Wärmepumpe der nächsten Generation bietet günstigeres Heizen und Kühlen

Eine neuartige Erdwärmepumpe macht das wirtschaftliche und energieeffiziente Heizen und Kühlen von Gebäuden möglich. Wie? Durch die Nutzung von Wärmequellen aus der Luft oder aus dem Boden.

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Ein internationales Forscherteam hat sich zusammengeschlossen, um Europas steigenden Bedarf an erschwinglichen und effizienten geothermischen Lösungen zu decken. Seine Arbeit, die im Rahmen des GEOTeCH-Projekts von der EU unterstützt wurde, konzentriert sich auf die Bereitstellung kosteneffizienter, erneuerbarer Wärme und Kälte für Häuser und kleine Gebäude.

Das GEOTeCH-Team hat sich aus gutem Grund auf diesen Markt konzentriert. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur sind Gebäude für 30 % des weltweiten Energieverbrauchs und einen erheblichen Prozentsatz der CO2-Emissionen verantwortlich. Insbesondere Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen machen rund die Hälfte des Energieverbrauchs in Gebäuden aus. Und die Branche expandiert, was den reduzierten Energieverbrauch und den Einsatz erneuerbarer Energien noch wichtiger macht.

Die Projektpartner haben die Weiterentwicklungen in der Erdwärmepumpentechnik genutzt, um ein neuartiges duales Luft-/Wasser-Wärmepumpensystem für Heizung, Kühlung und Warmwasserbereitung zu entwickeln. Ein im „International Journal of Low-Carbon Technologies“ veröffentlichter Artikel informiert über die Eigenschaften und Leistungen des Systems.

Das innovative duale Wärmepumpensystem nutzt je nach Betriebs- und Klimabedingungen entweder Luft- oder Erdwärmequellen. Es ist in der Lage, die günstigste Wärmequelle oder Wärmesenke (zum Heizen bzw. Kühlen) so zu wählen, dass sie als Luft-Wasser- oder Sole-Wasser-Wärmepumpe betrieben werden kann. So kann es im Winter Warmwasser für die Beheizung von Gebäuden bereitstellen, wobei es entweder Luft oder Sole aus dem Erdreich als Wärmequelle nutzt. Alternativ nutzt es im Sommer Luft oder Sole als Wärmeableiter zur Kühlung. Das Gerät sorgt auch ganzjährig für warmes Brauchwasser, das im Sommer aus der Kondenswärme der Anlage erzeugt werden kann.

Die Pumpe wird an vier Standorten in ganz Europa demonstriert und überwacht, einer davon ist der britische Projektpartner, die De Montfort Universität in Leicester (DMU). Fünf Bohrlöcher wurden bei der DMU an Stellen gebohrt, an denen der Boden weich genug war, um mindestens 10 m in die Tiefe zu bohren. In vier der Bohrlöcher wurden Wärmetauscher installiert. In der fünften Bohrung wurden Temperatursensoren eingerichtet, die Daten über Veränderungen der Bodentemperatur erfassen. In der Demonstrationsanlage, die ein kleines Wohngebäude nachbildet, werden auch Daten über Energieverbrauch und Komfort erfasst.

„Geothermie ist die Zukunft – sie ist eine saubere und nachhaltige Energiequelle“, sagt Prof. Greenough von der DMU in einer Mitteilung auf der Website der Universität. „Sie verursacht keine Treibhausgase, die für die Atmosphäre schädlich sein können. Wir wollen mehr über die Leistung von Wärmepumpen erfahren, um ihre zügige Nutzung in ganz Europa zu unterstützen. Die meisten Menschen vertrauen auf Gas, aber es gibt nur einen begrenzten Vorrat an fossilen Brennstoffen, während geothermische Wärmepumpen die praktisch unbegrenzte Wärme der Sonne nutzen können, die auf den Boden fällt und die Luft um uns herum erwärmt. Die Leute denken fälschlicherweise, dass diese Wärmepumpen teuer sind und dass man viel Platz braucht, um sie zu installieren, aber das muss nicht der Fall sein.“

GEOTeCH (Geothermal Technology for €conomic Cooling and Heating) fördert durch seine Forschung den verstärkten Einsatz von erneuerbaren Heiz- und Kühlsystemen in der Zukunft.

Weitere Informationen:
GEOTeCH Projektwebsite

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