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Reduktion des Heizwärmebedarfs und Kühlung der Frischluftzufuhr im Sommer.
© BINE nach Daten der DLR, Köln
Sommerliche Kühllasten können kompensiert werden
Projektinfo 02/2000

Raumluftkonditionierung mit Erdwärmetauschern

Neben dem umfassenden Wärmeschutz kann insbesondere die breitere Nutzung der Sonnenenergie einen Beitrag zur Senkung des Heizwärme- bedarfs in Gebäuden leisten. In Büros, Werkhallen oder anderen gewerblich genutzten Gebäuden fällt auf der anderen Seite vor allem in sommerlichen Hitzeperioden ein erheblicher Kühlbedarf an, der vergrößert wird durch die steigende thermische Wirksamkeit von inneren Wärmequellen, wie Bürotechnik oder thermischen Fertigungsprozessen.

Eine interessante Verbindung von Raumluftkonditionierung durch Zwangskonvektion mit der Nutzung solarer Wärme stellen Erdwärmetauscher dar.

Die Idee, Erdwärme/-kühle für die Wärmebereitstellung bzw. zur sommerlichen Frischluftkühlung einzusetzen, ist nicht neu. Bereits 1877 wurde beim Kaiserlichen Patentamt ein „Verfahren zur Kühlung und Vorerwärmung der Luft mit Hülfe der Erdwärme“ zum Patent angemeldet. Aber erst in den letzten Jahren wurden Erdwärmetauscher in verschiedenen Projekten mit dem Ziel der Kompensation von Lüftungswärmeverlusten und der energieeffizienten (Vor-)Konditionierung der Raumluft realisiert.

Aufgrund der thermischen Trägheit des Erdbodens liegt die oberflächennahe Erdreichtemperatur in unseren Breiten auch in der Winterperiode im positiven Bereich. Bei der im Erdreich gespeicherten thermischen Energie handelt es sich um Sonnenenergie, da der geothermische Wärmestrom in den oberen Erdschichten unbedeutend ist. Die Temperaturdifferenz von Erdreich zu Außenluft, die im Winter bis zu 25 K betragen kann, lässt sich für die Erwärmung der Zuluft nutzen.

Mit dem gleichen System lässt sich im Sommer die aufgeheizte Sommerluft kühlen, bevor sie in das Gebäude geleitet wird. Insbesondere für Büro- und Betriebsgebäude kann der Erdwärmetauscher konventionelle Heizungs-, Klima- und Lüftungstechnik-Systeme sinnvoll ergänzen oder im Passivhausbereich in Kombination mit einer Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnungsanlage auch komplett ersetzen.

Im Rahmen des Programms „Solar Optimiertes Bauen“ (SolarBau) werden - gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) - mehrere Zweckbauten als Demonstrationsprojekte realisiert, bei denen Erdwärmetauscher zur Luftkonditionierung eingesetzt werden. Die hier gewonnenen Messdaten werden u. a. zur Validierung von Simulationsprogrammen für die Auslegung herangezogen. Ende 2001 wird von der AG Solar NRW, die das „Verbundprojekt Erdwärmetauscher“ fördert, ein umfangreicher Planungsleitfaden zur Verfügung stehen.

Den vollständigen Text des 4-seitigen Projektinfos „Raumluftkonditionierung mit Erdwärmetauschern“ (02/2000) lesen Sie in dem PDF-Dokument.

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