WEBVTT 00:00:07.350 --> 00:00:09.296 Zunächst zur Außenluftmaschine. 00:00:09.296 --> 00:00:11.343 Hier ist eine mögliche Aufstellung. 00:00:11.443 --> 00:00:14.289 Die Wärmepumpe steht im Haus und 00:00:14.389 --> 00:00:17.436 der Verdampfer oder Umweltwärmesammler steht draußen. 00:00:17.506 --> 00:00:19.982 Neben dieser getrennten Aufstellung 00:00:19.982 --> 00:00:23.199 von Außenluft-Wärmeübertrager und Wärmepumpe 00:00:23.299 --> 00:00:25.875 gibt es weitere Bauformen. 00:00:25.875 --> 00:00:28.380 Man kann z.B. beides zusammen komplett außen aufstellen. 00:00:28.500 --> 00:00:31.080 Das wäre in dem Bild 00:00:31.080 --> 00:00:33.965 links diese beiden Formen. 00:00:34.165 --> 00:00:36.497 Die sieht man ja auch mittlerweile 00:00:36.497 --> 00:00:38.699 häufig vor Häusern stehen. 00:00:38.799 --> 00:00:41.287 Man kann eine komplette Innenaufstellung vornehmen, 00:00:41.287 --> 00:00:45.200 da muss man dann große Luftkanäle 00:00:45.200 --> 00:00:47.520 von draußen zur Wärmepumpe 00:00:48.210 --> 00:00:50.112 bzw. von der Wärmepumpe nach draußen führen. 00:00:50.112 --> 00:00:52.985 diese Aufstellung ist eher selten. 00:00:52.985 --> 00:00:55.317 Aber diese getrennte Aufstellung gibt es durchaus 00:00:55.317 --> 00:00:58.220 und in diesen Leitungen kann dann 00:00:58.220 --> 00:01:00.422 entweder wirklich Kältemittel fließen, 00:01:00.422 --> 00:01:03.120 sodass das hier (draußen) wirklich der Verdampfer ist, oder 00:01:03.120 --> 00:01:06.727 es fließt hier Sole, also Wasser-Glykol-Gemisch, 00:01:06.727 --> 00:01:07.990 damit es nicht einfriert 00:01:08.000 --> 00:01:10.312 und das Außengerät ist einfach ein Wärmeübertrager. 00:01:10.312 --> 00:01:13.057 Das wäre so eine Bauform, hier rechts 00:01:13.157 --> 00:01:15.996 also ein Wärmeübertrager mit Ventilator drin, 00:01:16.070 --> 00:01:17.908 wo Sole durchfließt, 00:01:17.908 --> 00:01:22.412 Wärme aufnimmt und diese dann im Verdampfer 00:01:22.412 --> 00:01:24.412 im Gerät 00:01:24.412 --> 00:01:26.150 im Gebäude (im Keller zum Beispiel) abgibt. 00:01:26.250 --> 00:01:28.000 Ne, 00:01:30.030 --> 00:01:32.000 Die Vorteile von diesen Außenluftmaschinen: 00:01:32.000 --> 00:01:34.666 Sie sind vergleichsweise preiswert. 00:01:34.766 --> 00:01:37.200 Die Investitionskosten sind nicht so hoch und 00:01:37.200 --> 00:01:41.671 man kann die überall verwenden, 00:01:41.771 --> 00:01:45.199 fast überall, wenn man Abstände (für Lärmschutz) noch berücksichtigt, 00:01:45.199 --> 00:01:48.000 kann es vielleicht mal ein bisschen eng werden, 00:01:48.000 --> 00:01:50.460 aber Außenluft gibt es überall. 00:01:50.460 --> 00:01:53.999 Also von daher sehr gut verwendbar, 00:01:53.999 --> 00:01:56.000 fast überall nutzbar und deshalb auch 00:01:56.000 --> 00:01:58.419 hohe Marktanteile aus beiden Gründen, 00:01:58.419 --> 00:02:02.400 insbesondere aufgrund der niedrigen Investitionskosten. 00:02:02.651 --> 00:02:05.175 Die Nachteile sind, dass man 00:02:05.175 --> 00:02:07.245 einen erhöhten Stromverbrauch hat, 00:02:07.245 --> 00:02:09.716 weil natürlich die Außenlufttemperaturen 00:02:09.716 --> 00:02:12.340 im Winter auch mal niedrig werden können 00:02:12.340 --> 00:02:15.000 und Sie dann ja auch viel heizen müssen, 00:02:15.000 --> 00:02:16.584 wenn die niedrig sind. 00:02:16.784 --> 00:02:20.071 Also da haben andere Wärmequellen (wie zum Beispiel Erdsonden) 00:02:20.071 --> 00:02:22.260 natürlich Vorteile, deren Temperatur ist 00:02:22.260 --> 00:02:25.047 nicht so stark abhängig von der Witterung, 00:02:25.047 --> 00:02:29.010 Wir sehen gleich noch ein Bild dazu. 00:02:29.650 --> 00:02:34.747 Und mit den niedrigen Wärmequellentemperaturen 00:02:34.747 --> 00:02:36.832 ist der Wirkungsgrad der Maschine 00:02:36.832 --> 00:02:38.695 natürlich nicht ganz so hoch, 00:02:38.695 --> 00:02:41.280 also deshalb ein erhöhter Stromverbrauch. 00:02:42.750 --> 00:02:45.579 Hinzu kommen Vereisungsvorgänge 00:02:45.579 --> 00:02:47.643 an diesem Außen-Wärmeübertrager 00:02:47.643 --> 00:02:50.276 beziehungsweise am Verdampfer. 00:02:50.476 --> 00:02:52.300 Wenn die Außenluft kalt ist, 00:02:52.300 --> 00:02:56.720 enthält sie ja immer noch Wasserdampf. 