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Bohrloch hinterfüllen

Erdwärmesonde mit Hinterfüllung

Erdwärmesonde mit Hinterfüllung

Jede Erdwärmesonde muss korrekt hinterfüllt werden

Nach der Absenkung der U-Rohre der Erdwärmesonde (EWS) muss der Hohlraum zwischen der Bohrlochwand und den Kunststoffrohren mit einem dauerhaft leicht flexiblen Mörtel vollständig ausgefüllt werden. Dies wird Hinterfüllung oder auch Verpressung genannt. Der spezielle Mörtel wird auch als Suspension oder Verpressmaterial bezeichnet.

Die Hinterfüllung ist entscheidend für den Grundwasserschutz und die Funktion der EWS

Die Hinterfüllung hat zwei wesentliche Aufgaben:

  1. Einen vertikalen Grundwasserfluss verhindern
  2. Wärmeleitung zwischen der Rohrwand und dem Gestein sicherstellen

Weiter kann die Hinterfüllung auch das Bohrloch gegen Einsturz stützen, dort wo in lockerem Gestein gebohrt wurde. Die Erdwärmesonden-Rohre werden vor Bohrloch-Einstürzen geschützt. Bei Erdwärmesonden über
200 m Tiefe werden die Kunststoffrohre zudem von aussen gestützt, falls kein Wasser im Boden vorhanden ist. Der statische Innendruck (infolge der Wassersäule) von z. B. 20 bar bei 200 m Tiefe kann so das Rohrmaterial nicht überdehnen.

Die Hinterfüllung muss von unten nach oben eingebracht werden

Mit der Erdwärmesonde wird ein 5. Rohr, das unten offen ist, mit abgesenkt. Durch dieses Kontraktor-Rohr oder Verpressrohr wird von oben her das angemischte Hinterfüllmaterial hinunter gepresst. Der Hohlraum zwischen der Bohrlochwand und den Kunststoffrohren wird so von unten nach oben mit frischem Hinterfüllmaterial vollständig aufgefüllt. Fertig ist die Hinterfüllung, wenn oben am Bohrloch das Hinterfüllmaterial erscheint.

Das Hinterfüllmaterial wird üblicherweise auf der Baustelle gemischt. Entweder wird eine Mischung aus Bentonit, einem natürlichen Tonmaterial, Zement und etwas Sand vermischt und mit Wasser angerührt. Oder es wird eine fertige Mischung verwendet, die in Säcken angeliefert wird und auf der Baustelle nur noch mit Wasser angerührt werden muss. Auf dem Markt gibt es verschiedene Anbieter, welche diverse solcher Mischungen anbieten. Es dauert einige Tage, bis dieser Mörtel vollständig ausgehärtet resp. abgebunden ist, ausserdem wird dabei Abbindewärme freigesetzt.

Um eine korrekte Qualität des Hinterfüllmaterials zu sichern, ist ein Fertigprodukt zu empfehlen. Dabei ist wichtig, dass der Mörtel genau nach Herstellerangaben gemischt wird.

Die sorgfältige Hinterfüllung muss kontrolliert werden

Damit die Hinterfüllung ihre Aufgaben erfüllen kann, muss sie sorgfältig gemacht werden. Insbesondere bei tiefen Bohrungen (ab 200 m) und bei Bohrungen, die weite Strecken durch Lockermaterial führen, ist dies kein einfaches Unterfangen und braucht genügend Zeit sowie erfahrene Bohrmeister, um die Hinterfüllung korrekt erstellen zu können. Nachträglich kann kaum mehr festgestellt werden, ob die Hinterfüllung korrekt eingebracht wurde oder nicht. Eine lückenhafte Hinterfüllung kann die Funktion der EWS beeinträchtigen, ihre Lebensdauer verringern, das Grundwasser gefährden oder zu Schadensfällen führen. Es sollte darum auf der Baustelle kontrolliert werden, ob die Hinterfüllung richtig gemacht wird. Insbesondere ist für die Hinterfüllung genügend Zeit einzuplanen, da der Mörtel nur relativ langsam durch das Kontraktor-Rohr gepresst werden kann.

Um eine korrekte Qualität des Hinterfüllmaterials zu sichern, ist ein Fertigprodukt zu empfehlen. Dabei ist wichtig, dass der Mörtel genau nach Herstellerangaben gemischt wird.

Besser wärmeleitfähiges Hinterfüllmaterial ist zu empfehlen, oft ist es auch notwendig

Um eine gute Wärmeleitung zu gewährleisten, sollte ein Hinterfüllmaterial gewählt werden, welches eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweist als heute übliches Hinterfüllmaterial oder als ein selbst gemischer Mörtel. Dieser verbesserte Mörtel wird thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial genannt.

Die Wärmeleitfähigkeit des Hinterfüllmaterials wird mit dem Lambda-Wert angegeben, dieser sollte mindestens
2 W/mK betragen. Solches thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial ist ca. 5 bis 6 Franken pro Laufmeter teurer. Diese Mehrkosten rechnen sich aber über die Jahre, da sich mit einem verbesserten Hinterfüllmaterial die Temperatur im Sondenfluid um 1,5 bis 2 °C erhöht, und somit die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe erheblich besser wird.

Thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial muss ausserdem eingesetzt werden, wenn mit der EWS auch gekühlt werden soll, wenn ein Sondenfeld erstellt wird, oder wenn die Sonde mit reinem Wasser betrieben werden soll. In diesen Fällen ist eine gute Wärmeübertragung an das Erdreich sehr wichtig. Deswegen überwiegen in solchen Fällen die Vorteile des teureren Hinterfüllmaterials deutlich.

Thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial soll aber nicht dazu dienen, die EWS weniger tief als üblich zu bohren, ansonsten sind die Vorteile hinfällig.

Wenn möglich, sollte das Hinterfüllmaterial auch frostbeständig sein (ausser bei EWS, die mit reinem Wasser betrieben werden). Eine Wärmepumpe kann technisch gesehen leicht in den Gefrierbereich gefahren werden, wenn z.B. wesentlich mehr Wärme genutzt wird als vorgesehen. Viele Hinterfüllmaterialen, insbesondere auch selbst gemischte, zerbröseln nach einigen Frost-Tau-Wechseln förmlich und können ihre Aufgabe dann nicht mehr wahrnehmen.

