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juliane7 hat geschrieben:Zum Thema Wärmepumpen / Geothermie habe ich eine Frage an die Physiker unter uns:

Derzeit gibt es ja schon Wärmepumpen, die Häuser heizen können. Ich habe selber einmal dafür gesorgt, dass in ein Gebäude eine eingebaut wurde (schon 14 Jahre her) und die Anlage läuft prima.
Was mich aber aus physikalischer/technischer Sicht interessieren würde: Wenn man keine so tiefen Bohrlöcher hat, um 120 Grad warmes Wasser/Dampf aus dem Erdinneren zu fördern, sondern "nur" 8 Grad warmes Grundwasser: Ist es dann nicht trotzdem möglich, wenn man entsprechend mehr Wasser (mehr Volumen) durch eine Wärmepumpe leitet, damit letztlich eine Flüssigeit zum verdampfen zu bringen und eine Turbine zur Stromerzeugung anzutreiben? Ich habe leider im Physikunterricht dazu zu wenig Infos bekommen, ob so etwas z.B. für Haushalte realisierbar wäre und wie die Wirkungsgrade und damit auch die Wirtschaftlichkeit wäre. Abgesehen davon gibt es m.W. auch keine Anbieter in der Industrie, die solche "Kleinkraft-Wärmepumpen-Stromerzeuger" anbieten...

Liebe Juliane,

solche Fragen sind sehr schwierig eindeutig zu beantworten. Daher wird von mir 8. Klasse im Physikunterricht (Thema "Energie") das zwar angesprochen, aber wichtiger ist, dass die Schüler lernen, dass es hier keine Patentrezepte gibt. Normalerweise sind hier Projekte, Referate usw. die beste Methode. Die Schüler lernen im internet und anderwo zui recherchieren und wissen hinterher, wie und wo sie Informationen erhalten. Die Ergebnisse sind aber wenige Jahre später, wenn diese Schüler z.B. Abitur machen und sich andere mit den Themen befassen zumindest teilweise bereits wieder überholt. Aber auch diese Tatsache ist dann eine wichtige Lernerfahrung...

Daher kann ich hier nur mit grundsätzliche Antworten versuchen(!):

- Versuche zur Erdwärme kenne ich, da ich eine solche Versuchseinrichtung mit tiefem Bohrloch bereits besucht habe- Aber ich halte das für den Hausgebrauch, außer man wohnt in besonderer Umgebung (Island, Yosemite-Nationalpark oder ähnlich) momentan nicht für sinnvoll.
- Maschinen sollten stets einfach (wartungsfreundlich) und nicht zu teuer sein.
- Sonnenkollektoren (Heizungswasser) auf dem Dach rechnen sich, das weiß ich, da ich selber seit Ende der 70er Jahren welche habe, die erst nach über 25 Jahren undicht wurden und ausgetauscht werden mußten. In Verbindung mit einer Ölzentralheizung halbiere ich fast den Ölverbrauch. (Allgäu - Dach - Südseite!!)
- Rohre unter der Erde im Garten mit Wärmepumpe, halte ich auch für sinnvoll. Da reichen kleine Temperaturunterschiede, die aber schon bei geringer Erdtiefe auftreten.
- Bei größeren Tiefen hätte ich Bedenken, dass es bei technischen Problemen & Wartung schnell teuer wird, daher würde ich dazu raten, wenn die Person kein 'Bastler' ist und es aus Spaß macht, abzuwarten, wie sich Tiefenbohrungen bei Erdwärmekraftwerken bewähren.
- Solarzellen haben sich auf vielen Gebieten als erfolgreich erwiesen.

Schlußbemerkungen:
1. Schulunterricht sollte die Schüler auf Probleme vorbereiten und einige Lösungsstrategien zeigen. Wenn in Physik bei diesen Themen definitive Antworten gegeben würden, dann würde ich die Qualität des Unterrichts anzweifeln...
2. Aber ich habe nur Überblickswissen - Hier sind Experten (Professoren , Ingenieure usw.) gefragt *) - auch entsprechende Kommissionen, die allerdings ebenfalls öfter falsch liegen und Wesentliches übersehen (z.B. Hg in Energiesparlampen)
LG
ab

*) vgl entsprechende Quellen (Energieunternehmen, Forschungseinrichtungen etc.) im Netz, aber 'Informationen sammeln' machen bei mir stets Schüler
Wobei ich Unterricht stets sage: Schon ab zwei Schülern, die sich ernsthaft bemühen, kommt mehr Wissen heraus, als ich persönlich zu dem Punkt habe...