00:02:56.720 --> 00:02:58.876 Und wenn die Außenluft dann 00:02:58.876 --> 00:03:00.999 unter 0 Grad abgekühlt wird, 00:03:01.999 --> 00:03:05.804 dann kondensiert dieser Wasserdampf nicht nur aus, 00:03:05.804 --> 00:03:08.651 (das wäre sogar ein Vorteilhafter Wärmegewinn,) 00:03:08.851 --> 00:03:11.000 sondern er vereist auch. 00:03:11.220 --> 00:03:13.800 Und wenn dann diese Lamellen des Wärmeübertragers 00:03:13.800 --> 00:03:15.812 zunehmend vereisen, 00:03:15.812 --> 00:03:17.112 dann verengt sich der Strömungskanal. 00:03:17.112 --> 00:03:18.791 Irgendwann geht da nichts mehr, 00:03:18.791 --> 00:03:24.000 und Sie müssen dieses Eis immer wieder abtauen. 00:03:24.810 --> 00:03:27.570 Und diese Abtauung braucht natürlich Energie. 00:03:27.770 --> 00:03:29.700 Ja, und zu guter Letzt, 00:03:29.700 --> 00:03:32.390 Sie müssen Luft fördern über den Wärmeübertrager 00:03:32.390 --> 00:03:34.990 mit einem Ventilator. 00:03:35.080 --> 00:03:37.999 Das braucht auch Strom, das muss man berücksichtigen. 00:03:38.851 --> 00:03:40.100 Und weil der Ventilator läuft, 00:03:40.100 --> 00:03:42.634 aber auch weil der Kompressor läuft, 00:03:42.634 --> 00:03:44.630 gibt es Geräusche. 00:03:45.200 --> 00:03:47.940 Das muss man auch im Blick behalten. 00:03:50.070 --> 00:03:51.290 00:03:58.630 --> 00:04:01.910 Als Zweites die Erdsonde als Wärmequelle für die Wärmepumpe. 00:04:05.110 --> 00:04:07.200 Hier ist eine Grafik. 00:04:07.300 --> 00:04:10.247 Man bohrt Löcher ins Erdreich, 00:04:10.247 --> 00:04:13.492 mit einem Durchmesser von circa 15 cm 00:04:13.592 --> 00:04:16.137 und bringt in diese Bohrungen, 00:04:16.137 --> 00:04:19.000 die dann durchaus bis 400 Meter tief sind, 00:04:19.000 --> 00:04:20.526 (dann spricht man immer noch 00:04:20.526 --> 00:04:23.670 von oberflächennaher Geothermie, 00:04:23.670 --> 00:04:26.030 oberflächennaher Erdwärme,) 00:04:27.590 --> 00:04:30.059 bringt in diese Bohrlöcher dann 00:04:30.059 --> 00:04:36.523 in der Regel Kunststoffrohre ein, die in U-Form 00:04:35.523 --> 00:04:38.974 geführt sind bis zur Basis der Sonde 00:04:39.074 --> 00:04:41.224 und dann wieder nach oben. 00:04:41.224 --> 00:04:44.138 Meistens ist das eine Doppel-U-Rohr-Sonde, 00:04:44.138 --> 00:04:46.503 die dort verlegt wird. 00:04:47.303 --> 00:04:49.800 Wenn man tiefer bohrt als 100 Meter 00:04:49.800 --> 00:04:52.100 braucht man eine bergrechtliche Genehmigung. 00:04:52.322 --> 00:04:55.087 Das ist aber keine wirkliche Hürde, 00:04:55.087 --> 00:04:57.553 die erhält man vielfach, 00:04:57.553 --> 00:05:00.618 man muss sie nur beantragen und 00:05:00.618 --> 00:05:02.900 das ist ein zusätzlicher Schritt. 00:05:03.250 --> 00:05:05.510 Also man kann durchaus auch tiefer bohren. 00:05:05.610 --> 00:05:08.160 Der Abstand zwischen mehreren Sonden sollte 00:05:08.160 --> 00:05:11.190 mindestens ein Zehntel der Bohrlochtiefe sein. 00:05:11.820 --> 00:05:13.949 Gesprochen hatten wir schon über das 00:05:13.949 --> 00:05:17.606 Doppel-U-Rohr, darin fließt dann Sole, 00:05:17.706 --> 00:05:18.564 nämlich Wasser-Glykol-Gemisch durch 00:05:18.564 --> 00:05:20.703 (also Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch) 00:05:20.753 --> 00:05:23.370 und dieses Borhloch wird auch 00:05:23.370 --> 00:05:25.027 nachher wieder verfüllt. 00:05:25.227 --> 00:05:27.000 Also da ist nicht nur 00:05:27.000 --> 00:05:29.050 das Kunststoffrohr drin, 00:05:29.050 --> 00:05:31.891 sondern es wird so eine Betonitmischung eingeführt, 00:05:31.891 --> 00:05:35.010 sodass das wie so ein Betonstab 00:05:35.010 --> 00:05:37.550 in der Erde ist, 00:05:37.550 --> 00:05:40.000 der sehr stabil dort verankert ist. 00:05:40.570 --> 00:05:43.320 Der Vorteil ist, in der Erde ist es 00:05:43.890 --> 00:05:46.199 vergleichsweise konstant warm mit etwa 10 Grad 00:05:46.199 --> 00:05:48.556 in diesen ersten 100 Metern. 00:05:48.556 --> 00:05:51.636 Darunter wird es pro 100 Meter immer 3 Grad wärmer. 00:05:51.736 --> 00:05:54.516 Das ist von Region zu Region etwas unterschiedlich, 00:05:54.516 --> 00:05:56.801 aber so dramatisch unterschiedlich 00:05:56.801 --> 00:05:57.990 auch nicht. 00:05:59.670 --> 00:06:01.850 Wir haben dann Wärme-Entzugsleistungen 00:06:01.900 --> 00:06:04.015 zwischen 10 und 50 Watt pro Meter Bohrlänge. 