Erdsonde (Definition)

Erdsonde ist ein Element eines Erdwärmesystems, bei dem es sich um ein vertikales oder horizontales Rohr handelt, das bis zu einer bestimmten Tiefe in den Boden eingetaucht ist. Die Hauptfunktion der Erdsonde besteht darin Wärmesammlung vom Boden und überträgt es auf das Kühlmittel, das in der Sonde zirkuliert.

Erdsonde: Anwendungsmerkmale

Erdsonden werden typischerweise in Verbindung mit Wärmepumpen zum Heizen und Kühlen von Gebäuden eingesetzt und stellen eine stabile und effiziente Energiequelle dar, da die Temperatur des Bodens in einer bestimmten Tiefe das ganze Jahr über relativ konstant bleibt.

Erdsonde und Wärmepumpe bilden den Hauptbestandteil einer Erdwärmeheizung. In diesem System fungiert die Erdsonde als Wärmetauscher, der dem Erdreich Wärme entzieht und sie an das durch das System zirkulierende Kühlmittel überträgt.

Ausstattung Komplettset:

1. Erdsonde:
   • Vertikalsonden: Installiert in tiefen Brunnen (bis zu 100-200 Meter). Diese Installation erfordert Bohren und wird verwendet, wenn die Fläche des Standorts begrenzt ist.
   • Horizontale Sonden: Sie werden in geringer Tiefe (1,5–2 Meter) verlegt und erfordern für die Platzierung ein größeres Grundstück. Sie werden üblicherweise in Form von Spiralen oder Spulen montiert.
   • Materialien: Sonden bestehen aus Polymerschläuchen (z. B. Polyethylen hoher Dichte), die korrosions- und chemikalienbeständig sind.
2. Wärmepumpe:
   • Kompressor: Das Herzstück einer Wärmepumpe, das ein Kühlmittel (z. B. Freon) komprimiert und so seine Temperatur erhöht.
   • Verdampfer: Hier nimmt das Kühlmittel die von der Erdsonde kommende Wärme auf.
   • Kondensator: Überträgt die gesammelte Wärme an das Heizungs- oder Warmwasserversorgungssystem.
   • Umwälzpumpe: Sorgt für die Bewegung des Kühlmittels zwischen der Erdsonde und der Wärmepumpe.
   • Ausgleichsbehälter: Stabilisiert den Druck im System.

Systembetrieb:

1. Wärmeaufnahme: In der Erdsonde zirkuliert ein Kühlmittel, das dem Erdreich Wärme entzieht. Die Temperatur der Erde bleibt in einer bestimmten Tiefe das ganze Jahr über stabil (ca. 10-15°C).
2. Wärmeaustausch: Das erwärmte Kühlmittel gelangt in den Verdampfer der Wärmepumpe. Im Verdampfer gibt es Wärme an das Kältemittel ab, das verdampft.
3. Kompression: Das gasförmige Kältemittel wird vom Kompressor komprimiert, wodurch sich seine Temperatur deutlich erhöht.
4. Wärmeabgabe: Das erhitzte Kältemittel gelangt in den Kondensator und überträgt dort Wärme an das Heiz- oder Warmwassersystem.
5. Der Zyklus wiederholt sich: Das Kältemittel, das Wärme abgegeben hat, gelangt wieder in den Verdampfer und der Vorgang wiederholt sich.

Vorteile:

• Hohe Effizienz: Das Erdreich stellt eine stabile Wärmequelle dar, sodass die Wärmepumpe mit einem hohen Energieumwandlungswirkungsgrad (COP) arbeiten kann.
• Umweltfreundlichkeit: Der Einsatz einer erneuerbaren Energiequelle reduziert den CO₂-Ausstoß.
• Autonomie: Das System benötigt praktisch keine externen Energiequellen, mit Ausnahme der Stromversorgung zum Betrieb der Pumpen und des Kompressors.

Erdsonde und Wärmepumpe bieten eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Heizlösung, insbesondere in Regionen mit kalten Wintern, in denen herkömmliche Heizmethoden möglicherweise weniger effizient sind.