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-> Einführung
in die oberflächennahe Geothermie
-> Wärmepumpe:
Nutzung des Erdreichs und der Aussenluft
-> Vergleich
der Wärmepumpe mit anderen Systemen
Einführung
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Fakten zur Geothermie:
Der Erdwärmestrom setzt sich
zusammen aus:
70% natürlichem radioaktivem Zerfall im Erdmantel
und in der Erdkruste und
30 % Wärmestrom aus dem Erdkern.
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- Geothermische Leistung der Erde: 38
- 43 TW (1x1012 W)
-> ca. 2,5 facher Welternergiebedarf.
- Geothermischer (terrestrischer) Wärmefluss: im
Mittel 0,06 - 0,07 W/m2
Beispiel Fußballplatz (7000 m2):
450 W.
Vergleich Sonne: im Mittel 120 W/m2
Die Temperatur im Erdreich nimmt
im weltweiten Mittel um rund 3°C pro 100m Tiefe
zu.
Definition
- Geothermische Energie -> gespeicherte Energie
in Form von Wärme unterhalb der Erdoberfläche
- Unterschied Oberflächennaher/Tiefer Geothermie
-> Teufenbereich 400 m und Temperatur 25 °C
- Teufe -> bergmännische Bezeichnung für
Tiefe gegenüber Referenzpunkt auf der Oberfläche.
Die Teufe sagt somit aus, wie tief ein Punkt „unter
Flur“ liegt und nicht etwa wie bei Normalnull
wie tief unter dem Meeresspiegel.
Nutzungsmöglichkeiten:
| Direkte Nutzung (ohne
Wärmepumpe) |
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Kühlung mit Grundwasser, Luftvorheizung/-Kühlung |
| Erdgekoppelte Wärmepumpen |
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Grundwasser, Erdwärmekollektoren, Erdwärmesonden |
Wärmepumpe
Was
ist eine Wärmepumpe?
Jeder Haushalt besitzt bereits eine Wärmepumpe:
Den Kühlschrank.
Das Prinzip der Wärmepumpe ist
identisch mit dem eines Kühlschranks.
=> Unterschied: Wärme von Außen nach Innen.
Die Wärme aus der Umgebung wird
auf ein höheres nutzbares Temperaturniveau angehoben
(gepumpt).
Die Mindestanforderungen an die Jahresarbeitszahl können
grob durch folgende primärenergetische Überschlagsrechnung
abgeschätzt werden:
- Kraftwerkswirkungsgrad ca. 35%
- Strom-Verteilungsverluste ca. 5%
- Primärenergiewirkungsgrad der Strombereitstellung
= 0,35 x 0,95 = 33%
Um besser als ein Gas-Brennwertkessel mit einem Jahresnutzungsgrad
von ca. 1,08 abzuschneiden, muss die Arbeitszahl der
Wärmepumpe über (1,08/0,33 =) 3,3 liegen.
Die Bundesregierung gibt Investitionshilfen aus dem
Marktanreizprogramm. Sole/Wasser und Wasser/Wasser-Wärmepumpen
werden gefördert:
- im Neubau bei einer Mindestarbeitszahl von 4,0 mit
7,5 € je m² zu beheizender Fläche,
max. mit 1500 Euro
- im Altbau bei einer Mindestarbeitszahl von 3,7 mit
20 € je m² zu beheizender Fläche, max.
mit 3000 Euro
- Der Fördersatz erhöht sich um bis zu 50%
bei einer Arbeitszahl von mind. 4,7 im Neu- und 4,5
im Altbau.
Vergleich
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