00:06:04.015 --> 00:06:06.500 Das ist natürlich abhängig von der Bodenart, 00:06:06.735 --> 00:06:09.007 aber auch abhängig von der Sondenanzahl, 00:06:09.007 --> 00:06:11.327 wie dicht gepackt die sind und 00:06:12.927 --> 00:06:14.344 man muss dann berücksichtigen, 00:06:14.344 --> 00:06:15.809 dass man die Bodentemperatur 00:06:15.809 --> 00:06:18.883 auch langfristig betrachten muss, in der Regel, 00:06:18.983 --> 00:06:21.478 wenn man größere Sondenfelder auslegt, 00:06:21.478 --> 00:06:23.425 dann macht man Simulationen, 00:06:23.425 --> 00:06:26.000 über 50 Jahre hinweg, bis es dann 00:06:26.000 --> 00:06:28.820 eine Steady-State-Temperatur im Untergrund gibt. 00:06:31.760 --> 00:06:34.600 Vorteil? Man hat hohe Arbeitszahlen (der Wärmepumpe) 00:06:34.790 --> 00:06:36.317 aufgrund dieser vergleichsweise 00:06:36.317 --> 00:06:38.700 hohen konstanten (Quell-)Temperatur und 00:06:38.870 --> 00:06:41.877 bei größeren Gebäuden kann man auch andersrum 00:06:41.877 --> 00:06:43.983 im Sommer Wärme in die Erde einbringen, 00:06:43.983 --> 00:06:48.100 also zur passiven Kühlung diese Sonde nutzen. 00:06:48.140 --> 00:06:50.900 Das ist in Bürogebäuden durchaus 00:06:50.900 --> 00:06:51.703 eine Win-Win-Situation, 00:06:51.703 --> 00:06:53.810 wenn man beides machen kann. 00:06:53.860 --> 00:06:56.000 Wenn man für die Kühlung des Gebäudes 00:06:56.000 --> 00:06:58.088 keine aktive Kältemaschine braucht, 00:06:58.188 --> 00:06:59.623 (mit vergleichsweise hohen Stromverbrauch,) 00:06:59.623 --> 00:07:02.270 sondern einfach nur eine Pumpe laufen lassen muss, 00:07:02.270 --> 00:07:05.974 um Wärme ins Erdreich abzuführen 00:07:05.974 --> 00:07:09.400 und damit auch die Sonde zu regenerieren. 00:07:09.600 --> 00:07:12.000 Die Regeneration erfolgt 00:07:12.000 --> 00:07:14.700 normalerweise durch versickernden Niederschlag, 00:07:14.840 --> 00:07:15.765 Grundwasserströmungen und 00:07:15.765 --> 00:07:18.691 ein ganz klein wenig durch die Wärme, 00:07:18.691 --> 00:07:20.916 die aus dem heißen Erdkern kommt. 00:07:20.916 --> 00:07:23.840 Das ist aber nicht so viel vom Anteil. 00:07:23.900 --> 00:07:25.967 Und da hilft diese Wärme, die man 00:07:25.967 --> 00:07:27.957 im Sommer (aus dem Gebäude in die Sonde) einbringt, 00:07:27.957 --> 00:07:31.282 durchaus gut, um die Sonde zu regenerieren und dann 00:07:31.282 --> 00:07:34.100 im Winter höhere Sondentemperaturen zu haben. 00:07:34.494 --> 00:07:35.999 Der Nachteil sind die Investitionskosten. 00:07:35.999 --> 00:07:37.774 Man braucht so eine (Sonden-)Bohrung 00:07:37.774 --> 00:07:39.950 und die sind nicht preiswert, 00:07:39.950 --> 00:07:43.000 also für ein Einfamilienhaus 10.000 € 00:07:43.150 --> 00:07:45.490 muss man einkalkulieren. 00:07:49.150 --> 00:07:50.900 Dafür kann man sie vielleicht 00:07:50.900 --> 00:07:53.200 im Vorgarten niederbringen, weil man 00:07:53.200 --> 00:07:55.340 für eine Sonde nicht viel Platz braucht. 00:07:58.450 --> 00:08:01.286 Ja dann, welche Temperaturen kann man etwa erreichen? 00:08:01.286 --> 00:08:06.000 Hier eine Messung von Fraunhofer ISE in Freiburg. 00:08:06.000 --> 00:08:08.100 Das ISE macht schon seit 00:08:08.100 --> 00:08:11.000 ca. 15 Jahren Messungen 00:08:11.000 --> 00:08:13.100 an Wärmepumpenanlagen im Feld. 00:08:13.100 --> 00:08:14.981 Ein sehr gutes Datenmaterial. 00:08:14.981 --> 00:08:17.492 Es gibt mehrere Abschlussberichte zu. 00:08:17.692 --> 00:08:20.071 Hier ist ein Beispiel für eine Messung. 00:08:20.071 --> 00:08:22.915 Hier sind Solevorlauf- und rücklauftemperaturen 00:08:22.915 --> 00:08:27.200 an 11 Erdreichsonden gemessen 00:08:27.200 --> 00:08:28.900 und deren Tagesmittelwerte 00:08:28.900 --> 00:08:31.725 aufgetragen worden. 00:08:31.800 --> 00:08:36.705 Sie sehen hier rot die Temperatur der Sole, 00:08:36.705 --> 00:08:38.384 die aus dem Erdreich kommt, 00:08:38.484 --> 00:08:42.463 mit in der Spitze im Sommer 00:08:42.463 --> 00:08:47.000 bei 13 oder 14 Grad Celsius über diese Messperioden hinweg. 00:08:47.000 --> 00:08:48.679 Die Messperioden sind jeweils Jahre. 00:08:48.679 --> 00:08:51.100 Die Jahre liegen in dem Beispiel länger zurück, 00:08:51.100 --> 00:08:54.044 aber das tut 00:08:54.044 --> 00:08:55.374 nichts zur Sache. 00:08:55.674 --> 00:08:58.995 Die Soleströme werden dann abgekühlt 00:08:58.995 --> 00:09:01.578 um so eine Temperaturdifferenz von 00:09:01.578 --> 00:09:04.508 circa 3-4 Kelvin, 00:09:04.508 --> 00:09:06.500 das wäre typisch. 