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Umweltfreundliches Heizen von Gebäuden durch Bodenwärme

Eine EU-finanzierte Initiative will mit oberflächennaher Geothermie den Anteil erneuerbarer Energien beim Beheizen und Kühlen von Gebäuden erhöhen.

Energie

Derzeit machen Beheizung und Warmwasserbereitung rund 47 % des gesamten europäischen Energieverbrauchs aus. Das Potenzial, CO2-Emissionen signifikant zu reduzieren, ist daher im Heizungssektor am größten. Erhebliche Energieeinsparung kann mit oberflächennaher Geothermie erreicht werden, d. h. mit Sonnenwärme, die bis zu zehn Meter tief im Erdboden gespeichert ist. Das Projekt GeoCollector entwickelte hierfür einen innovativen geothermischen Wärmeabsorber, der oberflächennahe geothermische Energie als kostengünstige Wärmequelle nutzt. „Die Initiative leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und Herstellung neuer, dauerhafter Lösungen mit Geothermie-Systemen, um saubere und nachhaltige Heiz- und Kühlsysteme in Europa und weltweit zu etablieren“, sagt Projektkoordinator Ludwig Eichenseher. Zum Heizen und/oder Kühlen sowie zur Warmwasserbereitung nutzten die Projektpartner eine erneuerbare, kostengünstige und wenig aufwändige Energiequelle. Im Gegensatz zu den meisten vorhandenen Geothermie-Technologien arbeitet das Absorbersystem mit Geothermie knapp unter der Erdoberfläche. „Im Vergleich zu anderen Systemen reichen hier schon 1,5 Meter tiefe und 0,7 Meter breite Gräben zur Installation des GeoCollect-Absorber-Systems“, erklärt Eichenseher.

Wärme aus dem Boden

Die Forschenden entwickelten ein Hochleistungssystem, das selbst niedrige Temperaturen als Wärme aus dem Boden nutzen kann. Gefertigt sind die robusten Module aus schmutzabweisendem Kunststoff und zwölf in Reihe geschweißten Kollektoren. Ist das vormontierte Modul in den fertigen Graben abgesenkt, wird dieser verfüllt. Dann überträgt ein Gemisch aus Wasser und Glykol die Wärme vom Boden zur Wärmepumpe, die sie für das Heizsystem aufbereitet. Eichenseher erklärt: „durch den wärmeren Boden entsteht ein kontinuierlicher Energiezufluss um das Absorbermodul herum.“ Eine der größten Hürden bei oberflächennahen Geothermie-Technologien ist allerdings, dass das Wärmequellensystem relativ großflächig sein muss. Das GeoCollect-Absorber-System ist daher für eine deutlich höhere Oberflächenextraktion ausgelegt als herkömmliche Oberflächenkollektoren oder geothermische Sonden.

Verschiedenste Vorteile

Durch die höhere Wärmeabfuhrleistung braucht das System nur sehr wenig Platz und nur ein Siebtel der Landfläche herkömmlicher Bodenkollektorsysteme. „Damit bietet sich die Installation auf kleineren Grundstücken und eine großflächige Nutzung von Geothermie in stark urbanisierten Räumen an“, kommentiert Eichenseher. Sobald das System installiert und amortisiert ist, ist der Stromverbrauch des Wärmepumpensystems minimal. Der Installationsaufwand für das GeoCollect-Absorber-System ist niedrig, und man kann sowohl neue als auch nachgerüstete Gebäude zukunftssicher machen. Wartung und Betrieb des innovativen Systems sind effizient, und auch eine Kombination mit Photovoltaikanlagen für Heizungs- und Warmwasserbedarf ist möglich. Da kein Tiefbohren nötig ist, entfällt auch die Genehmigungspflicht vor der Installation. „Das System nutzt eine unerschöpfbare, klimafreundliche Energiequelle und ist somit von der Öl- und Gasversorgung wie auch Kraftstoffpreisen unabhängig“, betont Eichenseher.

Schlüsselbegriffe

GeoCollector, Heizung, Boden, oberflächennahe Geothermie, Raum, GeoCollect-Absorber-System, Wärmepumpe, platzsparend, Warmwasserbereitung

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21 Oktober 2020