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Mehr als nur ein grünes Biotop

Artenvielfalt, Badevergnügen und Wärmetausch im „Synergieteich“

In Glashütte, jene Stadt in der Sächsischen Schweiz, die die ansässigen Uhrenmanufakturen weltbekannt gemacht haben, legte ein Bauherr den Verdampfer seiner Wärmepumpe in den Gartenteich. Der Kreislauf funktioniert effizient und störungsfrei. Das Verfahren hat jetzt sein Unternehmen zum „Synergieteich“-Konzept für Quartiere und größere Objekte quasi standardisiert.

Foto: Wohnidylle mit dem Gartenteich als Energiequelle.
Quelle: Lars Tennhardt
Wohnidylle mit dem Gartenteich als Energiequelle.

Direktverdampfende Wärmepumpen gelten als Nischentechnologie. Das hat verschiedene Gründe. Etwa: Es bedarf zum einen ausreichender Grundstücksfläche von mindestens doppelter Wohnfläche für die Verdampferrohre im Erdreich; an den Kältekreis darf nur ein Fachmann mit Kälteschein; die zusätzliche Einbindung von beispielsweise Solarenergie gestaltet sich mangels Wasser- oder Solekreis schwierig. Des Weiteren bestehen Vorschriften zur regelmäßigen Kontrolle auf Leckagen und die Installation verlangt mehr handwerkliches Know-how als etwa die einer Luftwärmepumpe. Mangels ihrer Tauglichkeit als serielles Massenprodukt führen die Großen der Heizungsindustrie direktverdampfende Wärmepumpen nicht im Programm.

Um sie kümmern sich kleinere und mittlere Hersteller der regenerativen Heiztechnik-Branche. Deren Prospekte streichen vor allem die niedrige Störanfälligkeit und die höhere Effizienz heraus. Dazu trägt quasi automatisch die geringere Anzahl verbauter Einzelteile bei, weil mindestens eine Pumpe und ein separater Wärmeübertrager entfallen.

Foto: Verlegung des Kältemittel-Rohrnetzes der direktverdampfenden Wärmepumpe.
Quelle: Lars Tennhardt
Verlegung des Kältemittel-Rohrnetzes der direktverdampfenden Wärmepumpe.

Sehr störungsarm

Tatsächlich bestätigt den wartungsarmen Betrieb einmal mehr eine Installation in der Nähe der sächsischen Uhrenstadt Glashütte. Als Wärmequelle dient hier der Schwimmteich im Garten. Er hat eine Fläche von rund 250 m2, ein Gesamtvolumen von etwa 500 m3 und eine maximale Tiefe von 4 m. In dieses Biotop verlegte der Bauherr, Lars Tennhardt, in Zusammenarbeit mit der Beglau Wärmepumpen GmbH aus dem mecklenburgischen Rampe bei Schwerin einen Kältemittel-Kollektor mit einer Gesamtlänge von 200 m, davon 120 m in vier Schlaufen, auf dem Gewässergrund. Die entziehen dem Energieteich bis zu 7,5 kW für die beheizte Fläche von 185 m2 im Wohnhaus, errichtet in Holzständerbauweise mit einer Heizlast von 9,2 kW. Der Kreislauf ist hermetisch dicht. Die Tennhardts nutzen den Energieteich als Schwimmteich und Biotop, ohne zusätzliche technische Einrichtungen für Umwälzung oder Reinigung. Neben der natürlichen Fauna aus Insekten, Amphibien und Schlangen bewohnen auch Edelkrebse und eingesetzte Salmoniden das Idyll. 2009 ging die Anlage in Betrieb. Bis heute trat lediglich eine einzige Störung auf. Und zwar streikte 2013 das Expansionsventil. Das musste ausgetauscht werden – seitdem ist Ruhe.

Teiche als Wärmequelle mit auf dem Boden liegenden Kupferrohren, sowohl als Verdampfer als auch als Horizontalkollektor, trifft man eher selten an, wenn man sich in der Wärmepumpen-Landschaft umschaut. Solch ein Teich ist in der Regel ein stehendes Kleingewässer, mit Betonung auf „stehend“. Das heißt, Wärme fließt nicht mit einem strömenden Volumenstrom zu, sondern der Wasserkörper steht im Austausch mit Boden und Luft. Damit immer ausreichend Wärme verfügbar ist, muss der Wärmetransport in den Wasserkörper vor allem für den Winter berechnet werden. Zu einer möglichst geringen Kälteentzugsleistung tragen natürlich ein guter Dämmwert des Baumaterials für das Wohnhaus und die niedrige Spreizung zwischen Teichwassertemperatur und Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung durch das Einkreissystem bei.

Foto: Die Fußbodenheizung dient als Kondensator im Wärmepumpen-Prozess.
Quelle: Lars Tennhardt
Die Fußbodenheizung dient als Kondensator im Wärmepumpen-Prozess.
Foto: Schacht mit Verdichter und Peripherie.
Quelle: Lars Tennhardt
Schacht mit Verdichter und Peripherie: Die hier anfallende Abwärme geht wieder direkt in das entspannte Kältemittel über und führt dadurch zu einer weiteren Effizienzsteigerung des Gesamtsystems.

Heißgas zur Trinkwassererwärmung

In Glashütte liegt der Verdampfer am Teichboden und der Kondensator steckt in Form der Fußbodenschlangen, ebenfalls aus Kupferrohr, im Heizestrich. Die gesamte Anlage ist mit 50 bar abgedrückt. Die Warmwasserbereitung übernimmt das Heißgas aus dem Scroll-Verdichter. Das durchströmt auf dem Weg zum Kondensator eine Speicherwendel in einen 100-l-Speicher aus Edelstahl. Die Temperatur des Heißgases beträgt etwa 65 °C. Den Verdichter selbst stellten die Anlagenbauer in einen Betonschacht außerhalb des Gebäudes und ordneten hier auch alle anderen Komponenten an, wie etwa Expansionsventil, Armaturen und weitere Peripherie. Die im Schacht anfallende Abwärme geht wieder direkt in das entspannte Kältemittel über und führt dadurch zu einer weiteren Effizienzsteigerung des Gesamtsystems. „Wir betreiben, wenn auch im bescheidenen Maße, mit dieser von Beglau ersonnenen Konfiguration eine Wärmerückgewinnung“, verweist Lars Tennhardt auf den Nebeneffekt der Schachtlösung.

Weiterführende Informationen: https://tilia.info/de/

Freitag, 01.10.2021

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  • Wohnidylle mit dem Gartenteich als Energiequelle.
  • Verlegung des Kältemittel-Rohrnetzes der direktverdampfenden Wärmepumpe.
  • Die Fußbodenheizung dient als Kondensator im Wärmepumpen-Prozess.
  • Schacht mit Verdichter und Peripherie: Die hier anfallende Abwärme geht wieder direkt in das entspannte Kältemittel über und führt dadurch zu einer weiteren Effizienzsteigerung des Gesamtsystems.
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