00:09:06.500 --> 00:09:10.167 3 Kelvin ist so ein Norm-Abkühlung und 00:09:10.167 --> 00:09:12.000 Sie sehen dann das geht dann hier 00:09:12.000 --> 00:09:17.000 in der tiefsten Temperatur so um die 0 Grad, 00:09:17.104 --> 00:09:19.160 hier sogar einmal etwas tiefer 00:09:19.315 --> 00:09:21.227 wieder in die Erde rein, 00:09:21.227 --> 00:09:23.999 nimmt Wärme auf und kommt dann hier mit 00:09:25.039 --> 00:09:28.999 2,5 bis 3 Grad wieder raus. 00:09:31.520 --> 00:09:34.830 Auch eingezeichnet ist die Außentemperatur, 00:09:35.070 --> 00:09:37.168 als blauer Graph. 00:09:37.268 --> 00:09:39.095 Und Sie sehen, 00:09:39.095 --> 00:09:41.643 dass im Winter die Außentemperatur 00:09:41.643 --> 00:09:44.280 natürlich auch sehr niedrig werden kann. 00:09:45.200 --> 00:09:47.802 Vor allem im Vergleich zu dieser (roten) Temperatur, 00:09:47.802 --> 00:09:48.871 weil rot ist ja hier 00:09:48.871 --> 00:09:51.405 die Eintrittstemperatur (von der Sonde) in die Wärmepumpe und 00:09:51.405 --> 00:09:54.574 das ist (blau) die Eintrittstemperatur der Außenluft 00:09:54.574 --> 00:09:57.176 in die Wärmepumpe über den Verdampfer 00:09:57.176 --> 00:09:59.278 und da gibt es einen großen Unterschied! 00:09:59.278 --> 00:10:03.283 Deshalb ist die Wärmepumpe mit Erdsonden 00:10:03.283 --> 00:10:05.250 als Wärmequelle dann effizienter. Jedoch 00:10:09.000 --> 00:10:11.991 in der Übergangszeit ist das (rote und blaue Temperatur) etwa gleich. 00:10:11.991 --> 00:10:15.482 Aber gerade im diesen Kernwintern 00:10:15.482 --> 00:10:17.140 sind die Außentemperaturen 00:10:17.140 --> 00:10:19.389 in allen Jahren deutlich geringer. 00:10:19.389 --> 00:10:21.530 Sie sehen hier auch noch die mittleren 00:10:22.230 --> 00:10:25.690 Außenlufttemperaturen in der Heizperiode 00:10:25.690 --> 00:10:27.430 in den Beispielen lag die bei ca. 00:10:27.530 --> 00:10:31.070 5 Grad Celsius. 00:10:31.699 --> 00:10:34.500 Vorhin habe ich etwas von 2 Grad Celsius gesagt, 00:10:34.500 --> 00:10:36.700 also in dieser Größenordnung. 00:10:36.700 --> 00:10:38.590 Kalter Winter, warmer Winter. 00:10:39.171 --> 00:10:40.680 In dieser Größenordnung liegt das. 00:10:43.300 --> 00:10:45.280 Hier ist noch die Bandbreite angegeben , 00:10:45.480 --> 00:10:48.296 die Schwankung beträgt etwa 3 Kelvin 00:10:48.296 --> 00:10:52.020 um diesen Mittelwert der 11 Sonden. 00:10:54.720 --> 00:10:55.597 Nun stellt sich die Frage, 00:10:55.597 --> 00:10:57.403 wie legt man die Sonde aus, 00:10:57.403 --> 00:11:01.409 wenn die klein ausgelegt ist, dann sind die Temperaturen 00:11:01.409 --> 00:11:04.215 natürlich etwas niedriger, die man erzielt. 00:11:04.215 --> 00:11:07.520 Wenn sie großzügig ausgelegt wird, 00:11:07.520 --> 00:11:09.325 dann sind die Soletemperaturen, 00:11:09.325 --> 00:11:11.730 die der Wärmepumpe zufließen, etwas höher. 00:11:13.520 --> 00:11:17.802 Jetzt geht es um andere Wärmequellen für Wärmepumpen. 00:11:17.802 --> 00:11:20.484 Gerdae hatten wir uns die Außenluft 00:11:20.784 --> 00:11:23.066 als die maßgebliche Wärmequelle 00:11:23.066 --> 00:11:25.984 für Wärmepumpen angesehen und die Erdsonden, 00:11:26.099 --> 00:11:28.966 die ursprünglich mal sehr stark dominiert haben, 00:11:29.100 --> 00:11:29.999 aber jetzt schon lange 00:11:29.999 --> 00:11:32.000 durch die Außenluft 00:11:32.000 --> 00:11:35.943 als Wärmequelle für Wärmepumpen abgelöst worden sind 00:11:35.943 --> 00:11:38.331 aber immer noch einen nicht unerheblichen Anteil 00:11:38.531 --> 00:11:39.999 am Markt ausmachen, 00:11:39.999 --> 00:11:42.100 so in der Größenordnung von 10 %. 00:11:43.450 --> 00:11:45.800 Heute geht es um andere Wärmequellen. 00:11:45.800 --> 00:11:49.032 Ich beginne hier mit dem Erdkollektor. 00:11:49.032 --> 00:11:51.301 Da ist auch das Erdreich die Wärmequelle, 00:11:51.301 --> 00:11:54.100 aber jetzt nicht einige Meter tief 00:11:54.100 --> 00:11:56.939 100 Meter, 200, 300, 400 Meter tief 00:11:56.939 --> 00:12:01.400 in die Erde gebohrt, sondern in etwa 1,5 Meter Tiefe 00:12:01.400 --> 00:12:03.700 sind dann solche Rohrschlangen verlegt, 00:12:03.999 --> 00:12:05.900 wie man das hier auf dem Bild sieht, 00:12:06.130 --> 00:12:10.330 mit einem Abstand von etwa 0,5 bis 0,7 Meter. 00:12:11.960 --> 00:12:14.408 In dieser Tiefe haben wir natürlich 00:12:14.408 --> 00:12:17.100 nicht so konstante Temperaturen 00:12:17.100 --> 00:12:20.723 wie in den tieferen Erdschichten. 