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Solarstrombetriebene Wärmepumpe

Regenerative Wärmegewinnung mit solarstrombetriebener Wärmepumpe

Sole-Wasser-Wärme- pumpen nutzen die im Erdreich gespeicherte Sonnenwärme. Mit speziellen Erdsonden, die bis zu 100 m tief in die Erde reichen, wird die Wärmepumpe an diesen  unerschöpflichen Wärmespeicher “angeschlossen”.


Bereits in einigen Metern Tiefe herscht das ganze Jahr über eine fast konstante Temperatur von etwa +10°C.  Durch die begrenzte Wärmeleitfähigkeit des Erdreichs in Verbindung mit der großen Wärmekapazität ergibt sich mit der periodischen Sonnenanregung ein gedämpfter und phasenverschobener Temperaturverlauf (vgl.: “Schwingung auf stark gedämpften Leitungen”). Dieses Potenzial kann zur Optimierung genutzt werden.

Für das immerhin 1340 Kubikmeter große Haus wurde eine 1,1 kW-Sole-Wasser-Wärmepumpe in Verbindung mit zwei senkrechten, 40 m tiefen Erdsonden eingesetzt. Eine 0,5 kW Wärmepumpe hätte zwar ausgereicht, war aber am Markt nicht verfügbar.

Mit Solarstrom angetriebene Sole - Wasser - Wärmepumpen nutzen regenerative Energien in doppelter Weise: Die aktuelle Solarstrahlung für den elektrischen Antrieb der Wärmepumpe. Zum  anderen nutzt die Wärmepumpe die in der Erde gespeicherte Wärme oder die im Haus aktuell verfügbare Solarwärme  als Wärmequelle und arbeitet damit um den Faktor 4 - 5 (!) effizienter als eine elektrische Direktheizung. Bereits wenige Prozent des Solarstromertrages reichen aus,  um genügend Wärme aus der Erde auf das erforderliche Temperaturniveau von 35°C bis 50 °C zu pumpen.
Bei extrem hohen Außentemperaturen kann das System zur aktiven Kühlung eingesetzt werden. Die dem Haus entzogene überschüssige Wärme wird entweder mit der Solepumpe ins Erdreich geleitet oder (wegen der niedrigen Differenztemperatur mit hohem Wirkungsgrad) in das Brauchwasser gepumpt. Im Wesentlichen gibt es also drei Betriebsarten:

1. Normalbetrieb (nur Warmwasser)
2. Heizbetrieb (Heizung und Warmwasser, wenige Wochen im Jahr)
3. Kühlbetrieb (Kühlung und Warmwasser, wenige Tage im Jahr)

      Kühlbetrieb                                                          Heizbetrieb