Das Bohrunternehmen sollte ein Gütesiegel haben

Neben den oben genannten Empfehlungen ist insbesondere darauf zu achten, dass die Bohrung durch ein professionelles Bohrunternehmen ausgeführt wird. Professionelle Unternehmen verfügen über ein "Gütesiegel für Erdwärmesonden-Bohrfirmen" (siehe Quelle:FWS, 2010).

Berechnung Hinterfüllmaterial-Mengen

Das Microsoft Excel-Werkzeug zur Berechnung von Hinterfüllmaterial-Mengen richtet sich an Bauherren, die schnell und einfach die Liefermenge einer Fertigmischung für eine Erdwärmesonde auf ihrer Baustelle überprüfen wollen.
 

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Bauart wählen

Bauarten von Wärmetauschern zur Nutzung untiefer Geothermie

Bauarten von Wärmetauschern zur Nutzung untiefer Geothermie

Erdwärmesonden sind heute ein weit verbreitetes System

Zur Nutzung untiefer Geothermie werden überwiegend Erdwärmesonden verwendet. Erdwärmesonden (EWS) sind Wärmetauscher, welche vertikal in das Erdreich versenkt werden. Sie machen die im Boden vorhandene Wärme, zusammen mit einer Wärmepumpe, für das Heizen von Gebäuden und für die Erwärmung von Warmwasser nutzbar. Erdwärmesonden können im Sommer auch zum Kühlen verwendet werden, was einer der Hauptvorteile dieser Technik ist. In diesem Fall wird die Wärme, die beim Kühlen eines Gebäudes im Sommer anfällt, ins Erdreich abgegeben.

Erdwärmesonden werden üblicherweise als Doppel-U-Rohr-Sonden erstellt

Eine Erdwärmesonde besteht im Allgemeinen aus zwei parallelen, U-förmigen Kunststoffrohren. Die EWS wird in einer Bohrung von bis zu 250m Tiefe in die Erde hinunter gelassen. Bei idealen Verhältnissen können auch tiefere EWS erstellt werden, der Rekord in der Schweiz liegt bei 700 m. Der Hohlraum zwischen Bohrwand und Rohren wird mit einem speziellen Mörtel (der Hinterfüllung) aufgefüllt. In den beiden U-Rohren lässt eine Umwälzpumpe eine Wärmeträgerflüssigkeit zirkulieren. Dieses Fluid entzieht dem Erdreich die Wärme und transportiert sie zum Verdampfer in der Wärmepumpe. Dort wird die Wärmeträgerflüssigkeit abgekühlt und fliesst dann zurück in die Erdwärmesonde. Der Kreislauf ist geschlossen.

Spezielle Bauarten von Erdwärmesonden

Einfache U-Rohr-Sonden

Diese Bauart hat keine Vorteile gegenüber der Doppel-U-Rohr-Sonde (ausser einem etwas günstigeren Preis). Die Rate des Wärmeaustausch zwischen Erdreich und Sonde wird bestimmt durch die Rohroberfläche, welche bei einer einfachen Sonde viel geringer ist. Sie hat deshalb eine klar schlechtere Effizienz als Doppel-U-Rohr-Sonden und wird kaum je angewendet.

Koaxialsonden

Erdwärmesonden können auch mittels Koaxialrohren erstellt werden. Dabei fliesst im ringförmigen Aussenraum eines Koaxialrohres das Wärmeträgermedium nach unten und im Innenrohr wieder nach oben. Koaxialrohre sind dann vorteilhaft, wenn bei tiefen EWS das Innenrohr vom Aussenraum thermisch getrennt werden kann. Auf diese Weise wirkt dann der Gegenstrom-Wärmetauscher-Effekt nicht.

In der Praxis werden Koaxial-EWS selten angewendet. Hauptgrund ist das Problem, das sich das Koaxialrohr nur schwer aufwickeln und auf die Baustelle zu transportieren lässt. Zudem sind die dauerhaft dichte Herstellung des Sondenfusses und die Konstruktion des Sondenkopfes zur Trennung von Vor- und Rücklauf aufwändig.

Auf dem Markt erhältlich ist heute ein EWS-System, welches mit relativ kurzen, auf der Aussenseite gewellten Koaxialrohren, operiert. Mehrere solcher Koaxialrohre werden ab einem zentralen Schacht schräg und sternförmig in den Boden eingebracht. Das System beinhaltet auch Steckverbindungen für die Koaxialrohre. Im Erdreich sollen resp. dürfen aber nur hermetisch dichte, geprüfte und unlösbare Verbindungen eingesetzt werden, weshalb diese Technik für tiefe Sonden nicht geeignet ist. In Fällen, wo wegen Grundwasser nur 10 bis 30 m tief gebohrt werden darf, können Koaxiale Rohre aber eine interessante Alternative darstellen.

In Deutschland werden teilweise auch offene Koaxialsonden propagiert, das heisst Erdwärmesonden, die nur aus einem Rohr nach unten bestehen, wobei das aufgewärmte Wasser in der offenen Bohrung nach oben geführt wird. Diese Sonde darf natürlich nur mit reinem Wasser betrieben werden. Vorteile sind die einfache Bauweise und der sehr gute Wärmeübergang zur Erde. Voraussetzung ist eine Bohrung in einem Gestein, die ungestützt erhalten bleibt. Nachteil resp. die Gefahr ist, dass mit solchen Anlagen unkontrolliert vertikale Wasserwege (Verbindungen zwischen isolierten wasserführenden Schichten) geschaffen werden. Solche Verbindungen sollten vermieden werden,  aus diesem Grund ist eine Bewilligung nur in Ausnahmefällen zu erhalten.

Heat-Pipe-Sonden (CO2-Sonden)

Heat-Pipe-Sonden funktionieren ganz anders als "normale" EWS. In einem Rohr, das ebenfalls wie eine Doppel-U-Rohr-Sonde ins Erdreich eingebaut wird, befindet sich ein Medium unter einem bestimmten Druck, welches bei den im Boden vorkommenden Temperaturen gerade verdampft. Oben am Sondenrohr befindet sich der Verdampfer der Wärmepumpe oder eventuell ein Wärmetauscher, der mit dem Verdampfer der Wärmepumpe über einen Zwischenkreis verbunden ist. Das kalte Kältemittel verflüssigt das Medium oben im Sondenrohr, welches dann den Rohrwänden entlang nach unten fliesst. Das wärmere Erdreich führt zu einer Verdampfung dieses Mediums, welches dann dampfförmig und von selbst nach oben strömt. Als Medium in diesen Heat-Pipe Sonden wird meist CO2 (Kohlendioxid) verwendet. Deswegen wird diese Bauart auch als CO2-Sonde bezeichnet. 

