System

Eine Erdwärmesonde ist ein geschlossenes System, das mit einer Flüssigkeit gefüllt wird. Die Flüssigkeit wird durch die Sonde gepumpt, wodurch dem Erdreich Wärme entzogen werden kann. Die so entzogene Wärme wird mit Hilfe einer Wärmepumpe auf ein höheres Energieniveau gebracht so dass sie zum Heizen eingesetzt werden kann. Zudem besteht im Sommer auch die Möglichkeit dieses System umzukehren und die Erdsonde für Kühlzwecke einzusetzen.

Die Erdsonde wird in ein vertikal gebohrtes Bohrloch eingesetzt und mit Wärmeleitfähigem Material verpresst (umfüllt).

Arten der Erdsonden
Die von uns verwendeten Erdsonden bestehen aus einem hochbeständigen Kunststoff (PE Sonden), dies ist die am stärksten verbreitetste Art der Erdsonden.
Es kann dabei zwischen Simplexsonden und Duplexsonden unterschieden werden. Beide Sondentypen sind mit einem U-förmigen Fußteil am unteren Ende miteinander verbunden, jedoch hat die Simplexsonde nur einen Kreis, dafür aber einen etwas größeren Durchmesser, wohingegen die Duplexsonde zwei Kreise, aber einen etwas kleineren Durchmesser besitzt. Beide Sondentypen können jederzeit verwendet werden, jedoch ist bei Simplexsonden von einer etwas geringeren Entzugsleistung auszugehen als bei Duplexsdonden (laut SIA Norm). Positiv ist zu bewerten, dass Simplexsonden v.a. bei den Anschlussarbeiten etwas günstiger sind als Duplexsonden. Wir wählen Simplexsonden hauptsächlich dann aus, wenn der Boden eine höhere Entzugsleistung hat, da dann auch durch die Simplexsonde in jeden Falle genug Energie entzogen werden kann. Auch wenn die Bohrung von zwei Sonden ausreichend ist, sollte über die Verwendung von Simplexsonden nachgedacht werden.
Als weiterer Sondentyp können CO2 –Sonden genannt werden, diese werden jedoch nicht direkt von uns Angeboten, wir können Ihnen aber die Bohrlöcher bohren und verpressen, wenn Sie die Sonden selbst beistellen/ durch Ihren Installateur beistellen lassen.

Einbau
Mit einer unserer mobilen Bohranlagen wird eine Bohrung im Spül- oder Trockenbohrverfahren, je nach Gestein mit oder ohne Verrohrung, niedergebracht. Unser Bohrdruchmesser liegt je nach Maschine zwischen 140 bis 160 mm. Nach dem Abteufen der Bohrung bis zur geplanten Tiefe, wird die Erdsonde in das Bohrloch eingebracht. Der verbleibende Resthohlraum des Bohrloches wird mit einem Füllmaterial (Bentonit-Zement Suspension) mit einer guten Wärmeleitfähigkeit im Kontraktorverfahren über das mit dem Sondenbündel mitgeführte Verpressrohr von unten nach oben verpresst. Eine eventuell während der Bohrung eingebaute Verrohrung wird während des Verpressens wieder gezogen. Durch das abbindende Verpressmaterial wird eine gute Wärmeübertragung vom umgebenden Gebirge zu den Sondenrohren erreicht zudem dient es als Sicherung zwischen verschiedenen Grundwasserstockwerken zum Schutz des Grundwassers.

Nach dem Errichten der restlichen Sonden des Feldes und den abschließenden Arbeiten (wie der Druckprobe der einzelnen Sonden) werden die Sondenvor- und Rückläufe durch frostsicher verlegte, horizontale Anschlussleitungen mit der Wärmepumpe verbunden und das System mit der Wärmeträgerflüssigkeit befüllt und entlüftet. Außer Kontrollschächten sind oberhalb der Erdgleiche nach der Fertigstellung keine Installationen mehr sichtbar.
Im Betrieb wird mithilfe einer Umwälzpumpe die in einem geschlossenen Kreislauf befindliche Wärmeträgerflüssigkeit durch die Erdwärmesonde gepumpt, dabei erwärmt sich die Solefüssigkeit und kann so zu Heizzwecken verwendet werden, die Erdwärmesonde bildet einen großflächigen Wärmetauscher. Die dem Erdsondenkreislauf nachgeschaltete Wärmepumpe dient zur Anhebung auf das für die Heizung erforderliche Temperaturniveau. Je größer die Temperaturdifferenz zwischen der Erdtemperatur und der gewünschten Heizmedientemperatur ist, desto mehr mechanische Pumpenergie ist notwendig. Daher sind Niedertemperatur-Heizsysteme wie beispielsweise eine Fußbodenheizung vorteilhaft.

Dimensionierung
Planungen für Erdwärmesonden erfordern eine umfangreiche Berechnung unter Einbeziehung von geologischen und heiztechnischen Parametern. Wir können aufgrund von unserer Jahrzentelangen Erfahrung an fast jedem Standort auf ein Bohrprofil zurückgreifen und die Planung dadurch spezifisch gestalten.
Eine genaue Kenntnis über die Heizlast des Gebäudes ist für die Sondendimensionierung unerlässlich. Die Bohrmeter müssen sehr genau auf den Wärmebedarf des Hauses abgestimmt werden um Schäden am Sondenkreislauf, z.B. durch Vereisung des Untergrunds in Sondennähe, und andere unerwünschte Effekte während des Betriebs der Anlage zu vermeiden. Die Heizlast können Sie entweder der Heizlastberechnung oder in einigen Fällen auch dem Energieausweis entnehmen. Eine genaue Berechnung der Bohrmeter kann nur mit einer Angabe der Heizlast erfolgen!
Bei großen Anlagen (> 30 kW) empfiehlt sich eventuell eine genaue Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit des Untergrundes durch spezielle Untersuchungen wie etwa den Thermal Response Test (TRT). Hierfür wird eine erste Sondenbohrung vorläufig als Probebohrung niedergebracht und zur Versuchssonde ausgebaut; anhand des TRT-Ergebnisses dieser Sonde wird die Auslegungsplanung der restlichen Sonden oder des Sondenfeldes durchgeführt.
Jedenfalls sollte für Anlagen dieser Größe die Berechnung bereits mittels numerischer Simulation erfolgen. Ein einfaches Berechnen der Bohrmeter anhand von angenommenen Entzugsleistungen sollte dann nur mehr als erste Abschätzung dienen.
Sobald mit der Anlage auch gekühlt werden soll, ist eine Simulationsberechnung jedenfalls erforderlich.

Bohrtiefe
Die Bohrtiefe hängt sehr stark von den geologischen Gegebenheiten an Ihrem Standort ab, normalerweise bewegen sich unsere Sondenbohrungen zwischen 50m bis 200m Tiefe. Im Einzelfall kann auf Wunsch und mit der passenden Geologie aber auch tiefer gebohrt werden.

Bohrgenehmigung
In den meisten Teilen Österreichs, sowie auch in Deutschland kann erst nach dem Einholen einer Bohrgenehmigung mit den Arbeiten begonnen werden. Gerne können wir dies für Sie übernehmen.