Vermehrt werden Erdwärmesonden zur Energiegewinnung in Wärmepumpenanlagen genutzt. In Gebieten mit einer hohen Dichte an Erdwärmesonden oder in Erdwärmesonden-Feldern ist eine Regeneration sinnvoll und empfohlen. Auch beim Ersatz/Sanierung von einer Wärmepumpe stellt man vielfach fest, dass die Erdsonde zu kurz ist und eine neue Bohrung notwendig wird.
Thermische Sonnenkollektoren bieten sich hier ideal an, kann doch die sommerliche Solarenergie zur winterlichen Heizzwecken genutzt werden. Zu kurze Erdsonden können regeneriert werden und je nach Situation kann auf eine neue Bohrung verzichtet werden.
Gemäss SIA 384/6 muss eine Erdwärmesonde für 50 Jahre genutzt werden können. In dieser Zeit darf die mittlere Sole-Temperatur nicht unter -1,5°C fallen.
Für die Kombination von Wärmepumpen und Sonnenkollektoren braucht es kollektorseitig besondere Anforderungen.
Bei einer Direkteinbindung einer Solarkollektoranlage mit einer Wärmepumpe, z.B. zur Erdsonden-, Eisspeicher-Regeneration oder zur direkten Nutzung welche den COP der Wärmepumpe erheblich erhöht, sind die niedrigen Rücklauftemperaturen zum Sonnenkollektor zu berücksichtigen. Bei der Regeneration wird der Kollektor unter dem Taupunkt, also unter der Aussentemperatur, betrieben. Dies führt zur Kondensatbildung im Kollektor. Dieses Kondensat setzt sich sichtbar an der Kollektorglasscheibe ab und kann bei grossen Mengen auch zu Tropfenbildung auf dem Absorberblech führen. Für diesen Betrieb wurde der Wärmepumpenkollektor entwickelt. Dieser verfügt neben einer Spezialabsorberbeschichtung einen sortenreinen Absorber, welcher eine mögliche Kontaktkorrosion zwischen Absorberblech und Rohrregister verhindern soll. Besondere Öffnungen sorgen dafür, dass das Kondensat kontrolliert abgeführt wird. Somit kann man sehr tiefe Kollektortemperaturen, bis fast zur Vereisung, zur Energiegewinnung nutzen. Dementsprechend ist der Kollektorertrag mit ca. 900 kWh/m2 sehr hoch.
Die Solarkollektoranlage heizt einen Speicher und produziert Energie zb. für das Warmwasser und/oder die Heizung. Sobald genügend Sonnenenergie im Speicher ist wird die Wärmepumpe ausserbetrieb genommen. Durch die Sonnenkollektor Nutzung wird die Wärmepumpe das ganze Jahr aber, vor allem im Frühling bis Herbst, entlastet. Das Erdreich kann sich über den Sommer erholen/regenerieren. Es findet keine direkte Beladung der Erdsonde mit Solarenergie statt.
Die Solarkollektoranlage heizt einen Speicher und produziert Energie zb. für das Warmwasser und/oder die Heizung. Sobald genügend Sonnenenergie im Speicher ist wird die Wärmepumpe ausserbetrieb genommen. Ab diesen Zeitpunkt wird zusätzlich das Erdreich, das ganze Jahr, mit den Sonnenkollektoren regeneriert bzw steht zur direkten Nutzung für die Wärmepumpe zur Verfügung, was den COP verbessert. Weitere Möglichkeit ist, nur das Erdreich zu regenerieren ohne Speicher Ladung. Durch die Sonnenkollektor Nutzung wird die Wärmepumpe das ganze Jahr, aber vor allem im Frühling bis Herbst, entlastet.
Wird die Wärmepumpe für die Warmwasseraufbereitung verwendet sinkt die Lebensdauer erheblich, man spricht von 20%-40%. Mit Sonnenkollektoren kann ein Grossteil ca. 60-90% des Warmwassers erzeugt werden und somit wird die Wärmepumpe geschont bzw die Lebensdauer massiv erhöht.