Vorteil dieser Technik ist der Wegfall der Sonden-Umwälzpumpe resp. deren Stromverbrauch. Zudem ist die Wärmequellentemperatur etwas höher als bei üblichen EWS mit Sole. Damit lassen sich mit Heat-Pipe-Sonden hohe Jahresarbeitszahlen erreichen.

Nachteil dieser Technik ist, dass bei Verwendung von CO2 hohe Drücke im Sondenrohr erforderlich sind. Damit muss ein druckfestes Rohr aus Metall verwendet werden. Üblich sind heute Wellrohre aus Chromstahl, eventuell auch Kupferrohre. Diese Rohre sind teuer, und es ist unklar, wie hoch die Lebensdauer einer solchen Anlage ist. Je nach Untergrund sind Korrosionsprozesse nicht ausschliessbar. Ein weiterer Nachteil dieser Technik ist, dass mit diesen Erdwärmesonden nicht oder nur mit zusätzlichen technischen Tricks gekühlt werden kann.

Diese Technik kann bereits angewendet werden, sie ist aber bisher in der Schweiz nicht verbreitet. Viele Fragen sind noch offen. Besondere Beachtung muss der Konstruktion des Sondenkopfes geschenkt werden, der Verdampfer der Wärmepumpe und Kondensator des Sondenfluids ist. Fertige Produkte sind hier noch nicht auf dem Markt.

Messungen und realisierte Beispiele zeigen, dass mit optimierten Doppel-U-Rohr-Sonden mit reinem Wasser und einer korrekt dimensionierten und hocheffizienten Sonden-Umwälzpumpe in etwa gleich gute Jahresarbeitszahlen erreicht werden können wie mit einer CO2-Sonde, mit dem Unterschied, dass solche Anlagen können heute routinemässig und ohne Probleme erstellt werden.

Energiepfähle, Geostrukturen

In einigen Fällen sind bei Neubauten Pfähle aus statischen Gründen erforderlich, falls der vorhandene Erdboden das Gebäude nicht sicher tragen könnte (z. B. wenn man auf Sand bauen will). Wenn diese Pfähle aus Beton sind, können sie mit Wärmetauscherrohren ausgerüstet werden und so wie eine EWS als Wärmetauscher im Erdreich wirken. Solche Energiepfähle sind immer in grösserer Zahl erforderlich, somit entsteht ein sogenanntes Pfahlfeld. Eine Regeneration des Bodens resp. die duale Nutzung zum Heizen und Kühlen ist deshalb praktisch immer erforderlich - umgekehrt ist dies meist auch ein wesentlicher Vorteil. Falls bei einem Neubau Pfähle erforderlich sind, sollten diese unbedingt als Energiepfähle genutzt werden. Der finanzielle Mehraufwand ist sehr gering, und ansonsten wird die Chance für immer verpasst, eine sehr wirtschaftliche Wärme- und Kältequelle nutzen zu können.

Analog zu Pfählen können in bestimmten Fällen auch weitere erdberührte Betonkonstruktionen als Wärmetauscher genutzt werden. So können Schlitzwände, Bodenplatten und Tunnelwände mit Wämretauscherrohren ausgerüstet werden.

Alternativen zu EWS: direkte Grundwassernutzung, Energiekörbe, Flachkollektoren

Nicht überall dürfen Erdwärmesonden erstellt werden. Besonders der Schutz des Grundwassers geht oft vor. Falls in einem solchen Fall eine direkte Nutzung des Grundwassers möglich, d.h. erlaubt ist, stellt dies eine energietechnisch sehr gute Alternative zu Erdwärmesonden dar. Die direkte Grundwassernutzung eignet sich aufgrund technischer Gegebenheiten vor allem für grössere Gebäude.

Ansonsten können Wärmetauscher mit anderen Konstruktionsformen die selbe Aufgabe wahrnehmen. Dies sind Erdwärmekörbe bzw. Spiralsonden, flache Erdkollektoren oder Grabenkollektoren (siehe auch: Arbeitsgemeinschaft Wärmepumpen, Technische Merkblätter, Merkblatt T2 - Wärmepumpenheizungsanlage mit horizontalen Erdkollektoren, Erdwärmekörben und Kompaktkollektoren). Diese Bauarten eignen sich im Allgemeinen für kleinere Gebäude mit tiefem Wärmebedarf. Diese Bauarten reichen nur ca. 2 bis 6 m in die Tiefe und befinden sich so meist oberhalb des zu schützenden Grundwassers. In vielen Fällen kann so eine Alternative zu Erdwärmesonden gefunden werden, falls eine EWS aus hydrogeologischen Gründen nicht erstellt werden darf. Es ist allerdings ein genügend grosses Grundstück erforderlich, und die Jahresarbeitszahl (JAZ) wird ganz leicht schlechter sein als bei einer EWS.

Entscheidend dafür, welche Bauart sich für ein bestimmtes Gebäude am besten eignet, sind die Platzverhältnisse vor Ort sowie die Betrachtung der Jahreskosten der Systeme.

Entwicklungstendenzen

Erdwärmesonden haben sich bewährt und sind mittlerweile etabliert. Die Entwicklungen zur Verbesserung der EWS gehen in Richtung immer tieferer EWS, was Rohrmaterial mit höherer Druckfestigkeit erfordert. Zudem sollte Rohrmaterial mit besserer Wärmeleitfähigkeit entwickelt werden. Hinterfüllmaterial mit verbesserter Wärmeleitfähigkeit ist bereits auf dem Markt und wird sich als Standard durchsetzen. Eine EWS wird ausserdem im Sommer vermehrt zum Kühlen eingesetzt, was die Sonde regeneriert und eine Klimaanlage spart.

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Erdreich regenerieren

Was ist eine Regeneration des Erdreichs und wieso ist sie wichtig?

Wenn ein Haus mit einer Erdwärmesonde geheizt wird, entzieht die Sonde dem Erdboden Wärme. Das Problem ist, dass diese Wärme nur sehr langsam nachfliesst. Der Einfluss der Sonne ist vernachlässigbar in Tiefen unter 20 m, und der geothermische Wärmestrom aus der Tiefe ist verhältnismässig klein. Der grösste Teil der Wärme fliesst von der Seite her nach, was besonders in Gebieten mit vielen Erdwärmesonden langfristig zu grossen Problemen führen kann.

