Erdspeicherheizung

Saisonaler Erdspeicher plus Wärmepumpe

Beim Erdspeicher besteht die Möglichkeit, diesen als Langzeitenergiespeicher zu nutzen. Dieser besteht aus einem gedämmten Erdspeicher, der von einem definierten System aus Kunststoffleitungen durchzogen ist. Es werden Überschüsse aus anderen Wärmequellen wie der Solarthermie gepuffert. Dadurch ergibt sich eine Anhebung der Quelltemperatur für die Wärmepumpe um durchschnittlich 10 °C im Vergleich zu Erdflächenkollektoren. Dabei können dem Erdspeicher auch Wärmequellen mit relativ niedrigen Temperaturen zugeführt werden, die nicht unmittelbar für Heizung genutzt werden können. Als Wärmeträger kommt neben (Sole) oder einem Wasser-Glykol-Gemisch auch reines Wasser in Frage.

Der Betrieb ohne Frostschutzmittel ermöglicht den Einsatz in Trinkwasserschutzgebieten. Basis hierfür ist das kontrollierte Temperaturniveau im Erdspeicher, welches über den saisonalen Wechsel ungefähr zwischen +5 °C und +23 °C liegt.

Das System entspricht weitgehend der Sole-Wasser-Wärmepumpe mit spezieller Regelungstechnik und kann wie vergleichbare Systeme heizen und kühlen. Als Wärmequellen kommen in erster Line Überschüsse aus Solaranlagen oder Prozesswärme in Frage.

Ein Erdspeicher von ca. 100–120 m³, einer abgestimmtem Wärmepumpe und ca. 12–14 m² Solarthermie-Flachkollektoren decken im Heizbetrieb eine Heizlast von ca. 10 kW ab.

Das Erdspeichersystem wird bei Neubauten i. d. R. unter der Bodenplatte eingebaut, um Synergien mit ohnehin anfallenden Arbeiten wie Gründung, Frostschürze, Fundamenten, Dämmung der Bodenplatte etc. zu nutzen. Problematisch erscheint der Einsatz bei Bestandsgebäuden sowie im innerstädtischen Bereich, da notwendige Flächen dort nicht zur Verfügung stehen könnten. Der Bereich, in dem der Erdspeicher eingebaut wird, sollte möglichst auch nicht von Grundwasser durchströmt werden, da sonst erhöhte Anforderungen an die Abdichtung gestellt werden.

Langzeitenergiespeicher sind gegenüber den unteren Wasserbehörden nur anzeigepflichtig, da üblicherweise der Einbau nur 1,20–1,50 m unter der Bodenplatte stattfindet und das Erdreich nicht als Wärmequelle genutzt wird. Durch die geringe Einbautiefe werden in der Regel keine grundwasserführenden Schichten durchstoßen.

Die BAFA fördert Eisspeicher und gedämmte Erdwärmespeichersysteme wie den eTank im Rahmen der Innovationsförderung „Wärmepumpen mit verbesserter Systemeffizienz“. Es muss ein Mindestspeichervolumen eingehalten und per Simulation die Erreichung der Systemjahresarbeitszahl (SJAZ) von 4,1 nachgewiesen werden.^[34] Der Hersteller des saisonalen Erdspeichers eTank wurde 2015 für den Innovationspreis der Länder Berlin und Brandenburg nominiert.^[35]

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmepumpenheizung#Saisonaler_Erdspeicher_plus_W%C3%A4rmepumpe geladen am 22.07.2021

Was ist ein Erdsolespeicher?

Veröffentlicht von Doreen Brumme

Ein Erdsolespeicher ist wie der in dieser Reihe bereits beschriebene eTank oder der Energiepfahl ein Bauteil beziehungsweise eine Anlage (im Verbund mit einer Wärmepumpe) zur Nutzung der natürlichen Geothermie unserer Erde, also der Erdwärme.

Solarthermie + Wärmepumpe + Erdsolespeicher

Der Erdosolespeicher kommt meist in Kombination mit Solarthermie und Wärmepumpe zum Einsatz. Überschüssige Solarenergie wird in den Erdsolespeicher geschickt und mit einer Wärmepumpe im Winter hochgehebelt. Durch die bereits hohe Temperatur im Erdreich, erreicht die Wärmepumpe unglaublich hohe Jahresarbeitszahlen. Je nach Gebäudetyp und Abgabesystem sind Jahresarbeitszahlen von bis zu 7 möglich.

