Untersuchung der verschiedenen Kollektoren-, Sondentypen zur Wärmeaufnahme in Brunnen bzw. im Erdreich

Beschreibung des allgemeinen Funktionsprinzips Kollektoren-Sondentypen für eine Wärmepumpentechnik

Die Wärmepumpe „lebt“ von der gesamten Quellenleistung einer Erdsonde (Speichersonde) dem Energiespeicher- und kontaktierten Massevolumen je m³. Die Quellenleistung einer Erdsonden- bzw. Kollektoranlage wird entscheidend durch folgende Faktoren beeinflusst: Temperaturveränderungen, Wärmefluss pro Meter Rohrlänge, Wärmeleitfähigkeit, Entfernung vom Rohrmittelpunkt, laminare oder turbulente Strömung, Zeit, Temperaturleitfähigkeit sowie die Viskosität des Wärmeträgermittels.

Das Frostschutzmittel/Soleflüssigkeit wird zum Verdampfer der Wärmepumpe gepumpt. Der Verdampfer der Wärmepumpe nutzt den ankommenden Soleflüssigkeit/Wärmestrom aus der Erdsonde (Speichersonde), um auf der kältetechnischen Seite ein Kältemittel zu verdampfen. Dabei wird der Soleflüssigkeit einer Temperatur entzogen.

Der Rücklauf vom Verdampfer ist also kälter als der Vorlauf der Soleleitung. Die kalte Soleflüssigkeit wird mit Hilfe einer Umwälzpumpe zurück in den Rücklauf der Erdsondenanlage gepumpt. Dabei nimmt die Soleflüssigkeit die Umgebungswärme vom Erdreich auf und der Kreislauf beginnt vom Neuen.

Erdsonden (Speichersonden) werden in der Regel oberflächennah z.B. – 50 – 150 m tief in vorgefertigte Bohrungen installiert – eingebaut um eine Durchschnittstemperatur vom Erdreich von ca. + 10 -11°C°C zu nutzen. Mit Hilfe einer Umwälzpumpe zirkuliert ein Frostschutzmittel in den Erdsonden, um ein Gefrieren der Soleflüssigkeit zu verhindern.