiert, die Energiequelle ist wirklich unerschöpflich.
4. Unabhängigkeit von der Jahreszeit. Keine Notwendigkeit, auf einen sonnigen Tag, Windböen zu warten. Geothermische Energie ist nicht vom Wetter abhängig.
5. Vorhersagbarkeit. Während man bei Sonnenkollektoren und Windgeneratoren nicht genau sagen kann, wie viel Energie sie an einem Tag entwickeln können, lässt sich bei der Geothermie alles viel genauer vorhersagen.
6. Große Zukunft. Es ist noch nicht lange her, dass die Menschheit mit solchen Energiequellen arbeitet, und Wärmepumpen gelten immer noch als Neuheit. Sie haben große Perspektiven, die Technologien werden sich weiterentwickeln, da sind sich die Experten sicher.
7. Die Fähigkeit, das Haus autonom und unabhängig von der Energieversorgung zu machen.

Aber man kann nicht umhin, die Nachteile der geothermischen Heizung von Privathäusern zu erwähnen:

1. Wie das Portal RMNT.ru bereits in einem Artikel über horizontale Erdwärmekollektoren geschrieben hat, nehmen sie viel Platz auf dem Grundstück ein. Sie können keine Bäume über dem Kollektor pflanzen und Sie werden keine Garage bauen. Um Platz zu sparen, werden die Kollektoren tiefer in den Boden gebohrt. Das geht aber nicht überall, es kann Probleme geben. Ja, es können Gase aus dem Boden aufsteigen. Das ist ein kleines Problem, ein natürlicher Prozess, aber dennoch muss dieser Moment berücksichtigt werden. ~ Das Projekt ist teuer. Es ist erforderlich, Aushubarbeiten durchzuführen, die Wärmepumpe “Group-Voda” selbst kostet eine Menge. Die Heizung des Hauses müssen ernsthaft in der ersten Phase zu investieren, ist die anfänglichen Kosten spürbar, ein Vielfaches höher als die von anderen Heizsystemen. ~ Sie müssen auf die Dienste von Fachleuten zurückgreifen, um das System zu montieren und zu konfigurieren, tun Sie es mit Ihren eigenen Händen sind sehr problematisch. ~ Geringe Wärmeübertragung. Das System, das um 15-30 Meter vertieft ist, liefert nur 40 Watt Wärmeenergie aus einem Meter des Kollektors. Es sind mindestens 100 Meter für das Haus notwendig. ~ Experten zufolge beträgt die Amortisationszeit der geothermischen Heizungsanlage 5 bis 15 Jahre, nicht weniger. Die Höhe der Anfangsinvestitionen kann 20 Tausend Dollar erreichen, und die Lebensdauer der Wärmepumpe und der übrigen Komponenten des Systems überschreitet in der Regel nicht 20-25 Jahre. Aus diesen Gründen, sowie aufgrund technischer Schwierigkeiten mit der Anordnung, ist diese Version der umweltfreundlichen Heizung zu Hause in unserem Land noch nicht sehr beliebt. Aber, wir wiederholen, hinter erneuerbaren Energiequellen, einschließlich der Geothermie, eine große Zukunft.