Bautechnische Prozessbeschreibung: Geothermie

Je mehr wir uns dem Erdkern nähern, desto wärmer wird es. In 200 Meter Tiefe hat es 12° bis 14°C. Diese Umweltenergie wird durch eine Erdwärmepumpe nutzbar gemacht. In den letzten Jahrzehnten gab es große Fortschritte in der Wärmepumpentechnologie und dadurch eine deutliche Steigerung des Wirkungsgrades. Bis zu 80 % der für die Wärmepumpe benötigten Energie wird aus dem Erdreich zur Verfügung gestellt.

Selbst in älteren Bestandsgebäuden werden außerordentliche Wirkungsgrade erzielt. Durch die Erneuerung von herkömmlichen Heizradiatoren wird der Einsatz einer Wärmepumpe rentabel. Flächenheizungen, wie z.B. eine Fußbodenheizung, benötigen eine sehr geringe Vorlauftemperatur im Heizkreislauf und erhöhen die Effizienz der Erdwärmepumpe. Auch die Warmwasseraufbereitung erfolgt durch eine Wärmepumpe kostengünstig und umweltfreundlich.

Die Nutzung von Erdwärme ist weitgehend unabhängig von der Entwicklung von Rohstoffpreisen.

Bei Erdwärmenutzung mit Sondenrohren zirkuliert die Soleflüssigkeit (Wasser mit Frostschutz) mittels einer Umwälzpumpe. Auf dem Weg durch das Erdreich wird die Wärme aufgenommen. In offenen Systemen, wie Brunnen, wird die Wärme des Grundwassers genutzt. 

In der Wärmepumpe wird die Umweltenergie aus den Sondenrohren auf ein Kältemittel übertragen, das verdampft. Das gasförmige Kältemittel wird nun komprimiert, wodurch es heiß wird. Diese Wärme wird an den Heizkreislauf weitergegeben. Das Kältemittel kühlt wieder ab und kondensiert, wobei es immer noch unter Druck steht. Durch das Entspannen kühlt das Kältemittel weiter ab und kann erneut Energie aus den Sondenrohren aufnehmen. 

Dem Heizkreislauf stehen nun bis zu 60°C Vorlauftemperatur zur Verfügung. Niedrige Vorlauftemperaturen erhöhen die Effizienz der Wärmepumpe. Diese wird durch Flächenheizung oder große Heizkörper erreicht.

Häufig kann das bestehende Heiz- und Speichersystem direkt an die Wärmepumpe angeschlossen werden und ist somit auch eine ideale Lösung für die Modernisierung in Bestandsbauten. 

Nach einer geologischen Vorerkundung anhand umfangreicher Referenzbohrungen können wir die Bohrrisiken an Ihrem Standort einschätzen. Je nach geologischen Gegebenheiten wählen wir das passende Bohrverfahren als Spül- oder Hammerbohrung. Im Bereich von Lockergestein führen wir eine Hilfsverrohrung mit, damit die Bohrlochstabilität gewährleistet ist. Durch unsere leistungsstarken Maschinen erreichen wir dadurch Bohrtiefen bis zu 400 Meter.

Anschließend bauen wir die Doppel-U-Sondenrohre schonend ein. Dabei verwenden wir ausschließlich geprüfte Materialien mit erhöhter Rissbeständigkeit. Vom tiefsten Punkt aus verfüllen wir lückenlos den Hohlraum mit einer Bentonit-Zement-Suspension. Dadurch wird eine optimale Wärmeübertragung zwischen Erdreich und Erdwärmesonde hergestellt. Zum Abschluss erfolgt eine dokumentierte Druckprüfung der Erdwärmesonden.

Die Sondenrohre werden nach Abschluss der Bohrarbeiten in einen Erdsondenverteiler geführt. Dieser bietet eine Revisionsöffnung und die Möglichkeit einzelne Sondenkreisläufe abzusperren sowie den Durchfluss der Soleflüssigkeit zu regeln.

Die Anschlussleitungen führen vom Verteiler bis zur Wärmepumpe. Abschließend wird die Anlage mit einem Glykol-Wasser-Gemisch als (Wärmeträgerflüssigkeit) gefüllt und die Gesamtanlage einer weiteren Druckprüfung unterzogen.