Earthsol

Die Leistung und die Lebensdauer von geothermischen Wärmepumpen werden durch das intelligente Einbinden von Solarkollektoren signifikant gesteigert.

Solar- und Geothermische Energie : Wie funktioniert das ?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Sonnenenergie mit der Geothermie zu kombinieren. Sie hängen von der Gebäudeart und dem Erdsondentyp ab.

Solare Entlastung der geothermischen Sonden. Eine Solaranlage für die Brauchwasservorwärmung (System „Basic“, obligatorisch in einigen Kantonen) kann eine geothermische Wärmepumpe in der kalten Jahreszeit unterstützen und in den Sommermonaten Grossteils ersetzen. Wenn die Sonne im Winter scheint, geben die Solarkollektoren ihre gesamte Energieproduktion an die Wärmepumpe weiter. Die geothermischen Sonden und die Wärmpumpen werden dadurch geschont und deren Lebensdauer erhöht sich. Im Sommer erwärmen die Solarkollektoren das Brauchwasser und die Wärmepumpe kann in die Ferien. Die Sonnenenergie wird optimal genutzt. Diese Lösung ist umso interessanter, als sie nur geringe Mehrkosten verursacht.

Die ‚Retrofit‘-Lösung. In der Schweiz wurden in der Vergangenheit viele geothermischen Wärmepumpen zu klein dimensioniert. Die Hausbesitzer merken dies nicht sofort. Die Wärmepumpen entziehen der Erde zu viel Energie, wodurch die Bodentemperatur in der Nähe der Sonde absinkt. Die Wärmepumpe verliert seine Effizienz und die Stromrechnung steigt. Niedertemperaturkollektoren von Energie Solaire SA können dieses Problem beheben. Sie bringen die Wärme zurück in die Erde und unterstützen die bestehende Wärmpumpe, welches die Leistung und die Lebensdauer des gesamten Heizsystems verbessert.

Die Solarkollektoren ersetzen einen Teil der geothermischen Sonden (für Mehrfamilienhäuser und grosse Gebäude mit Erdsondenfeldern). In einigen Schweizer Städten gleicht der Boden aufgrund der zahlreichen geothermischen Sonden einem Emmentaler Käse. Durch das Einbinden der Solarenergie kann auf einen Teil der Erdsonden verzichtet und die Energie sinnvoller genutzt werden. Die von den Solarkollektoren gewonnene Wärme regeneriert das Erdreich und steigert von Jahr zu Jahr die Leistung des gesamten Heizsystems (siehe detaillierte Informationen). Dieses Konzept ist nicht geeignet für Verwaltungsgebäude, die auf dem Prinzip einer reversiblen Wärmepumpe beruhen und im Sommer das Erdreich zum Kühlen des Gebäudes nutzten (sogenanntes Geocooling). In diesem Fall wird der Boden im Sommer automatisch regeneriert. Das Heizungssystem EARTHSOL koppelt Solarkollektoren üblicherweise mit grossen Erdsondenfelderndans (Erdsondenregeneration). Die Kopplung von Solarkollektoren mit einzelnen vertikalen Sonden ist auch sinnvoll, als Retrofit-Lösung falls die Sonde unterdimensioniert wurde, oder um die Erdsonde zu entlasten.

Komponenten:

Unverglaste Kollektoren bringen Energie Tag und Nacht

Zum EarthSol-System empfehlen sich die unverglasten selektiven Solarkollektoren von Energie Solaire SA (Solardach AS. Kollektor AS). Sie wurden in erste Linie dafür konzipiert die Sonneneinstrahlung in Wärme umzuwandeln. Doch im Gegensatz zu den verglasten Solarkollektoren können sie weitaus mehr: Sie entziehen allen andere Elementen der Umwelt (Luft, Regen, Kondenswasser, Frost) Energie und machen diese für das Heizsystem nutzbar. Die unverglasten Solarkollektoren spenden auf diese Weise 24 Stunden am Tag Wärme, und das auch im Winter. Ausgezeichnet im Niedertemperaturbereich, eignen sie sich ideal in Kombination mit Wärmepumpen. Die zusätzliche Wärmequelle steigert die Leistung und die Lebensdauer der Wärmepumpe.

Solarstationen nach Mass – jedes Grad zählt !

Ein leistungsfähiger Solarkollektor nutzt wenig, wenn die Wärme nicht effizient dem Verbraucher zugeführt wird. Energie Solaire SA dimensioniert und liefert vorgefertigte Wärmeübergabestationen nach Mass, auch für Kollektorfelder von mehr als 1’000 m2.

Bei der Dimensionierung dieses Schlüsselkomponentes achten wir speziell darauf, dass die Kollektoren effizient im „high-flow“ Betrieb gefahren werden können, mit niedrigem Delta T über das Kollektorfeld und geringer Gradigkeit über den Wärmetauscher. Dies hat vor allem grosse Bedeutung bei Niedrigtemperaturbetrieb (<20°C, Einbindung der Solarkollektoren auf Anergienetze oder Erdsondenregeneration).

Sole-Wasser Wärmepumpen

Die Wärmepumpen des EARTHSOL Systems sind Sole/Wasser Systeme. Die Flüssigkeit im Verdunsterkreislauf ist eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmitttel. Das Heizungswasser fliesst durch einen Kondensator.

Erdsonden

Es gibt mehrere Techniken um die natürliche Wärme der Erde nutzen zu können: vertikale geothermische Sonden, die einzeln oder im Verbund zu einem Sondenfeld zusammengeschlossen sind, Sonden, die die Wärme des Grundwassers verwerten oder Pfähle und energetische Geostrukturen.

Systemregler

Ein Regler vergleicht ständig die Temperatur der Kollektoren mit der des unteren Teils des Heizkörpers. Ist die Temperatur der Kollektoren höher, schaltet er eine Pumpe ein, die heißes Wasser in den Heizkessel fördert. Wenn nicht, wird der Stromkreis unterbrochen. Die zweite Aufgabe der Regelung besteht darin, eine Überhitzung zu vermeiden. Wenn viel warmes Wasser vorhanden ist und nur wenige Personen es benutzen, z. B. in den Sommerferien, kann die Temperatur des Warmwasserbereiters zu hoch ansteigen. Der Regler senkt die Temperatur, indem er während der Nacht Wasser durch die Kollektoren zirkulieren lässt. Die Steuerungsparameter können direkt in unserem Werk auf einer SD-Speicherkarte vorprogrammiert werden. Dies kann dann dazu dienen, die Inbetriebnahme  nach einem Systemansatz zu erleichtern.  Beim EARTHSOL-System bietet das Steuerungssystem noch eine weitere Möglichkeit. Dank der Speicherkarte, auf der alle Daten gespeichert sind, können wir das System jederzeit analysieren (Wärmeleistung der Solarkollektoren usw.) und die Einstellungen optimieren, um den optimalen Betrieb der Solaranlage über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten.

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