Quelle: https://blog.paradigma.de/ist-erdsolespeicher geladen am 22.07.2021

eTank: Erdspeichersystem zur langfristigen Wärmespeicherung

Veröffentlicht von Doreen Brumme

Wie im Artikel “Solarthermie: Neue saisonale Wärmespeicher braucht das Land” angekündigt, will ich an dieser Stelle das Erdspeichersystem eTank zur saisonalen Speicherung von Wärme näher vorstellen, das im Verbund mit einer Solaranlage und einer Wärmepumpe für die Versorgung eines Privathauses oder Gewerbegebäudes mit regenerativer Energie zuständig sein kann.

Der eTank ist demzufolge ein System, mit dessen Hilfe sich eins der großen Probleme in der Energiewirtschaft lösen lässt: Überschüssige Wärme zu speichern und zu puffern, um sie später zu nutzen. Schließlich ist nicht nur das Sammeln regenerativer, also erneuerbarer Energie wie Solarthermie eine große Herausforderung, sondern auch deren effiziente und langfristige Speicherung für einen zeitlich versetzten Gebrauch. Hier geht es zur entsprechenden Internetseite.

Laut Aussage des eTank-Herstellers, der deematrix Energiesysteme GmbH in Fürstenwalde, ist der eTank ein Langzeit-Speichersystem für Wärme, dass es ermöglicht, den Wärmebedarf eines Gebäudes zu 100 Prozent zu decken – aus regenerativen Energiequellen!

2012 wurde der eTank im Wettbewerb “365 Orte im Land der Ideen”, ein Wettbewerb der Initiative “Deutschland – ein Land der Ideen” in Kooperation mit der Deutschen Bank, ausgezeichnet.

Was ist der eTank?

Der eTank ist ein spezieller Energiespeicher, der sich (im Falle eines Neubaus) in geringer Tiefe unter der sogenanten Sohlplatte eines Gebäudes oder auch daneben (Im Sanierungsfall) errichten lässt – und zwar direkt im Erdreich. Der eTank könne laut Hersteller

• unter Keller, Wintergarten oder Garage
• beziehungsweise neben einem Teilkeller

installiert werden. Dazu werde das entsprechende Erdreich mit einer langlebigen Dämm- und Folientechnik eingepackt, das Erdreich an sich bilde also den Tank, schreibt der Hersteller auf seiner Internetseite.  Durch das “abgepackte” Erdreich verlaufe ein “nach einem chaotischen Prinzip” verlegtes Leitungssystem aus beständigen Polyethylen-Leitungen. In den Leitungen fließe eine sogenannte Soleflüssigkeit, die die Energie, zum Beispiel solare Wärme oder Abwärme, an das Erdreich abgebe, wo sie gespeichert werde.

Wer ist der Hersteller des eTanks?

Die deematrix Energiesysteme GmbH ist laut eigenen Angaben das europweit einzige zertifizierte Ausführungsunternehmen, das den eTank baut.

Für welche Art von Bauvorhaben ist der eTank als Wärmespeicher geeignet?

Der eTank eigne sich laut Hersteller sowohl für den Einsatz im privaten  (Einfamilienhaus, Mehrfamilienhaus) als auch gewerblichen Bereich. Selbst unter einem Hochhaus lasse sich demnach ein eTank errichten.

Wie groß ist ein eTank?

Laut Hersteller seien 100 bis 120 Kubikmeter Erde in einer Tiefe von 1,2, bis 1,5 Metern optimal, um eine Wärmezufuhr von 10 Kilowatt (Heizlast) zu erzielen, wobei der Hersteller große Grundflächen den Vorzug gebe.

Muss ich befürchten, dass mein eTank einfriert?

Da eine Solaranlage selbst bei ungünstiger Wetterlage (diffuses Licht, Regen, Nebel) Wärme erzeuge, so der Hersteller, werde der eTank stets mit Temperaturen über dem Gefrierpunkt (0 Grad Celsius) durchströmt.

Brauche ich eine Genehmigung, wenn ich einen eTank einrichten möchte?

