Sole- bzw. Erdwärmepumpe

Bei Einsatz einer Solewärmepumpe nutzt man entweder bei Kollektorfeldern erdoberflächennah gespeicherte Sonnenwärme bzw. bei Tiefenbohrungen thermische Erdwärme. Beides ist teuer, aufwendig (insbesondere bei bestehenendem Garten) und sollte allein deswegen schon professionell geschehen - was leider nicht immer geschieht.
So wird z.B. beim Verfüllen des Bohrloches gerne geschludert: Nachdem man die Sonde in das Loch eingelassen hat, muss es von unten her mit einer bestimmten Mischung `verdämmt´ werden, dabei dürfen keine Lufteinschlüsse entstehen, denn die würden wie eine Isolierung wirken und so einen ergiebigen Wärmeübergang vom Erdreich auf die in der Sonde zirkulierende Sole verhindern.
Auch muss man noch in der Planungsphase mit Hilfe von geologischen Karten die Art und den Aufbau des Bodens herausfinden, um beim Bohren nicht unliebsame Überraschungen zu erleben.
Weiterhin muss früh festgestellt werden, wie feucht die Erde ist: Je feuchter die Erde ist, um so mehr Wärme kann die Sonde über die Sole zur Wärmepumpe fördern, da die Erdfeuchte für den Transport der Wärme in der Tiefe sorgt. Ideal ist also ein hoher und sehr ergiebiger Grundwasserspiegel, während man bei trockenen Sandböden auch schon mal Bohrungen umsonst macht, und das ist dann richtig teuer!

Im Altbaubereich kommt hinzu, dass die Grundstücke oftmals voll bewachsen, verbaut oder nicht mehr zugängig sind: Großes Bohrgerät kann nicht mehr an Ort und Stelle gebracht werden und die Mindestabstände zwischen den Bohrungen sind - auch wegen oft zu kleiner Baugrundstücke - nicht mehr zu realisieren.

Foto oben:
sehr wichtig ist die 100%ige Verfüllung des Bohrlochs rund um die Erdsonde mit wärmeleitendem Material. Würde die Sonde nicht 100%ig rundherum verfüllt werden, wären dort Lufteinschlüsse. Luft ist ein hervorragender Isolator, d.h. in diesem Bereich mit Luft rund um die Sonde würde keine Erdwärme an die Sonde übergeben werden, der Wirkungsgrad der Erdsonde und damit der Sole-Wärmepumpe würde stark vermindert.
In dem Spezialzement oben sind magnetische Eisenpartikel enthalten. Beim Verfüllen kann somit über die magnetische Sonde (>> schwarzes Kabel im Schauglas) exakt dokumentiert werden, dass das Füllmaterial auf der gesamten Länge der Erdsonde diese umgibt. So kann durch dieses Fachunternehmen eine langfristige Garantie gegeben werden, dass die prognostizierte Erdwärme-Menge auch tatsächlich über viele Jahre gefördert werden kann.
Diese Dokumentation ist übrigens Pflicht !

Foto oben: moderne Erdsonde aus Kunststoffrohr mit speziell geformten Verwirbelern an der Innenwandung. Durch die Verwirbelung hat das Solewasser deutlich besseren Kontakt zur Erdwärme und holt bis zu 4° mehr Energie aus dem Bohrloch, weil die Sole keinen Kernstrom entwickelt. 

Es gibt Erdsonden, in denen nicht mehr wie bei den klassischen Sonden ein Gemisch aus Glykol und Wasser zirkuliert, welches gepumpt werden muss. Dies Pumpen kostet zusätzliche Energie und senkt den Wirkungsgrad der Gesamtanlage. Neue CO2-Sonden kommen ohne Antriebsenergie aus, sie arbeiten nach dem Prinzip eines Wärmerohres (heat-pipe). Dies ist ein Einrohrsystem: In einem kunststoffgeschützten Kupferrohr befindet sich CO2 mit einem Druck von 40 bar. Bei diesem Druck ist das CO2 zwei bis drei Grad warm und flüssig. Es läuft an der Rohrwand nach unten. Kommt es auf dem Weg in die Tiefe in immer wärmere Regionen, nimmt es die im Boden gespeicherte Wärme auf , bevor es bei Temperaturen von 9 bis 10 Grad verdampft. Diese Temperaturen erreichen man in unseren Breiten teilweise schon bei 20 bis 25 Meter Tiefe, die Bohrungen müssen also wahrscheinlich nicht mehr so tief werden. Die gasförmigen Moleküle rasen dann mit annähernder Schallgeschwindigkeit im Rohr nach oben. Hier, im sogenannten Sondenkopf, wird die eingesammelte Wärme an das in Wärmetauscher-Rohren vorbeigeführte Kältemittel übergeben. Das CO2 wird kälter und damit wieder flüssig, der selbstständig ablaufende Prozess beginnt von neuem. Einziger Nachteil in Regionen mit warmen Erdschichten: Es werden eben `nur´ ca. 9° bis 10° gefördert, also weniger als in z.B. vulkanischen Gebieten eigentlich möglich.