Das Bild unten zeigt das Temperaturprofil des Erdreichs in der Nähe einer Erdwärmesonde nach ein paar Jahren, wenn das Erdreich nicht regeneriert wird. Das Heizen eines Hauses im Winter entzieht dem Boden mehr Wärme, als im Sommer nachfliessen kann. Dies führt dazu, dass der Boden in einem gewissen Radius um die Sonde auskühlt, was die Effizienz der Anlage mindert.Wenn sich in etwa 60 m um die Erdsonde keine anderen Anlagen befinden, ist dies kein grosses Problem, da sich die Temperatur auf einem gewissen Niveau einpendelt, und die Funktion der Anlage auch langfristig nicht gestört wird. Obwohl sich eine Regeneration trotzdem lohnen kann, da die Jahresarbeitszahl erhöht wird, ist sie nicht unbedingt nötig.

Dies sieht allerdings ganz anders aus, wenn mehrere Sonden dicht nebeinander gebaut werden, wie es in Siedlungsgebieten immer öfter der Fall ist (siehe Bild unten). Da in diesem Fall keine Wärme von der Seite zufliessen kann, kühlt das Erdreich über die Jahre immer weiter aus, bis die Funktion der Anlage nicht mehr gewährleistet werden kann.

Simulationsrechnungen zeigen, dass die Bodentemperatur bei dichter Bebauung nach einigen Jahrzehnten so tief gesunken ist, dass eine Erdsondenanlage nicht mehr wirtschaftlich ist. Besonders problematisch ist dies bei Sonden mit Längen über 200 m. Die Abkühlung des Bodens erfolgt zwar langsamer als bei kurzen Sonden, aber da die Sonneneinstrahlung in grossen Tiefen keinen Einfluss mehr hat, ist die langfristige Endtemperatur bedeutend tiefer.

Dieses Problem kann einfach behoben werden, indem man im Sommer simpel gesagt das Erdreich heizt, wodurch die Erdsonden regeneriert werden. Der benötigte Aufwand ist gering und der Nutzen beträchtlich, weshalb eine Regeneration unbedingt zu empfehlen ist.

Auch bei Einzelsonden kann eine Regeneration Sinn machen

Auch bei einer Einzelsonde kann eine Regeneration sinnvoll sein. Das Erdreich um die Sonde kühlt dadurch weniger aus, was die Effizienz der Anlage verbessert. In der Grafik unten sehen sie einen Vergleich der Bodentemperatur zwischen eine Sonde mit und einer ohne Regeneration. Die saisonalen Schwankungen sind zwar in beiden Fällen gleich, doch ohne Regeneration läuft die ganze Anlage im Mittel auf einem tieferen Temperaturniveau.

Im Idealfall wird über das Jahr ähnlich viel Wärme zu- wie abgeführt, so dass sich die ursprünglichen Temperaturverhältnisse langfristig nicht verändern. Da immer auch natürlicherweise Wärme nachströmt, kann etwas mehr Wärme entzogen werden als mit der Regeneration wieder eingebracht wird. Die Temperatur im Sondenfluid kann so bis zu 5 °C höher sein, als ohne Regeneration.
Damit kann die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpenanlage mit EWS deutlich gesteigert werden. Es können im Heizfall auch etwas höhere Werte bezüglich Sondenbelastung und Energie pro Laufmeter Sonde geplant werden.

Die Regeneration einer Einzelsonde ist auch nötig, falls die EWS zu kurz geplant wurde oder der Wärmebedarf höher ist als angenommen. In solchen Fällen droht oft ein Betrieb der EWS im Temperaturbereich unter Null Grad Celsius. Dies führt zu Vereisung um die EWS herum, was den Wärmetransport zur EWS im Gestein vermindert. An der Hinterfüllung können irreparable Frostschäden auftreten, und eventuell können wiederholte Hebungen und Senkungen des Bodens über der EWS auftreten. All dies kann mit einer Regeneration verhindert werden.

Wie regeneriere ich die Erdsonde nachhaltig?

Natürlich macht es keinen Sinn, das Sondenfluid mit herkömmlichen Mitteln zu heizen, um die Sonde zu regenerieren. Es gibt zwei Möglichkeiten, das Sondenfluid auf eine sinnvolle Art zu erwärmen: Solarkollektoren oder Verwendung der Wärmepumpenanlage als Klimaanlage.

Als Solarkollektoren ideal geeignet und günstig sind relativ grossflächige, unverglaste Kollektoren, z. B. in Form von Schläuchen unter der Dachhaut oder als Energiezaun erstellt. Im Sommer oder bei Sonneneinstrahlung wird das Sondenfluid auf eine Temperatur von 15 °C bis 30 °C erwärmt. Dieses kann dann zur Regeneration der EWS und/oder als Wärmequelle für die Wärmepumpe (für die Erwärmung des Warmwassers im Sommer) genutzt werden. Die Erdwärmesonde wird nicht nur regeneriert und liefert im Winter höhere Temperaturen, sie wird auch weniger belastet, da die Wärmepumpe einen Teil der Umgebungswärme vom Solarabsorber statt aus dem Boden bezieht. Damit kann die Sonde kürzer geplant werden, was auch die Baukosten senkt. In jedem Fall ergibt sich eine bessere Jahresarbeitszahl.

Es könnten auch übliche verglaste Warmwasser-Kollektoren für die Regeneration verwendet werden, diese sind aber viel teurer. Vorteil hier ist, dass eine Überhitzung der Kollektoren verhindert werden kann, wenn die Überschusswärme im Hochsommer zur Regeneration der EWS genutzt wird. Die Kollektoren können auch einen Teil des Warmwassers direkt erzeugen. Damit kann aber nur wenig Strom gespart werden, da eine Wärmepumpe, welche die Umgebungswärme ab Solarabsorber bezieht, bereits sehr effizient funktioniert. Im Winter hingegen liefern die Solarkollektoren nur wenig nutzbare Wärme, da dann nur wenig Solarstrahlung vorhanden ist.

Die andere Möglichkeit ist, die Erdwärmesonde im Sommer zur Kühlung des Hauses einzusetzen. Dabei muss die Wärmepumpe nicht eingeschaltet sein, das Wasser in den Heizungsrohren wird einfach direkt über einen Wärmetauscher durch das Sondenfluid gekühlt. Der Vorteil hierbei ist, dass nicht extra eine Klimaanlage installiert werden muss, was zusätzlich Geld und Strom spart.

