Die Erdsonde ist besonders für kleine Grundstücksflächen geeignet, auf denen nicht genügend Platz für die Installation eines Erdkollektors vorhanden ist. Das Rohrsystem (doppelte U-Rohrsonde mit Füllrohr) der Erdsonde wird über Tiefenbohrungen in der Regel bis zu 99 m senkrecht in den Boden eingebracht (Genehmigung durch Wasserbehörde), wobei der Durchmesser bei ca. 115 bis 220 mm, je nach verwendetem Bohrer, liegt. Bei größeren Anlagen können Tiefenbohrungen über 100 m sinnvoll sein (Genehmigung nach Bergrecht). Bei Bedarf kann die Sondenlänge auf mehrere Bohrungen aufgeteilt werden.
Bei der Auslegung von Erdsonden muss die Restförderhöhe der Solepumpe in der jeweiligen Wärmepumpe beachtet werden. Erdsonden werden vertikal in das Bohrloch eingebracht. Es können mehrere Sonden kombiniert werden. Hierbei ist die sogenannte „neutrale Zone“ zu berücksichtigen, wobei nicht davon auszugehen ist, dass die Sondenlänge gleich bleibt. Die Sole fließt zweimal in die Bohrung und wieder heraus, d. h. es sind zwei Kreise pro Bohrung. Hierbei erwärmt sich die Sole und liefert die Energie für die Wärmepumpe bzw. für eine evtl. passive Kühlung im Sommer. Damit die Wärmeübertragung zwischen Erdreich und Rohr verbessert wird, wird ein Wärmeleitmaterial, z. B. Betonit, über das Füllrohr vom Grund der Bohrung nach oben gepresst. Neben der Verbesserung der Wärme-/Kälteleitung hat das Verfüllmaterial auch die Aufgabe, das in der Bohrung befindliche Rohr zu stützen, damit es unter dem Eigengewicht nicht zusammenknickt, denn das Gewicht ist in 100 m Tiefe beachtlich. Betonit ist ein hydridischer Werkstoff, d. h. er bindet unter Feuchtigkeit ab. Darüber hinaus wird durch Verpressen verhindert, dass sich die unterschiedlichen Grundwasserschichten verbinden.
Die Temperatur der Soleflüssigkeit, die zur Wärmepumpe geleitet wird, sollte eine Temperaturänderung von +/- 11 K gegenüber der ungestörten Erdreichtemperatur nicht überschreiten. Der Einfluss der Erdsonden auf das umgebende Erdreich ist dann gering. Wenn Sie aktive Kühlung mit der Wärmequelle Erdreich einsetzen wollen, dann stellen Sie sicher dass die Bohrung/ Erdsonde dafür geeignet ist. Die aktive Kühlung ist bei Verwendung der Wärmequelle Erdreich/Sole auf 40 °C Soleaustrittstemperatur begrenzt. Wenn diese Temperatur überschritten wird (> 40 °C), dann schaltet der aktive Kühlbetrieb aus.
Auslegungsgrundlagen
Die Auslegung und Ausführung einer Erdwärmesondenanlage muss gemäß der VDI Richtlinie 4640 (Thermische Nutzung des Untergrundes) und nach dem Stand der Technik unter Einhaltung der geltenden rechtlichen Vorschriften durchgeführt werden.
Bei erdgekoppelten Wärmepumpen ist eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes erwünscht, um so die Wärme des Erdreiches gut zum Kollektor gelangen zu lassen. Das Wärmetransportvermögen kann im stationären Bereich durch die Wärmeleitfähigkeit beschrieben werden (Einheit =W/(m*K)).
Erdsonden erlangen ihre Wärmeenergie durch den geothermischen Wärmestrom (vom Erdinneren zur Oberfläche) und dem Grundwasserfluss. Lediglich bis zu einer Tiefe von 15 m ist der Einfluss der Sonnenstrahlung und des Sicker- bzw. Regenwassers von Bedeutung. Erdsonden können üblicherweise Tiefen von 10 bis über 200 m erreichen.
Bei Erdsonden kann eine Unterdimensionierung zu niedrigen Soletemperaturen führen. Langfristig kann dadurch die Soletemperatur von Heizperiode zu Heizperiode absinken und die Erdquelle unbrauchbar machen. D.h., ein weiterer Energieentzug ist nicht mehr möglich.
>>>wird Fortgesetzt<<<
