Sole-Wasser-Wärmepumpe

Der Energieeffizienz-Champion

Gasmotorwärmepumpe

SOLE-WASSER / WASSER-WASSER

Die im Innenbereich aufgestellte Gasmotorwärmepumpe kommt als Sole-Wasser- bzw. Wasser-Wasser-System zum Einsatz. Im Gegensatz zum Luft-Wasser-System wird die Energie nicht aus der Außenluft, sondern aus dem Erdreich, Grundwasser oder sonstigen Quellen entzogen und im Kühlbetrieb wieder regeneriert.

Diese Systemlösung ermöglicht gleichzeitiges Heizen und Kühlen, während ganzjährig über die Wärmerückgewinnung der anfallen-den Motorwärme die Brauchwassererwärmung erfolgen kann.

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  • Gleichzeitiges Heizen und Kühlen mit ganzjähriger Brauchwassererwärmung durch die Motorwärmerückgewinnung
  • Geringe Kältemittelfüllung (lediglich in der Gasmotorwärmepumpe)
  • Gaspreis ist im Vergleich zum Strompreis günstiger
  • Erfüllt sämtliche Vorgaben des EEWärmeG und der EnEV
  • Geringerer CO2-Ausstoß als Kessel und Elektrowärmepumpe
  • Hoher Wirkungsgrad durch Brennwertnutzung
  • Hoher Wirkungsgrad im Teillastbereich
  • Spart 20–30 % Bohrkosten
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ProduktProduktNennleistungTechnische DatenMaßzeichnungLV Texte
produktbild-Yanmar_GWMP_Sole

ENCP 560 J-W-HT / -W-NT / -S
ENCP 850 J-W-HT / -W-NT / -S

Heizen: 43 bis 83 kW / Kühlen: 59 kW
Heizen: 66 bis 126 kW / Kühlen: 89 kW
ENCP 560 J-W-HT / -W-NT / -S
ENCP 850 J-W-HT / -W-NT / -S

Sole-Wasser-Wärmepumpen ermöglichen eine besonders effiziente Gewinnung von Heizwärme. Dabei nutzen sie das gleiche physikalische Prinzip wie auch andere Typen von Wärmepumpen: Im Überfluss vorhandene Umgebungswärme wird auf ein höheres Niveau gehoben und damit für Heizzwecke nutzbar gemacht. Das funktioniert auch dann, wenn die Temperatur der jeweils angezapften Umgebung für das menschliche Empfinden alles andere als warm ist. Leistungsfähige Gasmotorwärmepumpen des japanischen Herstellers YANMAR erlauben beispielsweise die Nutzung von Wärmereservoirs, deren Temperatur weit unterhalb von 0 °C liegt, um das Innere eines Gebäudes selbst im tiefsten Winter angenehm zu temperieren. Unabhängig davon gilt, dass eine Wärmepumpe umso effizienter arbeiten kann, je wärmer das jeweilige Reservoir ist. Aus diesem Grund kann für manche Bauherren eine Sole-Wasser-Wärmepumpe unter dem Strich die beste Wahl sein.

Im Gegensatz zu Luft-Wasser-Wärmepumpen, die Umgebungswärme aus der Luft gewinnen und auf einen Wasserkreislauf übertragen, bedienen sich Sole-Wasser-Wärmepumpen typischerweise im Erdreich. Hier herrschen schon in geringen Tiefen vergleichsweise konstante Temperaturen. Ab etwa 1 Meter Tiefe fällt das Quecksilber selbst im mitteleuropäischen Winter fast nie unter den Gefrierpunkt. Ab rund 10 Metern Tiefe unterliegt die Temperatur dann keinerlei jahres- oder tageszeitlichen Schwankungen mehr. Sie beträgt hier etwa 10 Grad Celsius und steigt mit der Tiefe weiter an – eine Faustregel geht von etwa 3 Grad Celsius je 100 Meter aus. Dieses Wärmereservoir für Sole-Wasser-Wärmepumpen ist schon wegen seiner schieren Größe praktisch unerschöpflich und wird von zwei Seiten immer wieder aufgefüllt: einerseits von unten, indem ständig Wärme aus dem Erdkern nachströmt, und andererseits von oben, indem die Sonne den Boden erwärmt und Regenwasser in ihm versickert.