Les sondes géothermiques sont de plus en plus utilisées pour la production d’énergie dans les pompes à chaleur. Dans les zones à haute densité de sondes géothermiques ou dans les champs de sondes géothermiques, la régénération est pertinente et recommandée. De même, lors du remplacement/rénovation d’une pompe à chaleur, on constate souvent que la sonde terrestre est trop courte et qu’un nouveau forage est nécessaire.
Les capteurs solaires thermiques sont parfaits ici, car l’énergie solaire estivale peut être utilisée à des fins de chauffage hivernal. Des sondes terrestres trop courtes peuvent être régénérées et un nouveau forage peut être évité en fonction de la situation.
Selon le SIA 384/6, une sonde géothermique doit pouvoir être utilisée pendant 50 ans. Pendant cette période, la température moyenne de l’eau glycolée ne doit pas descendre inférieure à -1,5 °C.
La combinaison pompes à chaleur et capteurs solaires nécessite des exigences particulières appliquées au collecteur.
Dans le cas d’une connexion directe d’une installation solaire avec une pompe à chaleur, par exemple pour la régénération de la sonde géothermique, de l’accumulateur de glace ou pour l’utilisation directe qui augmente considérablement le COP de la pompe à chaleur, les basses températures de retour vers le panneau solaire doivent être prises en compte. Lors de la régénération, le collecteur fonctionne sous le point de rosée, c’est-à-dire sous la température extérieure, ce qui entraîne la formation de condensation dans le collecteur. Ce condensat se dépose visiblement sur la vitre du collecteur et peut également provoquer la formation de gouttes sur la tôle absorbante en cas de grandes quantités. Le collecteur de pompe à chaleur a été mis au point pour ce fonctionnement. Outre un revêtement d’absorbeur spécial, celui-ci dispose d’un absorbeur de type pur qui doit éviter une corrosion de contact potentielle entre la tôle d’absorbeur et le registre de tubes. Des orifices spéciaux permettent d’évacuer le condensat de manière contrôlée. On peut ainsi utiliser des températures de collecteurs très basses, pratiquement jusqu’au gel, pour produire de l’énergie. Le rendement des collecteurs est donc très élevé, à savoir d’environ 900 kWh/m2.
L’installation de collecteurs solaires chauffe un accumulateur et produit de l’énergie, par exemple pour l’eau chaude et/ou le chauffage. Dès que l’énergie solaire est suffisante dans l’accumulateur, la pompe à chaleur est mise hors service. Grâce à l’utilisation du collecteur solaire, la pompe à chaleur est soulagée durant toute l’année, et en particulier du printemps à l’automne. Le sol peut se reposer/se régénérer tout au long de l’été. Il n’y a pas de chargement direct de l’énergie solaire dans la sonde géothermique.
L’installation solaire chauffe un accumulateur et produit de l’énergie, par exemple pour l’eau chaude et/ou le chauffage. Dès que l’énergie solaire est suffisante dans l’accumulateur, la pompe à chaleur est mise hors service. À partir de ce moment, le sol sera régénéré toute l’année avec les collecteurs solaires ou sera directement disponible pour la pompe à chaleur, ce qui améliorera le COP. Une autre possibilité c'est de régénérer uniquement le sol sans charger un accumulateur. Grâce à l’utilisation du collecteur solaire, la pompe à chaleur est soulagée durant toute l’année, et en particulier du printemps à l’automne.
Si la pompe à chaleur est utilisée pour la production de l’eau chaude, la durée de vie diminue considérablement. On parle de 20 à 40 %. Avec des capteurs solaires, une grande partie de environ 60 à 90 % de l’eau chaude peut être produite. Cela permet de protéger la pompe à chaleur et d’augmenter considérablement sa durée de vie.
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