Laut Hersteller meistens nicht. Er sei demnach in den meisten Baugenehmigungsverfahren lediglich anzeigenpflichtig. Er könne sogar in Wasserschutzgebieten eingesetzt werden.

Was kostet ein eTank?

In der eTank-Broschüre 2012 zeigt der Hersteller einen Vergleich der Kostenentwicklung der drei Heizsysteme

1. Gas+Solar,
2. Tiefenbohrung+Solar+Wärmepumpe
3. und eTanksystem (eTank+Solar+Wärmepumpe)

über einen Zeitraum von 20 Jahrne.

Dort kommt das System Gas+Solar auf Gesamtkosten von 120 000 Euro, davon knapp 20 000 Euro Investitionskosten, knapp 5 000 Euro Wartungskosten, der Rest: Betriebskosten.

Das System Tiefenbohrung + Solar + Wärmepumpe liegt demnach bei unter 110 000 Euro Gesamtkosten, davon mehr als 30 000 Euro Investitionskosten, 5 000 Euro Wartungskosten und der Rest: Betriebskosten.

Das eTank-System verursacht demzufolge insgesamt nur etwa 65 000 Euro Kosten: Knapp 40 000 Euro davon sind Investitionskosten, knapp 5 000 Euro Wartungskosten, der Rest: Betriebskosten. Das heißt: Trotz der im Vergleich der Heizsysteme höchsten Investitionskosten kostet die eTank-Anlage am Ende sehr viel weniger als die beiden anderen Heizsysteme.

Was muss ich tun, wenn ich Interesse habe und gerne ein Angebot des Herstellers einholen möchte?

Damit der Hersteller ein Angebot erstellen kann, benötigt er entsprechende Grundinformationen, die er mittels eines Fragebogens erhebt, der auf seiner Internetseite zum Download bereit steht.

Quelle: https://blog.paradigma.de/etank-erdspeichersystem-zur-langfristigen-waermespeicherung geladen am 22.07.2021

Innovation Erdtank speichert Sonnenschein

Die Fürstenwalder Firma Deematrix baut unterirdische Anlagen, die unbegrenzt Wärme aufnehmen sollen 16. Januar 2019, 08:00 Uhr•Fürstenwalde
Ein Artikel von Ina Matthes

