Der Energiezaun
Oftmals ist das Erschließen der Wärmequelle für eine reine Erdwärmenutzung nicht möglich, da etwa das Grundstück zu klein ist, aufwändige Erdarbeiten im Garten nicht erwünscht sind oder teure Erdsonden den Kostenrahmen sprengen. Trotzdem gibt es eine effiziente Form, die Wärmepumpe einzusetzen – den Energiezaun. Er nutzt, ähnlich dem Solarabsorber, die direkte Sonnenstrahlung, reicht jedoch auch zu 1/3 ins Erdreich hinein. Der Energiezaun kombiniert die Vorteile einer Erdwärmeanlage mit dem solaren Wärmegewinn an sonnigen Tagen. Und er macht im Außenbereich keinerlei Geräusche. Absorber verbinden die Vorteile der Wärmequellen Sole und Luft. Sie müssen nicht abgetaut werden, haben durch ihre Speicherkapazität auch im Winter stabilere Quellentemperaturen und können im Sommer effizient für Warmwasser sorgen. Dazu kommt ein Vorteil, den weder Luft noch Erdreich bieten: die Aufnahme von solaren Gewinnen, überwiegend im Sommer, aber auch an sonnigen Wintertagen.
Besonders gut geeignet sind Energiezäune daher, wenn der Anteil des Warmwassers im Sommer hoch sind.
Vorteile gegenüber Luft als Wärmequelle
- keine Abtauvorgänge
- stabilere Quellentemperaturen durch Speicherwirkung und Kombination mit Erdanteilen
- keine Geräuschentwicklung
- Außenteil aus Edelstahl sehr beständig, keine elektrischen Bauteile im Außenbereich
Vorteile gegenüber Erdreich als Wärmequelle
- in der Regel kostengünstiger zu erstellen
- höhere Effizienz im Sommerbetrieb
- Nutzung solarer Gewinne
- geringere Auflagen z.B. in Wasserschutzgebieten
Nachteile gegenüber Erdreich als Wärmequelle
- niedrige Quellentemperaturen bei niedrigen Außentemperaturen, da das Speichervolumen kleiner ist, als z.B. eines Erdwärmekollektors. Daher etwas niedrigere Gesamteffizienz.
Energie aus der Wand
Energie aus Massivbauteilen
An milden und sonnigen Tagen erwärmt sich der Massivabsorber, speichert die Energie und versorgt die Wärmepumpe mit einer hohen Quellentemperatur, die mit dem Erdreich allein nicht möglich wäre. Gleichzeitig gibt der Massivabsorber einen Teil der Wärme an das Erdreich ab.
Damit wird erreicht, dass das Erdreich ständig regeneriert und zusätzlich ein Wärmevorrat anlegt wird. Die gespeicherte Wärme im Massivabsorber und im Erdreich sorgt an besonders kalten Tagen für die volle Energieversorgung der Wärmepumpe.
Die Speicherwirkung
An einem normalen Wintertag zwischen 0 und 5 Grad Außentemperatur arbeitet eine richtig ausgelegte Wärmepumpe täglich etwa 12 Stunden. Die einzelnen Einschaltintervalle dauern hierbei 30-60 Minuten. Während die Wärmepumpe arbeitet ist es wichtig, die Umweltwärme möglichst verlustfrei (also ohne große Temperaturdifferenzen) zur Wärmepumpe zu transportieren. Dies wird erreicht durch einen guten Wärmeübergang vom Beton zum Absorberrohr. Während der Stillstandszeit der Wärmepumpe lädt sich der Massivabsorber wieder mit Wärme aus der Umgebung auf und speichert diese wie ein riesiger Pufferspeicher.
Aufbau und Haltbarkeit von Massivabsorbern
Schon seit vielen Jahrzehnten werden Betonbauteile für den Wärmeentzug oder die Wärmeabgabe durch eine Betonkernaktivierung genutzt. Der Absorber enthält hierfür ein PE-Rohr, welches direkt einbetoniert wird und somit für einen guten Wärmeübergang sorgt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Beton wirkt temperaturausgleichend, so dass nur geringe Spannungen im Bauteil auftreten. Die Spannungen durch Sonneneinstrahlung in normalen Betonbauteilen sind deutlich höher. Die Rohrleitungen in den Massivabsorbern haben eine Lebenserwartung von deutlich mehr als 50 Jahren, so dass keine Folgeinvestitionen an der Wärmequelle zu erwarten sind.
