Wärmeversorgung mit Geo-HEP
und Wärmepumpe
Im Heizbetrieb kann das Geo-HEP-System als geothermische Wärmequelle für eine Wärmepumpe eingesetzt werden.
Die Hochleistungsenergiepfähle erschließen die thermischen Eigenschaften des Untergrunds und stellen Wärme auf einem Temperaturniveau bereit, das anschließend von einer Wärmepumpe auf die für das Gebäude oder den technischen Prozess benötigte Temperatur angehoben wird.
Besonders interessant ist diese Kombination bei Projekten, in denen dieselbe geothermische Infrastruktur zusätzlich für die Kühlung genutzt werden kann.
So arbeiten Geo-HEP und Wärmepumpe zusammen
Im Heizbetrieb nimmt das Geo-HEP-System Wärme aus dem geothermischen System auf. Ein zirkulierendes Wärmeträgermedium transportiert diese Wärme zur Wärmepumpe.
Die Wärmepumpe hebt das vorhandene Temperaturniveau auf die für die Wärmeversorgung erforderliche Temperatur an und gibt die Wärme anschließend an das Heiz- beziehungsweise Versorgungssystem ab.
Das Geo-HEP-System ist damit die Wärmequelle; die Wärmepumpe übernimmt die notwendige Temperaturanhebung.
Vergleichsweise konstante Temperaturen im Untergrund
Ein wesentlicher Vorteil geothermischer Wärmequellen sind die über das Jahr vergleichsweise konstanten Temperaturen des Untergrunds.
Dadurch verbessern sich die Arbeitsbedingungen der Wärmepumpe gegenüber Wärmequellen, deren Temperaturniveau im Jahresverlauf stärker schwankt.
Wie effizient das Gesamtsystem tatsächlich arbeitet, hängt jedoch nicht allein von der Wärmequelle ab. Entscheidend sind unter anderem das benötigte Temperaturniveau, das Lastprofil, die Geologie und die hydraulische Einbindung.
Kühlen und Heizen mit derselben Infrastruktur
Eine besondere Stärke liegt in der kombinierten Nutzung derselben geothermischen Infrastruktur.
Während der Kühlperiode wird Wärme aus dem Gebäude in das geothermische System eingebracht. Im Heizbetrieb kann das System wiederum Wärme aus dem Untergrund für eine Wärmepumpe bereitstellen.
Je nach Anlagenkonzept kann damit die über das Jahr unterschiedliche Nachfrage nach Wärme und Kälte innerhalb eines gemeinsamen Energiekonzepts betrachtet werden.
Die integrierte Wassermasse des Hochleistungsenergiepfahls dient dabei der kurzfristigen thermischen Lastpufferung. Sie ist nicht mit dem eigenständigen Geo-HEP-Saisonalspeicher gleichzusetzen.
Die integrierte Speichermasse des HEP als thermischer Puffer
Innerhalb eines Hochleistungsenergiepfahls stehen vorzugsweise rund 43 m³ Wasser als thermische Speichermasse zur Verfügung.
Diese Speichermasse dient vor allem dazu, kurzfristige thermische Lasten innerhalb des Systems aufzunehmen und zu puffern.
Sie ist nicht mit dem eigenständigen Geo-HEP-Saisonalspeicher gleichzusetzen, der für eine gezielte längerfristige beziehungsweise saisonale Speicherung entwickelt wird.
Für welche Gebäude und Anwendungen kommt die Kombination in Betracht?
Die Verbindung aus Geo-HEP und Wärmepumpe kann unter anderem für Gewerbe-, Verwaltungs- und Produktionsgebäude geprüft werden.
Besonders interessant sind Projekte, bei denen neben der Wärmeversorgung auch regelmäßig Kühlenergie benötigt wird. In diesem Fall kann die geothermische Infrastruktur über das Jahr für beide Aufgaben genutzt werden.
Ob sich das System für ein konkretes Gebäude eignet, hängt vom Wärme- und Kältebedarf, den benötigten Temperaturniveaus, der vorhandenen Anlagentechnik und den Standortbedingungen ab.
Neubau und bestehende Wärmeversorgung
Bei Neubauten können Geo-HEP, Wärmepumpe und Gebäudetechnik von Beginn an gemeinsam geplant werden.
Bei bestehenden Anlagen wird geprüft, wie sich die geothermische Wärmequelle in die vorhandene Heiztechnik integrieren lässt und welche Anpassungen erforderlich sind.
Die technische Lösung richtet sich daher immer nach dem konkreten Gebäude beziehungsweise Prozess und dessen Anlagenstruktur.
Die richtige Auslegung entscheidet über die Effizienz
Für die Dimensionierung werden unter anderem berücksichtigt:
- erforderliche Heizleistung
- benötigte Vorlauf- beziehungsweise Systemtemperaturen
- jährliches Lastprofil
- vorhandener oder zusätzlicher Kühlbedarf
- Anlagenhydraulik und technische Schnittstellen
- geologische und hydrogeologische Bedingungen
- zulässige Bohrtiefe und verfügbare Fläche
Auf Grundlage dieser Daten werden die Geo-HEP-Anlage und die Wärmepumpe als Gesamtsystem betrachtet.
Keine pauschalen Effizienzwerte
Die Effizienz einer Wärmepumpenanlage lässt sich nicht seriös allein aus der eingesetzten Wärmequelle ableiten.
Aussagekräftig sind projektspezifische Berechnungen und später gemessene Jahreswerte. Daher werden Leistungsfähigkeit, Energieeinsatz und Wirtschaftlichkeit für jedes Vorhaben individuell bewertet.
Geo-HEP als Wärmequelle für Ihr Projekt prüfen
Ob sich Geo-HEP in Verbindung mit einer Wärmepumpe für Ihr Gebäude oder Ihren technischen Prozess eignet, kann anhand des Wärmebedarfs, der benötigten Temperaturen, der vorhandenen Technik und der Standortbedingungen bewertet werden.
Dabei wird zugleich geprüft, ob sich zusätzlich eine Kühlfunktion sinnvoll in das Gesamtkonzept integrieren lässt.