Ein Erdwärmetauscher stellt so etwas wie eine Miniaturversion einer Geothermie Heizung dar. Der Erdwärmetauscher fungiert nicht als eigenständige Heizung, sondern dient dazu, den Energiebedarf der Lüftung oder der Luftwärmepumpe zu senken.
Eine vollwertige geothermische Heizung nutzt die Erdwärme in großer Tiefe. Dieses Reservoir kann nur über Tiefenbohrungen angezapft werden. Dagegen arbeitet ein Erdwärmetauscher in einer Tiefe von nur etwa ein bis zwei Metern. Dort herrscht in hiesigen Breiten ganzjährig eine Temperatur von sieben bis zehn Grad, die abhängig von der Jahreszeit nur um etwa zwei bis drei Grad nach oben oder unten schwankt.
Im Winter kann diese Wärme genutzt werden, um die kalte Außenluft vorzuwärmen, bevor sie der Lüftungsanlage zugeführt wird. Im Sommer erfüllt der Erdwärmetauscher die exakt gegenteilige Funktion: er kühlt die warme Außenluft ab.
In den Übergangsmonaten bringt der Erdwärmetauscher hingegen kaum Vorteile und wird daher meist stillgelegt. Es ist leicht einzusehen, dass ein Wärmereservoir mit einer Temperatur von etwa zehn Grad wenig Nutzen bringt, wenn die Außenluft ungefähr dieselbe Temperatur aufweist. Um die Wärme im oberflächennahen Erdreich zu nutzen, kommen zwei unterschiedliche Verfahren zum Einsatz.
Der Luft-Erdwärmetauscher
Der Luft-Erdwärmetauscher funktioniert auf denkbar einfache Weise. Die Außenluft wird angesaugt und durch ein langes Rohrsystem geleitet, das unter der Erde verlegt wird. Anschließend wird die erwärmte beziehungsweise gekühlte Luft ins Gebäude geleitet.
Diese Lösung ist einfach und überzeugend. Allerdings kann es zu Problemen mit der Hygiene kommen, weil die Atemluft direkt durch diese Rohre geführt wird. Daher gelten für die Rohre des Erdwärmetauschers die strengen Auflagen, die ansonsten nur für Lebensmittelrohre gelten.
Von entscheidender Bedeutung ist dabei, dass sich in den Rohren kein Kondenswasser sammelt. Zur Kondensation kommt es während des Betriebs im Sommer, wenn die heiße Außenluft gekühlt wird. Dies ist nicht nur unvermeidlich, sondern sogar erwünscht.
An schwülen Tagen mit hoher Luftfeuchtigkeit wird der Luft auf diese Weise ein Teil der Feuchtigkeit entzogen, was zu einem angenehmeren Klima im Eigenheim führt. Um zu verhindern, dass sich das kondensierte Wasser in den Rohren sammelt, werden diese mit einer leichten Neigung von typischerweise ein bis zwei Grad verlegt.
An der tiefsten Stelle wird das Wasser aus dem Rohr abgelassen. Dies erfordert eine sehr präzise Arbeit bei der Verlegung der Rohre, damit an keiner Stelle des Rohrsystems eine ungewollte Senke entsteht. Wenn alles richtig gemacht wird, sind die hygienischen Probleme beherrschbar.
Mit Vorsicht sollten Sie allerdings Ratschläge genießen, die Verlegung der Rohre könne auch leicht selbst durchgeführt werden. Selbstverständlich ist dies möglich, aber es handelt sich eben um eine Präzisionsarbeit. Es ist nicht damit getan, einfach ein paar Rohre in der Erde zu vergraben.
Der Sole-Erdwärmetauscher
Um alle hygienischen Probleme vollständig auszuschließen, bietet sich ein Sole-Erdwärmetauscher an. Hier wird nicht die Atemluft durch das im Erdreich verlegte Rohrsystem geleitet, sondern eine Flüssigkeit, die als Sole bezeichnet wird. Der Wärmeaustausch der Außenluft findet hier nicht direkt mit dem Erdreich statt, sondern mit der Sole, die dessen Temperatur angenommen hat.
Die Vorteile dieser Technik liegen auf der Hand: Bei der Verlegung der Rohre im Erdreich muss nicht penibel auf das Gefälle geachtet werden und außerdem können günstigere Materialien verwendet werden, da es sich in diesem Fall nicht um Lebensmittelrohre handelt.
Damit entfällt auch die Notwendigkeit der regelmäßigen Reinigung der schwer zugänglichen Rohre. Der größte Nachteil dieser Variante ist die für den Sole-Kreislauf erforderliche Pumpe. Diese benötigt nicht nur Energie, sondern auch eine aufwändigere Steuerung.
Ein Erdwärmetauscher schränkt die Nutzung der Fläche ein
Die Rohre eines Erdwärmetauscher dürfen nicht zu massiv sein, weil sie einen effektiven Wärmeaustausch mit dem umgebenden Erdreich ermöglichen müssen. Das bedeutet, dass sie keinen zu starken Belastungen ausgesetzt werden dürfen.
Zwar federn die ein bis zwei Meter Erdreich das meiste an Belastungen ab, aber schwere Fahrzeuge können dennoch Druck auf die Rohre ausüben. Auch bei der Bepflanzung der Fläche über den Rohren bestehen einigen Einschränkungen. Tabu sind in jedem Fall Bäume, die tiefe Wurzeln bilden.
Für wen eignet sich ein Erdwärmetauscher?
Den größten Nutzen entfalten Erdwärmetauscher in Eigenheimen, die einem hohen energetischen Standard genügen. Dazu zählen Energieeffizienzhäuser und natürlich auch Passivhäuser. In diesen Gebäuden wird der Energiebedarf der Lüftung spürbar gesenkt.
Daneben bietet sich ein Erdwärmetauscher in Kombination mit einer Luftwärmepumpe an. Wärmepumpen benötigen sehr viel mehr Strom, wenn die Differenz zwischen der Lufttemperatur der Außenluft und der angestrebten Raumtemperatur groß ist.
Der Strombedarf der Wärmepumpe steigt überproportional zu dieser Temperaturdifferenz, weil der Wirkungsgrad mit steigender Temperaturdifferenz ebenfalls sinkt. Daher kann der Stromverbrauch erheblich gesenkt werden, wenn die zugeführte Luft durch einen Erdwärmetauscher im Winter vorgewärmt wird.
Dazu gibt es verschiedene Modellrechnungen. Verraten Sie uns in den Kommentaren gerne, wie stark Sie Ihren Energieverbrauch mit einem Erdwärmetauscher tatsächlich senken konnten.
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