00:12:20.723 --> 00:12:23.181 Das schwankt dann saisonal 00:12:23.181 --> 00:12:26.038 hier von 5 bis 15 Grad etwa 00:12:26.038 --> 00:12:28.400 leider entgegengesetzt zur Heizlast. 00:12:29.340 --> 00:12:31.400 Wenn es draußen kühl ist, 00:12:31.400 --> 00:12:34.220 dann wird auch der Boden kühl 00:12:34.220 --> 00:12:37.560 in den ersten Metern und dann hat man einen 00:12:37.560 --> 00:12:40.220 entsprechend hohen Temperaturhub zu überwinden. 00:12:40.587 --> 00:12:43.797 Die Wärmeentzugsleistung liegt 00:12:43.797 --> 00:12:46.237 zwischen 10 und 40 Watt pro Quadratmeter, 00:12:46.237 --> 00:12:48.320 je nach den Randbedingungen. 00:12:48.520 --> 00:12:50.200 Die Regeneration 00:12:50.200 --> 00:12:53.000 erfolgt durch Sonneneinstrahlung und Versickerung 00:12:53.000 --> 00:12:55.210 von Niederschlag im Wesentlichen. 00:12:56.910 --> 00:13:00.026 Solche Systeme sind nicht sonderlich verbreitet, 00:13:00.026 --> 00:13:01.660 weil man Platz dafür braucht. 00:13:01.826 --> 00:13:04.399 Wenn man es im Altbau macht, 00:13:05.899 --> 00:13:09.342 dann hat man einen schönen Garten und müsste den 00:13:09.342 --> 00:13:14.000 dann aufgraben und die Rohre verlegen. 00:13:14.000 --> 00:13:15.9993 Das macht man nicht so gerne. Und im Neubau 00:13:15.999 --> 00:13:19.120 sind die Grundstücksgrößen meistens zu klein, 00:13:19.200 --> 00:13:22.300 deshalb ist diese Technik 00:13:22.300 --> 00:13:23.858 nicht sonderlich verbreitet, aber 00:13:23.858 --> 00:13:25.983 wie bei den Erdsonden kann man sie 00:13:26.100 --> 00:13:29.297 auch zum Kühlen nutzen. d.h. 00:13:29.297 --> 00:13:32.799 im Sommer Wärme aus dem Gebäude in die Erde einbringen. 00:13:33.459 --> 00:13:36.621 Hier ist noch ein 00:13:36.621 --> 00:13:38.030 Spezialfall genannt, 00:13:38.030 --> 00:13:40.640 die Agrothermie als Fachbegriff. 00:13:41.310 --> 00:13:43.826 Das meint, dass man auf Ackerflächen 00:13:43.826 --> 00:13:47.990 solche Rohre einbringt. 00:13:48.179 --> 00:13:50.809 Vielleicht dann etwas tiefer, also quasi 00:13:50.809 --> 00:13:53.906 wie mit einem Pflug in entsprechender Tiefe 00:13:53.996 --> 00:13:58.101 die Erde aufgräbt und dann direkt ein Rohr reinlegt. 00:13:58.461 --> 00:14:00.800 Wenn Sie das googeln, finden Sie 00:14:00.800 --> 00:14:02.340 ein entsprechendes Video dazu. 00:14:03.104 --> 00:14:04.230 Aber auch das ist 00:14:04.230 --> 00:14:05.999 nicht weit verbreitet. 00:14:10.570 --> 00:14:13.432 Die nächste Wärmequelle, 00:14:13.432 --> 00:14:14.293 die ich Ihnen vorstellen will, 00:14:14.293 --> 00:14:17.600 das ist die Wärmequelle Wasser, 00:14:18.100 --> 00:14:20.783 als Grundwasser zunächst mal. 00:14:21.000 --> 00:14:22.800 Das hat natürlich den Vorteil, dass Grundwasser 00:14:22.890 --> 00:14:25.977 ganzjährig vergleichsweise hoch temperiert ist, 00:14:26.257 --> 00:14:30.100 8 bis 12 Grad kann man ansetzen. 00:14:30.900 --> 00:14:32.100 Die Wärmeentzugsleistungen, 00:14:32.100 --> 00:14:36.028 die man hier aus so einem Saugbrunnen entnimmt, 00:14:36.028 --> 00:14:38.999 also die Menge an Wasser, die man da 00:14:39.499 --> 00:14:40.800 entnehmen kann, 00:14:40.800 --> 00:14:42.601 hängt natürlich davon ab, 00:14:42.601 --> 00:14:45.080 wieviel Grundwasser denn hier zur Verfügung steht. 00:14:45.159 --> 00:14:48.609 Man entnimmt das Wasser, kühlt es ab und gibt es 00:14:48.609 --> 00:14:50.767 dann in einem Schluckbrunnen wieder in die Erde. 00:14:51.667 --> 00:14:53.260 Und dieser Schluckbrunnen, 00:14:53.260 --> 00:14:54.820 der stellt 00:14:55.980 --> 00:14:58.100 manchmal 00:14:58.100 --> 00:15:00.680 ein Problem dar, 00:15:00.794 --> 00:15:03.200 denn er kann verstopfen, 00:15:04.290 --> 00:15:06.089 insbesondere wenn das Grundwasser 00:15:06.089 --> 00:15:08.579 eisenhaltig, manganhaltig ist 00:15:08.579 --> 00:15:11.137 und dann Sauerstoff dran kommt, 00:15:11.537 --> 00:15:15.200 dann entstehen entsprechende Oxide 00:15:15.200 --> 00:15:17.200 und dann setzt sich dieser Schluckbrunnen 00:15:17.200 --> 00:15:18.400 mit der Zeit zu. 00:15:18.583 --> 00:15:20.440 Das muss man im Blick behalten, 00:15:20.440 --> 00:15:23.000 dass die Wasserqualität ausreichend gut ist 00:15:23.000 --> 00:15:25.100 oder Vorsorge getroffen worden ist, 00:15:25.100 --> 00:15:29.192 damit diese Verstopfung, diese "Verockerung", 00:15:29.192 --> 00:15:32.851 nicht passiert. 00:15:33.000 --> 00:15:35.399 Die Regeneration erfolgt durch zufließendes Grundwasser. 