 

 

 


Der Energiebedarf wird allein durch den Stromverbrauch der Umwälzpumpen im Sonden- und Heizkreislauf bestimmt. Falls effiziente Pumpen installiert wurden, ist dieser sehr gering. Die Anlage sollte so ausgelegt und betrieben werden, dass sich die mittlere Temperatur des Bodens über die Jahre nicht verändert.

Ein wichtiger Hinweis: Vor Eintritt in die EWS muss in jedem Fall das Fluid auf eine Temperatur unter ca. 25 °C gemischt werden. Höhere Temperaturen schädigen die Rohrleitungen aus PE langfristig, ausser es seien EWS aus PE-X installiert.

Eine Regeneration in jedem Fall planerisch vordenken

Insbesondere wenn eine EWS mit reinem Wasser betrieben wird, ist eine Regeneration eine gute Versicherung gegen zu tiefe Temperaturen im Sondenkreis.

Ein anderes Beispiel ist, wenn eine bestehende Wärmepumpe mit einer neuen und effizienteren ersetzt wird, oder wenn das Sondenfluid gewechselt wird. Es kann sein, dass die EWS zu kurz für die neue Anlage ist, wodurch eine Vereisung zu befürchten wäre. Eine nachträglich ermöglichte Regeneration kann diese Probleme beheben und die Sonde für beliebig lange Zeit voll funktionstüchtig erhalten.

Die Nachrüstung einer Regeneration sollte in jedem Fall planerisch angedacht werden, um ein eventuelles zu starkes Absinken der Temperatur im Sondenkreis bei Bedarf verhindern zu können. Ideal dafür ist eine Deckenheizung, mit welcher im Sommer gekühlt werden kann.

Um die Regeneration zu verbessern, hilft auch hier thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial deutlich.

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Qualität sichern

Nur Firmen mit Qualitäts-Gütesiegel wählen

In der Erdwärme-Branche werden zwei Gütesiegel unterschieden. Zum einen ist dies das Internationale Wärmepumpen-Gütesiegel EHPA. Früher hiess dieses Gütesiegel DACH, kurz für "Deutschland, Österreich, Schweiz". Dieses Gütesiegel für Wärmepumpen hat einen hohen Standard und findet europaweit Anwendung. Nationale Kommissionen prüfen die Einhaltung der Vorgaben, in der Schweiz ist dies die Fachvereinigung Wärmepumpen FWS.

Das zweite Qualitätslabel der Branche ist das Gütesiegel für Erdwärmesonden-Bohrfirmen. Damit wird angestrebt, ein hohes Qualitätsniveau bei der Erstellung und Nutzung von Erdwärmesondenanlagen zu erreichen und zu halten. Während es sich beim Gütesiegel für Wärmepumpen um einen internationalen Standard handelt, bezieht sich dieses Label alleine auf die Schweiz.

Eine Liste aller Firmen in der Schweiz, welche eines dieser Gütesiegel tragen dürfen, findet sich auf der Homepage der Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz FWS.

Kontrolle ist besser als Vertrauen

Eine regelmässige Kontrolle auf der Baustelle ist besser als blindes Vertrauen in die beauftragten Firmen. Dabei können auch Fragen gestellt werden, um die Arbeitsschritte zu verstehen und den Ablauf und die Qualität der Arbeiten zu überprüfen.

Besonders zu überprüfen ist, ob die erreichte Bohrtiefe dem Angebot entspricht. Die gelieferte EWS, auf deren Begleitpapieren die Länge angegeben ist, muss fast vollständig ins Bohrloch eingebracht werden können. Auf den Sondenrohren sollten eine Laufmeterangabe aufgedruckt sein. Auch anhand dieser Angaben kann die effektive Tiefe der installierten EWS kontrolliert werden.

Die Hinterfüllung kann ebenfalls ein kritischer Punkt sein. Hier muss kontrollliert werden, ob das bestellte Material verwendet wird (insb. bei thermisch verbesserter Hinterfüllung), und ob die Hinterfüllung genügend sorgfältig eingebracht wird. Dazu ist auch genug Zeit einzuplanen - es ist mindestens 1 Stunde pro 100 m Bohrtiefe vorzusehen, plus zusätzliche Zeit für Vorbereitungs- und Aufräumarbeiten. Mit einem einfachen Excel-Tool kann berechnet werden, ob genügend Hinterfüllmaterial geliefert wurde (Tool Bauherren).

Nach Fertigstellung der EWS muss die Dichtheit und der Durchfluss durch die Sonde geprüft werden. Im Idealfall, insb. bei Sonden tiefer als 250 m, erfolgt dies erst nach dem Abbinden der Hinterfüllung, um die EWS nicht zusätzlichen Belastungen durch den Drucktest auszusetzen. Der Drucktest zur Prüfung der Dichtheit sollte bei tiefen EWS daher erst ca. 10 Tage nach Fertigstellung der EWS erfolgen. Diese Prüfungen müssen dokumentiert werden.

Checkliste zur Qualitätskontrolle

Nachfolgend und bei den Dokumenten finden Sie eine Checkliste, um die Qualität der Angebote und der Arbeiten zu prüfen.

 

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Sondenlänge auslegen

Berechnung der erforderlichen Länge der Erdwärmesonde(n)

Für die Dimensionierung von Erdwärmesonden existiert in der Schweiz eine eigene Norm, die SIA 384/6, Erdwärmesonden [Quelle:SIA 384/6, 2010]. Für die Berechnung von Erdwärmesonden-Anlagen ist sie das einzig gültige Regelwerk und muss zwingend angewendet werden. In Deutschland können die VDI-Richtlinien 4640 ff genutzt werden, welche aber gegenüber der SIA 384/6 älter und weniger umfassend sind. Richtwerte aus der Praxis (z.B. 45 W/m Sondenlänge) mögen für grobe Abschätzungen hilfreich sein, als Berechnungsgrundlagen taugen sie aber nicht! Der Bauherr sollte deshalb beim Planer unbedingt die Auslegung seiner Anlage nach der Norm SIA 384/6 verlangen.

Die lokale Geologie muss auf jeden Fall berücksichtigt werden

In erster Linie muss bei der Auslegung der Erdwärmesonden (EWS) die lokale Geologie berücksichtigt werden. Diese kann beim zuständigen Amt der Kantone erfragt werden. Ihre Beschaffenheit kann örtlich sehr unterschiedlich sein und ist deshalb nie hundertprozentig vorhersehbar. Bauherr wie Unternehmer müssen sich deshalb während des Bohrvorgangs auch auf Überraschungen gefasst machen.

