„Die ELWA AquaGeoThermie oder die optimalste Art der Erdwärmenutzung“. Erdwärme ist gespeicherte und erneuerbare „Energie von der Sonne“ mit einem unerschöpflichen Energiepotenzial. Sie ist ideal nutzbar für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung, was den größten Anteil am Energieverbrauch beansprucht.
Auf Grund drastisch steigender Energiepreise und begrenzter Ressourcen von fossilen Energien wie Öl und Gas ist die Erdwärmenutzung zukunftsweisend und somit der Weg in eine unabhängige Engergieversorgung, ohne Einfluss von Steuern und Preisdiktat.
Unter diesem Aspekt hat ELWA Lingen in Kooperation mit einem führenden Wärmepumpenhersteller unter Mitwirkung der Fachhochschule Osnabrück ein innovatives WasserWärme-System in Kombination von Regenwasserbewirtschaftung und Erdwärmenutzung mittels Erdkollektor und Wärmepumpe entwickelt – die ELWA AquaGeoThermie.
Der Erdkollektor besteht aus flächig verlegten Kollektorrohren aus Polyethylen, die in einer Tiefe von 1,20 m bis 1,50 m und mit einem Rohrabstand von 0,4 bis 0,5 m verlegt werden.
Je nach benötigter Wärmeentzugsleistung werden, ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung, mehrere Kollektorkreise über einen Verteiler zur Wärmepumpe geführt.
Funktionsprinzip des Erdkollektors Die spezifische Entzugsleistung von Erdwärmekollektoren steht in engem Zusammenhang mit der Bodenbeschaffenheit.
So wird die höchste Entzugsleistung von Erdwärmekollektoren bei wassergesättigtem Boden erreicht.
Die Wirkungsweise des ELWA AquaGeoKollektors nutzt diese Tatsache konsequent aus durch die Zuführung von Regen-, Sicker-, Drainage- oder Brunnenwasser, wodurch das Erdreich im Bereich des Kollektorfeldes permanent feucht gehalten wird (Schlammbad).
Dazu wird Dach- oder Oberflächenwasser über einen Filterschacht dem speziellen Versickerungssystem zugeführt. Die für diesen Anwendungszweck entwickelten Sickermodule (ELWAbloc) sorgen durch eine hohe Wasseraufnahme für eine gleichmäßige Wasserverteilung im gesamten Kollektorbereich.
Durch ein allseitig umgebendes Geotextil geschützt, kann kein Bodeneintrag in die Sickermodule erfolgen, wodurch eine dauerhafte Versickerungsfunktion erreicht wird. Die Durchfeuchtung des Erdreiches bis zu dem Zustand „Schlammbad“ (Vollsättigung) wird durch eine Kollektorwanne gewährleistet.
Innerhalb dieser Wanne mit dem wassergesättigten Boden befindet sich das Kollektorfeld aus Polyethylenrohren (PE) für den Entzug der Erdwärme. Die Wasserregeneration des Schlammbades und der gleichbleibende Wasserstand innerhalb der Kollektorwanne werden über die Versickerung des relativ warmen Regenwassers sichergestellt.
Der Austausch des durch den Erdkollektor abgekühlten Wassers aus dem Schlammbad der Kollektorwanne erfolgt mittels kontrolliert dosierter Drainage über einen Anstausammelschacht. Das Wasser versickert bzw. wird abgeführt.
Überschüssiges Regenwasser tritt über den Rand der Kollektorwanne und versickert im angrenzenden Erdreich. Bei nicht sickerfähigen Böden erfolgt eine Wasserableitung in die Kanalisation oder den Vorfluter.
Weiter sorgt die aus der Geologie und Bodenhydrographie bekannte Kapillarwirkung des Erdreiches für eine Durchfeuchtung der Bodenschicht oberhalb der Kollektorwanne bis zur Erdoberfläche.
Daraus ergibt sich eine hohe Wärmeleitfähigkeit zwischen Erdoberfläche und Kollektor, sowie eine schnelle und permanente Regeneration des Kollektorfeldes. Darüber hinaus entsteht ein positiver Effekt auf die Vegetation.
Der Verwendung von Flächenkollektoren im Erdreich stand in der Vergangenheit oft der relativ große Platzbedarf des Kollektorfelds gegenüber.
Durch die Verwendung des speziellen ELWA AquaGeoKollektors verkleinert sich die erforderliche Grundfläche um bis zu 75%.
Somit ist der ELWA AquaGeoKollektor ideal für kleinere Grundstücke sowie Doppel- und Reihenhäuser einsetzbar.
