Geothermie

Geothermische Energie wird auch als Erdwärme bezeichnet. Sie ist in Form von Wärme gespeicherte Energie unterhalb der Erdoberfläche. Im Erdinneren sind immense Wärmemengen gespeichert, die den heutigen Weltenergiebedarf für 30 Millionen Jahre decken könnte.

Erdwärmesysteme eignen sich dazu, geothermische Energie zu nutzen oder überschüssige Wärme ins Erdreich abzuleiten. Dazu werden geschlossene Rohrsysteme eingesetzt.

Wir unterscheiden Erdwärmesonden, Koaxialsonden, Energiepfähle, Erdreichkollektoren, Sammler/Verteiler und Verteilerschächte. Zur Herstellung dieser Systeme werden Kunststoffrohre aus PE 100-RC (Raised crack resistance) eingesetzt. Sie eignen sich optimal, um Wärme aufzunehmen und/oder abzugeben.

 

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Erdwärmesonden

Erdwärmesondensystem dient zur Nutzung der oberflächennahen Geothermie (Erdwärme, resp. Erdkühle). Durch geschlossene und wartungsfreie Rohrsysteme aus hochwertigem Polyethylen werden Erdwärmesondenanlagen realisiert. Der Wärmetransport erfolgt mit einem flüssigen Wärmeträger, z.B. Wasser / Glykol-Gemisch (Sole). Die angeschlossene Wärmepumpe erzeugt das benötigte Temperaturniveau für Heizung und Kühlung sowie für die Warmwasserversorgung.

 

Koaxialsonden

Durch zwei ineinander geschobene Rohre (d63 mm und d40 mm) entsteht eine einfache Koaxialsonde. Die Soleflüssigkeit fliesst durch den Ringspalt nach unten und durch das Innenrohr nach oben. Dabei wird die Flüssigkeit beim Heizungsbetrieb aufgeheizt resp. beim Kühlbetrieb abgekühlt. Die Leistungsfähigkeit einer Koaxialsonde mit den Abmessungen d63 / d40 entspricht etwa einer Doppel-U Sonde d32. Die Druckstufe für das Aussenrohr ist SDR 17, resp. PN 10. Damit ist die Rohrsteifigkeit gegenüber SDR 11 kleiner und der Einbau einfacher. Eine Koaxialsonde kann anstelle einer Doppel-U Sonde d32 bis 50 m Tiefe eingesetzt werden. Ein geeigneter Einsatz hat sich beim Schrägbohrverfahren gezeigt.

 

Energiepfähle

Energiepfähle sind Gründungspfähle (Bohr oder Rammpfähle), die mit innenliegenden Kunststoffrohren aus PE100-RC oder «kurzen» Erdwärmesonden in (d25 oder d32 mm) als Wärmetauscher ausgerüstet sind. Eingesetzt werden Energiepfähle vor allem beim Neubau von Gebäuden, die eine Pfahlgründung erforderlich machen (mehrheitlich Grossbauwerke).

 

Erdreichkollektoren

Erdreichkollektoren finden ihren Einsatz im Ein- und Zweifamilienhaus-Bereich in ländlichen Gegenden. Der Wärmeentzug erfolgt durch horizontal verlegte Erdreichkollektoren im nicht überbauten Bereich des Grundstückes. Die Wärmenachfuhr der max. 2 m tief verlegten Systeme, erfolgt hauptsächlich durch Regenwasser sowie solare Strahlung. Daher ist es zwingend notwendig, die Entzugsfläche vorzuhalten. Ebenso sollte vermieden werden die berechnete Fläche zu verkleinern. Die Erdreichkollektoren benötigen einen hohen Flächenbedarf und sind aus diesem Grund nicht überall einsetzbar.

 

Verbindungsleitungen

Verbindungsleitungen sind Druckrohre, welche die Erdwärmesonden, Koaxialsonden, Energiepfähle und Erdreichkollektoren mit dem Sammler/Verteilern oder Verteilerschächten verbinden. Diese werden in vorgesehenen Rohrgräben eingelegt. Die Rohrleitungen können als Stangenware oder Rollenware miteinander verbunden werden.

 

Sammler und Verteiler

Für die Zusammenfassung von Erdwärmesonden, Koaxialsonden, Energiepfählen und Erdreichkollektoren innerhalb des Gebäudes werden Sammler und Verteilersysteme eingesetzt. Die Sammler und Verteiler werden in einem Lichtschacht oder an einer Wand im Keller montiert. Sowohl der Vor- als auch der Rücklauf besitzen Armaturen. Im Rücklauf werden vielfach Regulierventile eingesetzt, welche unterschiedliche Volumenströme der Erdwärmesonden und Verbindungsleitungen ausgleichen.

 

Verteilerschächte

Für die Zusammenfassung von Erdwärmesonden, Erdreichkollektoren und Energiekörben ausserhalb des Gebäudes, bieten sich werkseitig anschlussfertige Vollkunststoffschächte an. Durch den Einsatz von Verteilerschächten fallen zeitintensive Arbeitsschritte wie Kernbohrungen, Befestigung und Isolation der Sammler/ Verteiler weg.