Nicht in jedem Fall stimmt eine Annahme mit den tatsächlichen Verhältnissen überein. In einem solchen Fall muss die Länge (oder Anzahl) der EWS neu berechnet werden. Es kann deshalb vorkommen, dass tiefer als ursprünglich geplant gebohrt werden muss, oder dass eine Bohrung vorzeitig abgebrochen werden muss, weil man z. B. auf unerwartetes Grundwasser stösst. Solche Probleme treten allerdings zum Glück selten auf, die überwiegende Mehrzahl aller Bohrungen verläuft absolut problemlos.

Die Belastung der Erdwärmesonde ist mitentscheidend

Bei der Auslegung der EWS muss das Belastungsprofil des Wärmebedarfes über das ganze Jahr miteinbezogen werden. Die Belastung ist gleich dem Wärmebedarf des Hauses, und der maximal mögliche Wärmeentzug hängt unter anderem von der Geologie ab. Die Kennzahl ist entweder der Wärmeentzug pro Jahr in kWh/m, oder die Anzahl der Volllaststunden pro Jahr der Wärmepumpenanlage.

Die Volllaststunden (h) berechnen sich aus der benötigten totalen Wärmeenergie pro Jahr (in kWh) geteilt durch die erforderliche thermische Auslegeleistung der Wärmepumpe (in kW). Bei einer EWS, die nur zum Heizen benutzt wird, liegen die Volllaststunden eines Wohnhauses bei ungefähr 1800h. Wenn (wie empfohlen) auch das Warmwasser mit der Wärmepumpe erwärmt wird, liegen die Volllaststunden bei ca. 2200h. Bei neuen, gut gedämmten Gebäuden kann diese Zahl auch tiefer liegen.

Falls die Anzahl der Volllaststunden über 1800 h liegen, muss die EWS entsprechend länger gebohrt werden. Ebenso, falls mehr als 100 kWh/m Wärme jährlich aus der EWS entzogen werden sollen.

Nahe gelegene EWS müssen mit berücksichtigt werden

Weiter muss berücksichtigt werden, ob in 30m Umkreis weitere EWS bestehen, geplant sind oder in Zukunft erstellt werden könnten. Dies ist in vielen dicht überbauten Gegenden der Fall. In diesem Fall kann eine natürliche Regeneration der Erde auf lange Zeit hinaus gesehen nicht mehr garantiert werden. In einem solchen Fall ist zu empfehlen, die EWS der SIA 384/6 entsprechend zu verlängern, da die Bodentemperatur über die Lebensdauer ohne Gegenmassnahmen merklich abnehmen wird. Noch besser aber ist es, eine (künstliche) Regeneration der EWS vorzusehen, entweder mit einer Deckenkühlung oder/und mit einem Solarabsorber.

Werden ganze Sondenfelder erstellt, ist eine fachgerechte Simulationsrechnung der ganzen Anlage und eine geeignete künstliche Regeneration unbedingt erforderlich (siehe z.B. Programm-Modul EWS und Pilesim2).

Reines Wasser in der EWS macht eine Verlängerung notwendig

Reines Wasser als Fluid in der EWS macht eine Verlängerung der EWS um etwa 50% notwendig. Mit thermisch verbesserter Hinterfüllung kann die Mehrlänge auf 30% reduziert werden. Dies führt zwar zu höheren Baukosten, aber der Betrieb mit reinem Wasser ist effizienter und lohnt sich über die Gesamtlebensdauer gesehen.

Verbesserte Hinterfüllung rechtfertigt nicht eine kürzere EWS

Eine thermisch verbesserte Hinterfüllung ist eine sehr zu empfehlende Massnahme. Die Temperaturdifferenz zwischen Erdreich und Sondenfluid kann verkleinert werden, was die Jahresarbeitszahl (JAZ) der Wärmepumpenanlage erhöht und die benötigte Mehrlänge beim Betrieb mit reinem Wasser als Sondenfluid reduziert. Die Eigenschaften des umgebenden Erdreichs limitieren jedoch die maximal entziehbare Wärme. Deswegen ist es nicht sinnvoll, die EWS kürzer auszulegen, wenn man thermisch verbessertes Hinterfüllmaterial benützt.

Für den Durchmesser der EWS: siehe Hydraulik optimieren

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Rohrmaterial wählen

Erdwärmesonden-Rohre werden aus Polyethylen hergestellt

Erdwärmesonden (EWS) werden in der Schweiz üblicherweise mit Doppel-U-Rohren aus hochfestem Polyethylen (PE 100) erstellt. PE 100 ist ein gut biegbares und gut schweissbares Material, was seine Verwendung vereinfacht.

Der Aussendurchmesser der Rohre beträgt 25, 32 oder 40mm, die Wandstärke 2.3, 2.9 oder 3.7mm. Es gibt auch Rohre mit grösseren Durchmessern, diese haben aber auch eine grössere Wandstärke, was die Wärmeübertragung an das Sondenfluid behindert (50mm, Wandstärke 4.6mm und 63mm, Wandstärke 5.8mm). Sie können aber für die horizontale Verbindung ins Haus genutzt werden.

PE-Rohre mit Durchmesser 25mm sind höchstens für kurze EWS bis ca. 60m Tiefe geeignet. Für tiefere Sonden ist der optimale Durchmesser abhängig vom Sondenfluid und der Rohrlänge, und hat einen nicht zu unterschätzenden Einfluss auf die Jahresarbeitszahl der Anlage. Mehr Details finden Sie unter dem Thema Hydraulik.

PE-Rohre für EWS werden in der Druckstufe PN 16, bis max. 20 bar Druck, und mit dem Durchmesser zu Wandstärkeverhältnis SDR 11 hergestellt. Höhere Druckstufen würden zu grösseren Wandstärken führen, was aufgrund der schlechteren Wärmeübertragung nicht sinnvoll ist. Diese Rohre sind für EWS bis 250m Tiefe problemlos geeignet. Bei tieferen Sonden muss sichergestellt sein, dass das Bohrloch nicht trocken ist. Bei einer mit Wasser gefüllten Sonde wird sonst der hydrostatische Innendruck (1 bar pro 10m Tiefe) zu hoch und die Sonde kann aufplatzen.