Die neue Faustformel lautet somit: Für die Größe des Erdkollektorfeldes eines 1-Familienhauses bei Einsatz des ELWA AquaGeoKollektor:
Gebäudegrundriss = Kollektorfläche
Funktionsweise der ELWA Wärmepumpe
Das Prinzip einer Wärmepumpe gleicht der eines Kühlschranks, jedoch mit umgekehrter Wirkung. Der wichtigste Bestandteil hierbei ist das Arbeitsmedium, auch Kältemittel genannt. Das Kältemittel hat die Eigenschaft, bei niedrigen Temperaturen zu verdampfen. Es arbeitet in einem geschlossenen Kreislauf von Verdampfung, Verdichtung, Verflüssigung und Entspannung, den man auch als Wärmepumpenprozess bezeichnet. In diesem Prozess wird das Kältemittel mit Hilfe von Erdwärme zum Verdampfen gebracht. Dies geschieht in einem Wärmeaustauscher (Verdampfer), in dem das Kältemittel der Wärmequelle die Umweltwärme entzieht und vom flüssigen in den gasförmigen Zustand wechselt. Das Kältemittel wird nun von einem Kompressor (Verdichter) angesaugt und zusammengepresst. Dabei erhöhen sich der Druck und die Temperatur, d.h. das Kältemittel wird von einem niedrigen auf ein höheres Temperaturniveau gepumpt. Für diese Änderung ist elektrische Energie erforderlich. Anschließend sorgt ein zweiter Wärmeaustauscher (Verflüssiger) dafür, dass die gewonnene Wärme in das Heiz- oder Warmwassersystem gelangt. Das noch immer unter hohem Druck stehende Kältemittel wird nun durch ein Expansionsventil entspannt und mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur dem Verdampfer wieder zugeführt. Der Kreislauf beginnt dann von vorne.
Anwendung
Der AquaGeoKollektor entzieht dem Erdreich (Garten) Wärme mit Hilfe einer Wärmepumpe auf Sole/Wasserbasis. Die daraus entstehende Energie und das Temperaturniveau eignen sich ideal zur Raumbeheizung durch die immer beliebter werdende und energiesparende Niedertemperatur-Flächenheizung, die Fußbodenheizung. Auch die Warmwasserbereitung ist problemlos über die Kombination AquaGeoKollektor/Wärmepumpe das ganze Jahr über realisierbar.
Die Fußbodenheizung als effektivstes Niedertemperatur-Heizsystem stellt jedoch die optimalste Kombination mit der ELWA Wärmepumpe dar. Viele Vorteile wie z. B.:- Energieeinsparung
- geringes Temperaturniveau
- behagliche Strahlungswärme
- keine Staubaufwirbelungen im Raum
- unverbaute Wandstellflächen
sprechen für die Fußbodenheizung in Verbindung mit der ELWA AquaGeoThermie.
Das spricht für ELWA AquaGeoKollektoren:- Bis zu 75% weniger Flächenbedarf als bei herkömmlichen Kollektoren, somit auch für kleinere Grundstücke sowie für Doppel- und Reihenhäuser geeignet
- Hohe Erdwärmeentzugsleistung (40 W/m2) durch gezielten Einsatz von Regenwasser, unabhängig von der Bodenart.
- Einbau unter versiegelten Flächen möglich (z. B. Pflasterung)
- Regenwasser-Versickerungsanlage im Kollektorbausatz enthalten
- Einsparung von Regenwasser-Einleitergebühren für versiegelte Flächen
- Konstante Leistung der ELWA Wärmepumpe durch geringere jahreszeitliche Temperaturschwankung im Erdreich
- Leistungszahl der Wärmepumpe nahezu unabhängig von der Außentemperatur
- Zusätzlicher Energieeintrag durch relativ warmes Regenwasser
- Schnellere Regeneration auf Grund hoher Wärmeleitfähigkeit des Erdreichs durch kontinuierlichen Wassereintrag und Kapillarwirkung zwischen Kollektor und Erdoberfläche
- Fast unbegrenzte Lebensdauer
- Absolut wartungsfrei
- Komplettsystem, einfache und schnelle Verlegung
- Eigenleistung des Bauherrn möglich
Vorteile gegenüber Erdsonden:- Geringere Investitionskosten
- Eigenleistung des Bauherrn möglich
- Regenwasser-Versickerungsanlage im Kollektorbausatz enthalten
- Einsparung von Regenwasser-Einleitergebühren für versiegelte Flächen
- Komplettsystem, einfache und schnelle Verlegung
- Unabhängig von geologisch-hydrologischen Bodenverhältnissen
- Genehmigungsfrei
- Geringere Pumpenleistung
- Unabhängig von Bohrfachunternehmen
- Einbau überall möglich
Das spricht für ELWA Wärmepumpen:- Kein Öltank oder Gasanschluss
- Kein Kamin
- Kein Heizöllagerraum
- Keine Schornsteinfegerkosten
- Keine Heizraumbelüftung
- Betriebs- und Energiekosten nur ca.50% gegenüber konventionellen Heizanlagen
- Energiequelle auf dem eigenen Grundstück, unabhängig von Preisentwicklungen fossilen Brennstoffe wie Öl/Gas, unabhängig von Steuern und Preisdiktaten
- Emissionsfrei, bis 50% weniger Co2, bis 50% weniger Schwefel
- Nutzung regenerativer Umweltenergie (unerschöpfliche Sonnenwärme)
- Schonung knapper Energiereserven
- Sehr leiser Betrieb