Das Geothermal Technologies Office konzentriert sich ausschließlich auf die Stromerzeugung. Weitere Informationen über geothermisches Heizen und Kühlen und Erdwärmepumpen finden Sie im U.S. Department of Energy (DOE)’s Buildings Technologies Office.
Die geothermische Wärmepumpe, auch bekannt als Erdwärmepumpe, ist eine hocheffiziente Technologie für erneuerbare Energien, die sich sowohl in Wohn- als auch in Gewerbegebäuden immer mehr durchsetzt. Erdwärmepumpen werden für die Raumheizung und -kühlung sowie für die Warmwasserbereitung eingesetzt. Der Vorteil von Erdwärmepumpen besteht darin, dass sie die natürlich vorhandene Wärme konzentrieren, anstatt sie durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zu erzeugen.
Video: Energie 101: Erdwärmepumpen
Die Technologie beruht auf der Tatsache, dass die Erde (unter der Oberfläche) das ganze Jahr über eine relativ konstante Temperatur hat, die im Winter wärmer als die Luft darüber und im Sommer kühler ist, ähnlich wie in einer Höhle. Die geothermische Wärmepumpe macht sich dies zunutze, indem sie die in der Erde oder im Grundwasser gespeicherte Wärme im Winter in ein Gebäude und im Sommer aus dem Gebäude heraus und zurück in den Boden überträgt. Das Erdreich fungiert also im Winter als Wärmequelle und im Sommer als Wärmesenke.
Das System umfasst drei Hauptkomponenten:
- Erdanschluss-Subsystem
Um die Erde als Wärmequelle/-senke zu nutzen, wird eine Reihe von miteinander verbundenen Rohren, die gemeinhin als „Schleife“ bezeichnet werden, in der Nähe des zu klimatisierenden Gebäudes in den Boden eingegraben. Der Kreislauf kann entweder senkrecht oder waagerecht verlegt werden. In ihm zirkuliert eine Flüssigkeit (Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel), die Wärme aus dem umgebenden Erdreich aufnimmt oder an dieses abgibt, je nachdem, ob die Umgebungsluft kälter oder wärmer ist als das Erdreich. - Teilsystem Wärmepumpe
Zum Heizen entzieht eine geothermische Wärmepumpe der Flüssigkeit in der Erdverbindung die Wärme, konzentriert sie und gibt sie dann an das Gebäude ab. Zum Kühlen wird der Prozess umgekehrt. - Teilsystem Wärmeverteilung
In der Regel werden herkömmliche Rohrleitungen verwendet, um die von der geothermischen Wärmepumpe erwärmte oder gekühlte Luft im gesamten Gebäude zu verteilen.
Warmwasser für Wohngebäude
Neben der Raumklimatisierung können geothermische Wärmepumpen auch zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden, wenn das System in Betrieb ist. Viele Systeme für Privathaushalte sind heute mit Enthitzern ausgestattet, die überschüssige Wärme aus dem Kompressor der geothermischen Wärmepumpe an den Warmwasserspeicher des Hauses abgeben. Ein Enthitzer liefert im Frühjahr und Herbst, wenn die geothermische Wärmepumpe nicht in Betrieb ist, kein warmes Wasser. Da die geothermische Wärmepumpe jedoch so viel effizienter ist als andere Methoden der Wassererwärmung, beginnen die Hersteller, „Full Demand“-Systeme anzubieten, die einen separaten Wärmetauscher verwenden, um den gesamten Warmwasserbedarf eines Haushalts zu decken. Diese Geräte liefern kosteneffektiv genauso schnell warmes Wasser wie jedes andere System.
Weitere Informationen
- DOE-Verbraucherinformationen
- Erdwärmepumpen – Sehen Sie ein Video über die Funktionsweise von Erdwärmepumpen und lernen Sie die verschiedenen Arten von Wärmepumpensystemen kennen.
- Leitfaden für Erdwärmepumpen
- Heizen und Kühlen
- Auswahl und Installation von Erdwärmepumpen
- International Ground Source Heat Pump Association
Suchen Sie mit Hilfe des Branchenverzeichnisses nach lokalen IGSHPA-akkreditierten Installateuren, Ausbildern und zertifizierten Planern. - DOE Federal Energy Management Program (FEMP)
Informationen über den Kauf und die Installation gewerblicher Erdwärmepumpen für gewerbliche Gebäudeeigentümer oder Bauunternehmer. - DOE Weatherization and Intergovernmental Program (WIP)
Betrachten Sie eine Webinar-Präsentation über die Überwachung von Erdwärmepumpen für Wohngebäude.