Rein theoretisch betrachtet, sollte man für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe viele Hundert Meter tief bohren, um eine möglichst hohe Quellentemperatur zu erzielen. Tatsächlich aber geht man nur selten über 100 Meter hinaus – selbst dann, wenn dies aufgrund der geologischen bzw. hydrogeologischen Gegebenheiten problemlos möglich wäre. Dieser Tiefenbereich ist das Metier von Erdsonden oder Erdwärmesonden. Dabei handelt es sich um U-förmige Rohrleitungen, die in mehr oder weniger senkrecht durch Boden und Fels getriebenen Bohrlöchern verlaufen. In nur etwa 1,5 Metern Tiefe, also gerade unterhalb der Frostgrenze im Boden, liegen dagegen Erdkollektoren, auch als Erdwärmekollektoren oder Flächenkollektoren bezeichnet. Ihre Leitungen verlaufen horizontal und in vielen Windungen, ähnlich den Heizschlangen einer Fußbodenheizung. In den Leitungen zirkuliert in beiden Fällen die für Sole-Wasser-Wärmepumpen namensgebende Sole – ein Gemisch aus Wasser und Glykol, wie es als Frostschutzmittel auch aus Scheibenwaschanlagen bekannt ist – und bringt so die Wärme aus dem Erdreich über einen Wärmeaustauscher in den Verdampfer der Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Ob man besser Erdsonden oder aber Erdkollektoren für den Betrieb einer Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt, hängt von letztlich von der Abwägung unterschiedlicher Faktoren ab. Neben der Art des Gesteins und der Lage grundwasserführender Schichten sind der Wärmebedarf und das Flächenangebot wichtige Faktoren. Je höher der Wärmebedarf des Gebäudes ist, umso mehr Bohrungen für Erdsonden müssen niedergebracht werden bzw. umso größer muss der Erdkollektor sein. Mehr Erdsonden bringen einen höheren Bohraufwand mit sich: Je Sonde kann man 2 Arbeitstage für die eigentliche Bohrung, für das Verfüllen des Bohrlochs und für den Gebäudeanschluss veranschlagen. Außerdem erfordern Bohrungen für Erdsonden oft eine bergrechtliche Genehmigung, während für Erdkollektoren meist nur eine Anzeigepflicht besteht. Kollektoren für Sole-Wasser-Wärmepumpen benötigen wiederum eine relativ große Fläche – in der Regel das 1,5-Fache der beheizten Gebäudefläche. Um Sonnenwärme und Regenwasser das Eindringen zu ermöglichen, kann die Kollektorfläche nicht mehr überbaut werden. Bäume sollten hier ebenfalls nicht angepflanzt werden, da ihre Wurzeln das Leitungssystem beschädigen könnten.

Sole-Wasser-Wärmepumpen machen eine effektiv unerschöpfliche Wärmequelle nutzbar. Dabei können sie herausragende Jahresarbeitszahlen erzielen, bedeuten gleichzeitig aber auch höhere Anfangskosten im Vergleich mit typischen Luft-Wasser-Wärmepumpen. Besonders attraktiv stellen sich hier Sole-Wasser-Gasmotorwärmepumpen von YANMAR dar: Sie verbinden die geothermische Wärmegewinnung mit dem Einsatz von Erdgas für den Antrieb: Diese Kombination ermöglicht es, mit der gasbetriebenen Sole-Wasser-Wärmepumpe sowohl zu kühlen als auch zu heizen und zeitgleich die Motorwärme zu nutzen, etwa für die Warmwasserbereitung. Ein weiterer Vorteil dieser Bauform der Sole-Wasser-Wärmepumpe gegenüber einem elektrischen System: Die anfänglichen Investitionen liegen um bis zu 30 % niedriger, da die Erdsonden bzw. Erdkollektoren kleiner ausgelegt werden können – bei Erschließungskosten von bis zu 1.000 Euro pro Kilowatt Heizleistung für eine Erdsondenbohrung ist dies gerade für gewerbliche Bauherren ein wichtiges Argument. Und nicht zuletzt können Sole-Wasser-Wärmepumpen neben dem Erdreich auch weitere Wärmereservoirs erschließen, so etwa Abwärme aus Industrie- und Kraftwerksanlage.

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