00:15:35.482 --> 00:15:38.111 Man braucht eine wasserrechtliche Genehmigung, denn 00:15:38.111 --> 00:15:40.069 Grundwasser ist in Deutschland ein hohes Gut, 00:15:40.069 --> 00:15:43.454 das dürfen sie nicht einfach so nutzen. 00:15:43.854 --> 00:15:47.275 Und aufgrund dieser hier genannten Probleme 00:15:47.275 --> 00:15:48.900 ist die Technik gering verbreitet. 00:15:48.900 --> 00:15:51.900 In der Absatzstatistik haben 00:15:52.000 --> 00:15:54.221 die Außenluftwärmepumpen 00:15:54.221 --> 00:15:57.080 den weitaus größten Anteil - 90%. 00:15:57.742 --> 00:16:01.079 Die Solewärmepumpen mit Erdsonden/Erdreich 00:16:01.079 --> 00:16:04.000 als Wärmequelle vielleicht 9%, 00:16:04.479 --> 00:16:07.774 die Grundwasserwärmepumpen sind das letzte Prozent. 00:16:07.874 --> 00:16:08.966 Und dann gibt es noch 00:16:08.966 --> 00:16:11.758 diese reinen Trinkwarmwasserwärmepumpen, 00:16:11.758 --> 00:16:13.393 Die stelle ich Ihnen auch gleich noch vor, 00:16:13.493 --> 00:16:15.837 die dann auch wieder nennenswert verkauft werden, 00:16:15.937 --> 00:16:18.578 00:16:18.778 --> 00:16:20.470 00:16:23.320 --> 00:16:26.000 Im größeren Maßstab kann man auch 00:16:26.000 --> 00:16:28.105 Flüsse, Seen oder Abwasser nutzen. 00:16:28.205 --> 00:16:30.398 Das ist vor allem bei Groß-Wärmepumpen 00:16:30.398 --> 00:16:32.792 zu Einspeisung in Nah- und Fernwärmenetzen 00:16:32.792 --> 00:16:33.750 interessant. 00:16:35.980 --> 00:16:38.832 Flüsse wie der Rhein oder auch 00:16:38.832 --> 00:16:40.472 andere Flüsse in Deutschland 00:16:40.472 --> 00:16:42.754 werden 00:16:42.754 --> 00:16:45.350 genutzt, um 00:16:46.390 --> 00:16:48.619 Groß-Wärmepumpen mit Umweltwärme 00:16:48.619 --> 00:16:50.1 00 zu versorgen. 00:16:56.070 --> 00:16:59.855 Eine nicht ganz neue Entwicklung, 00:16:59.855 --> 00:17:02.810 aber jetzt weiter raumgreifend, 00:17:02.810 --> 00:17:05.621 (sehr alt ist diese Technologie noch nicht) 00:17:05.621 --> 00:17:08.184 sind sogenannte PVT-Kollektoren, 00:17:08.184 --> 00:17:12.080 also eine Kombination aus PV-Modul, was Strom erzeugt 00:17:12.080 --> 00:17:16.002 und einem thermischen Kollektoranteil, 00:17:16.002 --> 00:17:18.757 der unter der PV-Fläche 00:17:18.857 --> 00:17:20.899 einfach unten drunter angebracht ist. 00:17:20.899 --> 00:17:23.200 Man sieht das hier auf dem Bild. 00:17:24.790 --> 00:17:28.727 Der thermische Kollektor-Teil kann 00:17:28.927 --> 00:17:32.175 Wärme aus der Umgebungsluft einkoppeln 00:17:32.175 --> 00:17:34.113 und profitiert auch davon, 00:17:34.113 --> 00:17:38.050 dass dieser PV-Teil bei Sonnenschein 00:17:38.050 --> 00:17:40.498 warm wird und so 00:17:40.498 --> 00:17:44.390 die Luft unter dem PV-Modul erwärmt. 00:17:44.473 --> 00:17:47.300 Das ist insofern interessant, weil 00:17:47.500 --> 00:17:52.644 es eine Alternative 00:17:52.644 --> 00:17:55.737 zur Außenluftwärmepumpe klassischer Art darstellt, 00:17:55.737 --> 00:17:57.800 wo man ja einen Ventilator hat, 00:17:57.800 --> 00:18:03.620 der Luft fördert und Geräusche macht, 00:18:03.720 --> 00:18:06.540 und wo man einen Aufstellplatz braucht 00:18:06.540 --> 00:18:08.940 für die Außeneinheit. 00:18:08.990 --> 00:18:14.100 Hier bei PVT hat man eine Doppelnutzung des Daches 00:18:14.160 --> 00:18:15.200 auf der einen Seite, 00:18:15.300 --> 00:18:18.977 weil man sowohl Photovoltaikstrom erzeugt 00:18:18.977 --> 00:18:21.840 als auch Wärme für die Wärmepumpe bereitstellt 00:18:22.385 --> 00:18:24.594 und das völlig geräuschlos. 00:18:25.594 --> 00:18:27.505 Also man hat das Dach als Fläche, 00:18:27.505 --> 00:18:29.204 was man gut nutzen kann und 00:18:29.204 --> 00:18:31.970 das ohne irgendwelche Geräusche, 00:18:31.999 --> 00:18:34.669 weil hier durch diese Rohre fließt 00:18:34.669 --> 00:18:37.900s dann Sole und deren Wärme wird 00:18:37.900 --> 00:18:41.234 in den Verdampfer der Wärmepumpe 00:18:41.234 --> 00:18:42.100 eingekoppelt. 00:18:43.193 --> 00:18:48.650 Zudem vorteilhaft ist, daß 00:18:48.650 --> 00:18:50.750 die PV-Erträge sogar etwas steigen, 00:18:50.950 --> 00:18:54.800 weil das PV-Modul gekühlt wird. 00:18:55.170 --> 00:18:57.470 Davon profitiert der Wirkungsgrad des PV-Moduls: 00:18:57.470 --> 00:19:00.835 Je kühler das Modul ist, desto mehr Strom produziert es. 00:19:00.935 --> 00:19:02.318 Das ist keine große Menge 00:19:02.318 --> 00:19:04.739 an Ertragssteigerungen, 00:19:04.739 --> 00:19:05.999 aber immerhin etwas. 