Wir können die Sonnenwärme nicht nur nutzen, indem wir die direkte Strahlung der Sonne in Wärmeenergie umwandeln. Die Wärme ist auch in Luft, Wasser und Erde gespeichert – wir spüren sie zum Beispiel, wenn wir bis zu 100 Metern Tiefe ins Erdreich vordringen. Diese Umweltwärme kann genutzt werden, um Häuser zu heizen.

Komponenten einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdspieß

Möglich macht diese umweltschonende Energiegewinnung eine Maschine – die „Wärmepumpe“: Sie verdichtet die Wärmeenergie, die im Boden vorhanden ist, und hebt damit das Energieniveau. Der geschlossene Kreislauf der Maschine arbeitet wie ein „umgekehrter Kühlschrank“. In einem Kühlschrank wird der Luft die Wärme entzogen, die Wärmepumpe hingegen gibt die Wärmenergie des Erdreichs in einem ersten Schritt an eine Trägerflüssigkeit ab.

Funktionsprinzip der Wärmepumpe

Der 75m lange Absorber wird in das Bohrloch eingebracht

Der Kreislauf beginnt im Demonstrationszentrum mit einem Erdspieß, der drei Meter entfernt vom Haus 75 Meter tief in die Erde hineinragt. Über ein geschlossenes Rohrbündel-System (2 Rohre im Vorlauf und 2 im Rücklauf) nimmt eine zunächst sehr kalte Transport-Flüssigkeit, die aus Wasser und Frostschutzmittel besteht, die natürliche Wärme aus dem Erdreich auf.

Wärmepumpe mit Pufferspeicher (links)

Die mit Strom betriebene Wärmepumpe, die eine Heizleistung von fünf Kilowatt hat, verdichtet die Flüssigkeit. Das Niveau der Wärmeenergie steigt an. Anschließend gibt ein Wärmetauscher die hohe Wärmeenergie der Transport-Flüssigkeit an das Heizwasser ab. Über die beiden Rückläufe fließt die Trägerflüssigkeit zurück in die Tiefen des Bodens – ihre Temperatur hat sich während des Pump-Kreislaufs von etwa minus 2 auf plus 10 Grad Celsius erhöht.