Aufgrund der geringen thermischen und mechanischen Belastung üblicher Erdwärmesonden kann von einer Lebensdauer von 100 Jahren und mehr ausgegangen werden.

Es sollten nur EWS-Rohre von renommierten Herstellern mit Qualitätsnachweis verwendet werden. Falls ein minderwertiges Material eingebaut würde, kann dieses im Schadensfall nicht mehr ersetzt werden und die Sonde muss neu gebohrt werden.

PE 100 ist heute in verbesserter Version erhältlich

Das Standardmaterial PE 100 (hochfestes Polyethylen) wird heute in der Qualität PE 100 RC angeboten. Diese Rohre sind gegenüber ihren Vorgängern weniger anfällig auf mechanische Schäden, sie sind zäher und kerb-unempfindlicher.

PE 100-Rohre sollten nur für Fluide bis zu einer Temperatur von max. 25ºC verwendet werden. Darüber nimmt ihre Lebensdauer ab, da die Materialfestigkeit sinkt.

Für höhere Temperaturen werden Rohre aus vernetztem Polyethylen (PE-X) verwendet. 

Als Alternative zu PE 100-Rohren werden EWS-Rohre aus vernetztem Polyethylen (PE-X) angeboten. Diese haben dieselben Eigenschaften wie Rohre aus PE 100 RC, sind aber unempfindlicher gegen hohe Temperaturen. Falls eine EWS-Anlage mit Temperaturen über 25°C im Fluid regeneriert werden soll (z.B. von einem Solarabsorber), oder der Rückkühlung einer Kältemaschine dienen soll, dann ist PE-X als Rohrmaterial zu empfehlen.

Druckfeste Rohre für Tiefe EWS

Um tiefere EWS bauen zu können, sind Rohrmaterialien mit höherer Festigkeit und möglichst guter Wärmeleitfähigkeit gefragt. Dazu müssen Rohre mit höheren Druckstufen hergestellt werden. Die Rohre müssen dabei für den Transport flexibel biegbar (z. B. aufrollbar) bleiben und sollten schweissbar sein.

Seit 2012 gibt es einen Hersteller, der mit Stahl armierte Rohre für tiefe EWS anbietet. Diese können Druckstufen bis 50 bar und mehr erreichen, so dass EWS bis in Tiefen von 500 m und mehr erstellt werden können.

Rohre aus Metall sind nur bedingt empfehlenswert. Sie sind teurer als Rohre aus PE, und sowohl Kupfer wie auch rostfreier Stahl können je nach Bodenbeschaffenheit mit der Zeit korrodieren. Eine lange Lebensdauer kann deswegen nicht in jedem Fall garantiert werden. Metallrohre werden denn auch kaum je angewendet.

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Sondenfluid wählen

Wasser ist das beste Fluid in der Erdwärmesonde

Der Sondenkreislauf besteht aus der Erdwärmesonde, der Umwälzpumpe, dem Expansionsgefäss und dem Verdampfer der Wärmepumpe. In diesem Kreislauf zirkuliert das Sondenfluid, welches als Wärmeträgerflüssigkeit agiert. Dieses nimmt im U-förmig verlegten Sondenkreislauf die Wärme aus der Erde auf und transportiert sie zum Verdampfer der Wärmepumpe. In der Fachsprache der Wärmepumpenhersteller wird diese Wärmeträgerflüssigkeit auch als Sole bezeichnet ("salzhaltiges Quellwasser, [Koch]salzlösung", Duden, Herkunftswörterbuch, 1997). Dieser Begriff erinnert daran, dass früher dem Wasser Salze als Frostschutz beigemischt wurden. Heute ist der Begriff aber in doppelter Hinsicht irreführend:

  1. Es ist keineswegs zwingend notwendig, dem Sondenfluid irgendein Frostschutzmittel beizumischen. Reines Wasser ist umweltfreundlicher, und bei korrekter Dimensionierung der Anlage wird mit Wasser eine höhere Arbeitszahl erreicht als mit allen anderen Fluiden.
  2. Wenn dem Wasser ein Frostschutz beigegeben wird, wird heute kein Salz mehr verwendet. Eingesetzt werden stattdessen Frostschutzmittel (Ethanol, Ethylenglykol, usw.) in unterschiedlicher Konzentration.

Was ist bei Wasser als Sondenfluid zu beachten?

Wie oben gesagt, ist Wasser das beste (und billigste) Sondenfluid. Da Wasser eine niedrigere Viskosität als die anderen Fluide hat, benötigt die Umwälzpumpe weniger Strom und die Leistungsziffer der Wärmepumpe wird besser. Um ein Einfrieren des Wassers im Verdampfer der Wärmepumpe zu vermeiden, muss die Erdwärmesonde mindestens 30 % tiefer gebohrt werden (bei grossen Anlagen sind eventuell mehr Erdwärmesonden notwendig). Zudem sollte die Hinterfüllung aus thermisch besser leitendem Material erstellt werden. Dies zieht zwar höhere Investitionskosten nach sich, diese werden aber durch die bessere Jahresarbeitszahl (und damit niedrigeren Stromkosten) kompensiert. Ausserdem sollte die Erdwärmesonde im Sommer zum Kühlen genutzt oder mit Sonnenenergie geheizt werden, um das Erdreich wieder zu regenerieren. Generell ist eine Befüllung mit reinem Wasser immer vorzuziehen und hat viele Vorteile gegenüber den anderen Sondenfluiden.

Wenn ein Frostschutz, dann mit Wasser / Ethanol

Falls von Beginn weg doch die Standardauslegung der Erdwärmesonde (nach SIA 384/6) gewählt wird, dann muss dem Sondenfluid ein Frostschutzmittel beigegeben werden. Heute üblich ist Ethylenglykol (auch unter den Namen Antifrogen® N, Frostschutz® N, Glykosol® N oder ähnlich bekannt). Ethylenglykol kann auf metallische Bauteile korrosiv wirken, deswegen enthalten Frostschutzmittel mit Ethylenglykol immer Korrosionsschutz-Inhibitoren. Damit diese wirksam werden, muss eine Konzentration von mindestens 20 % erreicht werden. Damit wird aber eine Gefriersicherheit erreicht, die besser ist als nötig. Nachteil dieser Konzentration ist eine erhöhte Zähigkeit des Sondenfluids, was eine stärkere Umwälzpumpe erfordert. Zudem sinkt die spezifische Wärmekapazität, was wiederum eine höhere Durchflussrate erfordert und mehr Strombedarf für die Pumpe bedeutet.