00:19:08.580 --> 00:19:11.370 Und wie ich gerade sagte, 00:19:11.370 --> 00:19:16.300 hat man eine gute Jahresarbeitszahl 00:19:16.300 --> 00:19:16.950 bei diesen Systemen. 00:19:16.950 --> 00:19:20.250 Die liegt zwischen den Arbeitszahlen 00:19:20.250 --> 00:19:23.550 der reinen Außenluftmaschinen und den Erdsonden. 00:19:25.790 --> 00:19:30.210 Nachteil ist leider, die Systeme kosten etwas mehr. 00:19:31.860 --> 00:19:35.335 Wenn man so eine Anlage auslegen will, 00:19:35.335 --> 00:19:36.209 dann kann man sich so ein bisschen 00:19:36.209 --> 00:19:39.202 orientieren hier an den Herstellerangaben 00:19:39.202 --> 00:19:40.630 zum Beispiel von Consolar, 00:19:40.630 --> 00:19:42.522 das ist einer der Anbieter, 00:19:42.522 --> 00:19:45.170 von solchen Systemen, 00:19:45.170 --> 00:19:49.418 dass man etwa 3,5 Quadratmeter PVT-Kollektor 00:19:49.418 --> 00:19:52.000 je kW Heizleistung der Wärmepumpe braucht. 00:19:52.800 --> 00:19:55.205 Und wenn man das in der Art auslegt, 00:19:55.205 --> 00:19:56.700 kann man Jahresarbeitszahlen 00:19:56.700 --> 00:20:00.000 von 4 bis 4,5 erreichen. 00:20:00.352 --> 00:20:03.018 Diese Arbeitszahl-Bandbreite sehen wir uns 00:20:03.018 --> 00:20:04.140 nachher noch an. 00:20:06.340 --> 00:20:09.162 Wichtig ist, und das hat so ein Hersteller 00:20:09.162 --> 00:20:11.181 wie Consolar dann auch im Blick, 00:20:11.181 --> 00:20:13.700 dass es eine Wärmepumpe sein muss, 00:20:13.700 --> 00:20:15.600 die auch sehr niedrige Quellentemperaturen nutzen kann, 00:20:15.600 --> 00:20:20.150 denn wenn die Außenluft -5 Grad Celsius oder 00:20:20.337 --> 00:20:22.678 -10 Grad kalt ist, muss die Wärmepumpe 00:20:22.678 --> 00:20:24.319 ja immer noch funktionieren. 00:20:24.619 --> 00:20:27.608 Das können nicht alle Sole-Wärmepumpen. 00:20:28.208 --> 00:20:32.347 Klar, bei dem System binden Sie eine Wärmepumpe an, 00:20:32.347 --> 00:20:36.780 über deren Verdampfer Sole fließt. 00:20:37.000 --> 00:20:39.337 Aber die klassischen Solemaschinen 00:20:39.537 --> 00:20:42.00 werden ja vor allem eingesetzt mit Erdreich 00:20:42.300 --> 00:20:44.900 als Wärmequelle, 00:20:45.070 --> 00:20:47.333 und das Erdreich wird keine -10 Grad 00:20:47.333 --> 00:20:49.778 oder soll es nicht werden. 00:20:49.900 --> 00:20:52.460 Diese Wärmepumpen sind eher so gestrickt, dass Sie 00:20:52.460 --> 00:20:56.143 Wärmequellentemperaturen von 0 bis 10 Grad erwarten. 00:20:56.990 --> 00:20:59.094 Hier bei PVT wird die Sohle auch kälter und 00:20:59.094 --> 00:21:01.500 deshalb muss das eine Solewärmepumpe sein, 00:21:01.500 --> 00:21:02.100 die das auch kann. 00:21:02.100 --> 00:21:04.546 Es gibt Produkte, aber es muss dann 00:21:04.446 --> 00:21:05.890 auch so ein solches Produkt sein. 00:21:10.930 --> 00:21:13.150 Soweit zu PVT-Kollektoren. 00:21:20.090 --> 00:21:22.907 Als nächstes, als Besonderheit, 00:21:22.907 --> 00:21:25.923 wenn man so will, die Wärmequelle Abluft. 00:21:25.923 --> 00:21:28.440 Wenn Sie Lüftungsanlagen haben, 00:21:28.540 --> 00:21:31.457 dann fördern Sie ja warme Raumluft, 00:21:31.457 --> 00:21:35.173 mit 20 Grad, vielleicht sogar wärmer, nach draußen 00:21:35.673 --> 00:21:37.900 und bringen Frischluft rein. 00:21:38.640 --> 00:21:42.390 Hier, die 00:21:42.390 --> 00:21:44.530 Abluft aus dem Raum wird 00:21:45.590 --> 00:21:48.575 mit den Ventilator aus dem Raum gefördert 00:21:48.575 --> 00:21:51.000 und geht als Fortluft nach draußen. 00:21:51.000 --> 00:21:53.800 Und die Außenluft wird, 00:21:53.800 --> 00:21:56.000 wenn man eine Anlage mit Wärmerückgewinnung hat, 00:21:56.252 --> 00:21:59.185 in einem Wärmeübertrager vorgewärmt und 00:21:59.185 --> 00:22:01.470 strömt als Zuluft in den Raum rein. 00:22:03.650 --> 00:22:08.900 Also das könnte so aussehen hier: bei 20-grädiger Abluft, 00:22:09.000 --> 00:22:11.095 und 0-grädiger Außenluft, 00:22:11.095 --> 00:22:14.261 kühlt sich die Abluft bis auf 2 Grad ab 00:22:14.261 --> 00:22:19.900 und die Zuluft heizt sich bis auf 18 Grad auf. 00:22:19.000 --> 00:22:21.080 Das wäre eine Wärmerückgewinnung 00:22:21.080 --> 00:22:24.093 von 90%, 00:22:24.093 --> 00:22:25.870 solche Apparate gibt es. 00:22:26.730 --> 00:22:29.940 Wenn die Fortluft hier aber noch 0 Grad hat, 00:22:29.940 --> 00:22:31.656 dann kann die ja noch 00:22:31.656 --> 00:22:34.999 als Wärmequelle für eine Wärmepumpe genutzt werden 00:22:35.070 --> 00:22:37.435 und das wird hier dann gemacht. 