Geheizt wird in Deutschland vor allem mit Erdgas, Öl oder Kohle. Aus erneuerbaren Energien stammen nur 11,5 Prozent der Wärme. Wir stellen Firmen und Initiativen vor, die grünes Heizen anbieten oder fördern. Heute: Deematrix Energiesysteme GmbH aus Fürstenwalde.„Sonnenzwerge“ so heißt die neue Kita in der Gemeinde Britz (Barnim). Der Neubau wird von der Sonne geheizt – auch im Winter. Möglich macht das ein Erd-Speicher für Sonnenschein: der eTank. „Wir nutzen die Wärme aus dem Sommer“, sagt Axel Popp, Geschäftsführer der Deematrix Energiesysteme GmbH. Die Fürstenwalder Firma konstruiert solche Erd-Tanks und baut sie zusammen mit Partnern.Ein eTank befindet sich zumeist unter einem Gebäude. Ein Netzwerk aus Kunststoffrohren zieht sich dort durch das Erdreich. Durch die Rohre fließt vor allem im Sommer warmes Wasser aus einer Solarthermieanlage auf dem Dach. Dieses Wasser wiederum erwärmt das Erdreich. Im Winter läuft die Sache dann umgekehrt: Der im Sommer angewärmte Erdboden gibt seine Energie ab. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird diese dann zum Heizen des Gebäudes genutzt. Der e Tank ist europaweit patentiert und wurde von der Agentur e+ Zeit Ingenieure in Berlin entwickelt. Deematrix besitzt eine exklusive Lizenz, das Patent zu nutzen und baut damit Heizungen. Idealerweise für Neubauten. Dann können die Rohrleitungen gleich unter der Bodenplatte des Hauses verlegt werden.Zwei bis vier Lagen Kunststoff-Leitungen werden in einer Tiefe von bis zu 1,50 Metern angeordnet. In den Leitungen zirkuliert das überschüssige warme Wasser aus einer Solarthermieanlage. Das heißt, alles das, was nicht unmittelbar als Warmwasser – zum Duschen oder Waschen beispielsweise – verbraucht wird. Dieses Wasser erwärmt den Erdboden von normalerweise sechs bis zwölf Grad Celsius Bodentemperatur auf bis zu 23 Grad Celsius im Sommer. „Für vier bis fünf Monate können wir Energie im Erdreich speichern“, sagt Axel Popp. Das reiche aus, um Heizung und Dusche den Winter über zu betreiben. Auch in sehr kalten Wintern habe die Erde im eTank-immer noch eine Temperatur von fünf Grad. Gegen eine Einfrieren ist der Tank laut Deematrix geschützt. Die Erwärmung des Bodens sei für die Mikroorganismen dort unschädlich.Die Kunst besteht darin, wie Axel Popp erläutert, den eTank effizient zu betreiben. Das fängt damit an, dass die Rohre in einem bestimmten Muster verlegt werden müssen und hört mit der Steuerung der schwankenden Energieeinlagerung und Abnahme auf. Das übernimmt ein Management-System.150 solcher eTanks hat Deematrix in Deutschland schon gebaut – für Einfamilienhäuser, Kitas und Wohnblöcke. Bereits bestehende Häuser lassen sich nachrüsten – falls genügend Fläche vorhanden ist. Mindestens 80 Quadratmeter müssen es sein. Der eTank kann auch mit anderen Heizenergien kombiniert werden. Die Stadtwerke Neuruppin bauen derzeit ein Wärmenetz mit eTanks, Solarthermie und Fernwärme auf. In Werneuchen will ein Unternehmen diesen Speicher nutzen.Unternehmen, aber auch Kitas oder Schulen können vom Land Brandenburg Förderung für den eTank erhalten, erläutert Popp. Für den Eigenheimbesitzer gibt es diese Unterstützung nicht. Ein eTank für das Eigenheim einer vierköpfigen Familie mit 17 500 kWh Heizenergie im Jahr kostet samt Solarthermieanlage und Wärmepumpe etwa 55 000 Euro. Zum Vergleich: Eine neu gebaute Gasheizung mit Solarthermie ähnlicher Dimension kostet laut Deematrix etwa 25 000 Euro. Bei den laufenden Kosten wie Wartung und Brennstoffverbrauch ist der eTank aber günstiger als die Erdgasheizung.„Ein eTank ist wie eine Art Risikolebensversicherung“, sagt Axel Popp. „Keiner weiß, wie sich die Gaspreise entwickeln.“ Kunden, die sich für eine solche Heizung entscheiden, wollten auf lange Sicht unabhängig von Weltmarktpreisen sein und etwas für die Umwelt tun. Eine Erdgasheizung mit Solarthermie gebe in 20 Jahren rund 93 Tonnen Kohlendioxid an die Umwelt ab, sagt Popp. Ein eTank etwa zwei Tonnen. Auf 20 Jahre gerechnet liegt die erneuerbare Energie nach den Berechnungen von Deematrix etwas günstiger als Gas, wenn man von einer Preissteigerung von fünf Prozent für Erdgas und Strom ausgeht.Die Gemeinde Britz hat gut 2,4 Millionen Euro in den Neubau ihrer Kita „Sonnenzwerge“ investiert. Eine Zuwendung in Höhe von 126 000 Euro für den eTank kam vom Europäischen Landwirtschaftsfonds. Britz habe sich für diese Heizung entschieden, weil sie gut zum Betrieb der Kita passe, sagt Britz’ Bürgermeister André Guse. Die Kita ist übers Wochenende geschlossen und braucht auch nachts kaum Heizenergie. „Wir haben also immer die Möglichkeit, den Speicher wieder aufzufüllen“, sagt Guse. Überzeugt hat die Gemeinde auch, dass die gesamte überschüssige Energie aus der Solarthermie gespeichert werden kann. Denn der Erdspeicher ist  nach unten offen. In einem sonnenreichen Sommer wird das Erdreich einfach bis in größere Tiefe angewärmt. „Die Einsparung kommt dann über die Jahre“, meint Bürgermeister Guse.Im Frühjahr soll der eTank in Betrieb gehen. Dann zieht die Kita in den Neubau ein.

Quelle: https://www.moz.de/nachrichten/wirtschaft/innovation-erdtank-speichert-sonnenschein-49179466.html geladen am 30.07.2021