Ethylenglykol ist ungeniessbar und umweltschädlich und hat eine Lebensdauer von ca. 20 Jahren. Nach dieser Zeit muss es ausgewechselt und entsorgt werden.

Wenn Ethanol (Alkohol resp. denaturierter Sekundasprit) verwendet wird, ist eine Konzentration von maximal 20% zu wählen. Letzeres ergibt eine Gefriergrenze von -8.4 °C, was bei einer Auslegung nach SIA-Normen (minimal 0/-3 °C im Sondenkreis nach 50 Jahren) gut ausreicht. Solche Mischungen werden seit Frühjahr 2014 unter dem Markennamen Pumpetha von verschiedenen Lieferanten vertrieben.

Bei Mischungen über 20 % Ethanol wird die Zähigkeit des Gemisches rasch sehr hoch. Solche Mischverhältnisse sind deswegen zu vermeiden, da dadurch der Strombedarf der Umwälzpumpe steigt. Der grosse Vorteil dieser Mischung gegenüber Ethylenglykol ist eine bessere Wärmekapazität, was die Durchflussrate in der Sonde und somit den Strombedarf der Umwälzpumpe deutlich senkt. Zudem ist Ethanol ein natürliches Produkt aus nachwachsenden Rohstoffen, welches umweltneutral und ungiftig ist.

Die Stoffwerte von möglichen Frostschutzmitteln, insbesondere auch von Ethanol in den Konzentrationen von 10, 12 und 20 %, haben wir für Sie zusammen gestellt.

Anlage füllen

Vor dem Füllen der Anlage müssen zuerst die Umwälzpumpen und der Verdampfer mit sauberem Leitungswasser und unter Druck gereinigt werden. Daraufhin wird jede Erdsonde einzeln gespült und entlüftet. Wenn die Anlage fertig gespült und entlüftet ist, wird sie vollständig mit Leitungswasser gefüllt, und damit einer Druck- und Dichtigkeitsprüfung unterzogen.

Anlage entlüften

Es ist nicht auszuschliessen, dass die Wärmeträgerflüssigkeit über längere Zeit "ausgast". Vor allem in grösseren Anlagen können sich Gasblasen bilden, die die Zirkulation unterbrechen. Alle horizontalen Leitungen sind deshalb leicht schräg zu verlegen. So sammelt sich das Gas an einem Punkt, wo ein automatischer Entlüfter die Bildung von Gasblasen verhindern kann.

Vorgehen beim Füllen

Wenn beim Füllen der Anlage Frostschutzmittel eingesetzt werden, muss die richtige Menge homogen mit sauberem Wasser vermischt und in die gereinigte Sonde eingefüllt werden. Andernfalls kann das zähflüssige Konzentrat punktuell die Sonde verstopfen. Konzentrat und Leitungswasser müssen vor dem Füllen gemischt werden. Sie werden entweder auf der Baustellt gemischt oder als Fertigmischung bezogen. Für das Füllen der Anlage ist eine genau definierte Vorgehensweise zu beachten [Quelle:FWS, 2007].

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Vor-/Rücklauf trennen

Eine Bohrung für eine Erdwärmesonde (EWS) ist idealerweise eine senkrechtes und leeres Loch, begrenzt durch kompaktes Erdreich oder Gestein. Darin wird die EWS abgesenkt, theoretisch natürlich so, dass die Sondenrohre immer denselben Abstand zueinander haben und parallel verlaufen. Speziell geformte Abstandshalter, in regelmässigen Abständen befestigt, sollen den regelmässigen Abstand über die gesamte Sondenlänge sicherstellen. Damit soll der Gegenstrom-Wärmetauschereffekt, der zwischen den Vor- und Rücklaufrohren wirkt, verringert werden.

In der Praxis ist es aber durchaus wahrscheinlich, dass die Bohrung nicht genau senkrecht verläuft. Die Bohrung kann unbeabsichtigt schräg oder gebogen verlaufen. Die Bohrlochwände können leicht ausbrechen oder Klüfte anschneiden. Zudem werden die EWS-Rohre unkontrolliert eingebracht und verdrehen sich über die Sondenlänge. Der Abstand der einzelnen Rohre und ihre Position zueinander verändern sich laufend.

Die heute angebotenen Abstandshalter funktionieren nicht

In der Praxis ist die Montage der heute angebotenen Abstandshalter kaum machbar, die Abstandshalter verschieben sich unkontrolliert, der Zeitaufwand ist zu gross und die EWS kann beim Einbringen leicht verklemmen.

Versuche und Messungen zeigen zudem, dass der Nutzen der Abstandshalter nur sehr gering ist, solange die Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf 5 °C nicht überstiegt und es sich nicht um sehr tiefe Erdwärmesonden (ab 400 m) handelt.

Im horizontalen Verbindungsstück sollte der Vorlauf gedämmt werden

Die horizontalen, in circa 1m Tiefe verlegten Verbindungsleitungen hingegen sollten getrennt und der Vorlauf aus der Sonde (zum Verdampfer) sollte gedämmt werden. Um die Verbindungsleitungen zu verlegen, wird ein schmaler Graben ausgehoben, der am besten wie folgt aufgefüllt wird (siehe auch das Bild). Ganz unten in einem Sandbett wird der (kalte) Rücklauf zur EWS hin verlegt. Darüber folgt eine circa 0.3 bis 0.4m breite Dämmplatte, wie sie für Perimeterdämmungen verwendet wird. Darauf wird nochmals eine dünne Sandschicht gelegt, welche den (warmen) Vorlauf enthält, und das ganze wird gegen oben nochmals mit einer gleichen Dämmplatte isoliert.

Zum Beispiel können Foamglas-Dämmplatten mit ca. 3 cm Dicke und 30 cm Breite verwendet werden. Eine andere Möglichkeit ist, den Vorlauf mit einem verrottungssicheren Dämmschlauch zu dämmen, was aber oft schwieriger zu machen ist. Zudem gibt es kaum geeignete Produkte.

Wenn das Verbindungsstück auf diese Weise installiert wird, kann ein Temperaturverlust im wärmeren Vorlauf vermieden werden, und der Rücklauf kann trotzdem schon Wärme von unten aufnehmen. Diese Dämmung wirkt umso besser, je tiefer die Erdwärmesonde ist. Sie ist insbesondere zu empfehlen, wenn die EWS mit reinem Wasser gefüllt ist.

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