00:22:37.635 --> 00:22:40.374 Hier eine kleine Wärmepumpe, die dann ihre Energie 00:22:40.374 --> 00:22:43.760 in einen Warmwasserspeicher einkoppelt. 00:22:46.380 --> 00:22:51.930 Und aus diesem Speicher wird dann Wärme entnommen 00:22:51.930 --> 00:22:55.326 zur Nacherwärmung der Zuluft 00:22:55.326 --> 00:22:56.299 über 18 Grad hinaus, 00:22:56.299 --> 00:22:59.472 damit man mit der Zuluft gleichzeitig heizen kann, 00:22:59.520 --> 00:23:02.850 so dass sie keine Heizkörper mehr brauchen 00:23:03.490 --> 00:23:05.351 oder keine Fußbodenheizung. 00:23:05.651 --> 00:23:08.203 Und das Trink-Warmwasser können Sie dann 00:23:08.403 --> 00:23:11.600 über dieses Rohr (oben) aus dem Trinkwarmwasserspeicher entnehmen. 00:23:11.600 --> 00:23:14.167 Unten wird das Kaltwasser in den Speicher geführt. 00:23:14.267 --> 00:23:15.477 Der Speicher kann elektrisch nachgeheizt werden, 00:23:15.477 --> 00:23:17.730 falls das nötig ist. 00:23:17.730 --> 00:23:20.041 Und Sie könnten auch noch 00:23:20.041 --> 00:23:22.000 eine thermische Solaranlage ankoppeln, 00:23:22.109 --> 00:23:24.540 um Wärme in den Speicher einzubringen. 00:23:24.740 --> 00:23:27.440 Das Kernelement ist aber diese 00:23:28.670 --> 00:23:31.328 Nutzung der Abluft 00:23:31.328 --> 00:23:33.933 beziehungsweise Fortluft als Wärmequelle und 00:23:33.933 --> 00:23:38.130 das Heizen mit der auftemperierten Zuluft. 00:23:38.280 --> 00:23:42.680 Das geht in sogenannten Passivhäusern. 00:23:44.440 --> 00:23:47.572 Passivhäuser sind sehr gut wärmegedämmt. 00:23:47.872 --> 00:23:49.850 Sie sind dadurch definiert, 00:23:49.850 --> 00:23:54.530 dass sie nur 15 Kilowattstunden pro Quadratmeter 00:23:54.530 --> 00:23:57.740 Wohnfläche und Jahr an Heizwärmebedarf haben. 00:23:58.155 --> 00:24:02.705 Das wären 1,5 Liter Heizöl pro Quadratmeter und Jahr, 00:24:02.705 --> 00:24:07.500 für ein 100 Quadratmeter großes Reihenhaus 00:24:08.190 --> 00:24:12.000 wären das 150 Liter Heizöl pro Jahr, also sehr wenig. 00:24:12.747 --> 00:24:15.800 Das Passivhaus hat (umgerechnet) 00:24:15.800 --> 00:24:18.500 eine Heizlast von 10 Watt pro Quadratmeter 00:24:18.500 --> 00:24:21.716 und Sie müssen erst unter 5 Grad Außentemperatur (=Heizgrenze) 00:24:21.716 --> 00:24:24.000 überhaupt anfangen zu heizen, weil Passivhäuser so gut 00:24:24.000 --> 00:24:25.750 wärmegeschützt sind, dass bis dahin 00:24:25.750 --> 00:24:29.000 die inneren und äußeren Wärmegewinne ausreichen, 00:24:29.050 --> 00:24:31.265 um das Gebäude zu beheizen. 00:24:31.465 --> 00:24:34.109 Jeder von Ihnen bringt 100 Watt mit. 00:24:34.109 --> 00:24:37.658 Wenn Sie 3 Leute einladen, 00:24:37.658 --> 00:24:41.000 haben Sie 400 Watt Heizleistung 00:24:41.000 --> 00:24:43.800 in ihrer Studentenbude. 00:24:43.800 --> 00:24:48.000 Bei 10 Watt pro Quadratmeter Heizlast 00:24:48.000 --> 00:24:49.401 am kältesten Tag des Jahres 00:24:49.401 --> 00:24:51.540 (wenn es draußen -10 Grad ist) und 00:24:52.460 --> 00:24:57.900 angenommen Ihre Studentenbude ist 20 Quadratmeter groß: 00:24:58.139 --> 00:25:01.034 20 m² mal 10 W/m² sind 200 Watt, 00:25:01.034 --> 00:25:06.423 die Sie brauchen, um den Raum bei kältesten 00:25:06.423 --> 00:25:10.346 Außentemperaturen behaglich zu beheizen. 00:25:10.546 --> 00:25:12.000 4 Leute (mit insgesamt 400 Watt) sind dann schon zu viel. 00:25:12.000 --> 00:25:14.800 Da müssen Sie schon das Fenster aufmachen. 00:25:15.473 --> 00:25:17.704 Also dann lohnt sich das Bier ganz anders, 00:25:17.704 --> 00:25:19.170 was Sie investieren für den Besuch. 00:25:22.290 --> 00:25:24.798 In solchen Passivhäusern 00:25:24.798 --> 00:25:27.100 mit sehr geringen Wärmebedarfen, 00:25:27.100 --> 00:25:29.395 sehr geringen Heizlasten können Sie (ohne Heizkörper) 00:25:29.395 --> 00:25:33.940 mit warmer Luft sehr behaglich heizen. 00:25:34.100 --> 00:25:36.529 Mit warmer Luft können Sie auch heizen, 00:25:36.529 --> 00:25:37.755 wenn höhere Heizlasten vorhanden sind, 00:25:37.755 --> 00:25:39.644 das wird aber dann immer unbehaglicher, 00:25:39.644 --> 00:25:41.534 weil Sie immer größere Volumenströme brauchen oder 00:25:41.534 --> 00:25:43.700 immer höhere Zulufttemperaturen 00:25:43.700 --> 00:25:45.830 und das ist dann nicht sonderlich behaglich.