Mona Schwindt hat geschrieben:

NCC hat geschrieben: von bis zu 109%.

Wie geht das? Was liegt da als Basis zu Grunde?

Gruß Mona

Kann ich erklären: Der Unterschied zu konventionellen Kesseln besteht darin, dass Brennwertkessel auch die Kondensationswärme des Abgases nutzen.
Diese %-Angabe beruht aber auf denen der konventionellen Kesseln. Also nicht wundern, physikalisch ist das natürlich quatsch.
LG
Yasmine

Na ja, das Problem in unserer Region dürfte einfach sein, dass die Erde unter uns nicht so warm ist.
Bohrungen müssten also sehr tief erfolgen, was wiederum sehr teuer ist.
Wenn nicht bald einer auf eine Idee kommt, wie man aus Regen Strom macht, dann sehe ich hier schwarz. Nur fürchte ich, die Engergie aus fallenden Regentropfen ist gering.
Jedenfalls tut's nicht weh...
LG
Yasmine

Hallo,
ich weiss nicht, ob ich deine Frage damit beantworte, aber ich kratze gerade mein Übriggebliebenes Thermodynamikwissen aus dem letzten Semester zusammen:
Der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen wird nur von der Temperaturdifferenz von Eingang/Ausgang begrenzt, das ist der Carnot-Wirkungsgrad.
Damit es sich lohnt, müsste man eine Temperaturdifferenz von mindestens 100 Kelvin haben. Mit Grundwasser geht es definitiv nicht.
Richtig effektiv wird es erst bei einer Einlasstemperatur von über 800-°C, aber das geht nur mit Solaröfen oder Hochtemperaturreaktoren.

Wie das mit Wärmepumpen genau ist müsste ich noch mal nachschauen. Wirkungsgrade von >1 sind tatsächlich möglich, aber nur weil der Nutzwärmestrom mit dem aufgewendeten Wärmestrom verglichen wird (Ein Perpetuum Mobile ist es jedenfalls nicht), der Umgebung wird also Wärme entzogen.
Leider ist das mit der Geothermie so eine Sache, soweit ich weiss ist das Tiefenwasser durch gelöste Mineralien stark giftig. Außerdem ist Geothermie strenggenommen nicht regenerativ.
Solarthermik ist da wohl besser, zumindest im Sommer.

lg

Hallo Juliane!
Mit den niedrigen Temperaturen schlicht unmöglich!
Um einen Stromgenerator betreiben zukönnen braucht es einen Dampfstrahl. Die berühmten 100-° C sind die erforderliche Mindesttemperatur um überhaupt Dampf zu produzieren. Um den erforderlichen Dampfdruck zu erhalten muss die Temperatur höher sein.
Geothermie (siehe meinen anderen Beitrag unter Energiepolitik) lohnt sich nur auf kommunaler Ebene, wo der geologische Untergrund die Vorausetzungen erfüllt. Dass heißt die Bodenschichten dürfen sich nicht auflösen und die Asthenosphäre darf nicht alzu tief liegen.
Wärmepumpen werden in der Pedothermie eingesetzt. Zweckmäßig bei Niedrigenergiehäusern. Die Wärmepumpen haben aber einen hohen Stromverbrauch.

Liebe Grüße
Verena

Hallo Juliane!
Ic habe mir Deinen ersten Beitrag nochmal durchgelesen.
Wenn Du Wasser bei gleicher Temperatur verdampfen willst, muss Du den Druck verringern. Mehr Wasser würde da es inkompressibel ist den Druck erhöhen und einfrieren.
Liebe Grüße
Verena

Hallo Juliane!
Wenn ich Deine Frage richtig verstanden habe, möchtest Du wissen, ob die abgegebene Energie des Wassers beim Abkühlen in der Wärmepumpe ausreicht um auf der anderen Seite wieder zu verdampfen?
Das ist schon wegen des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik nicht möglich. Das 2.- Kirchhoffsche Gesetz wie der 2. Hauptsatz auch heißt besagt das bei jeder Umwandlung von Energie ein Teil als Abwärme verloren geht. Du musst berücksichtigen, dass nicht nur das Wärmequantum sondern auch die Bewegungsenergie und die innere Reibung des Mediums (Wasser) zu berücksichtigen sind.
Liebe Grüße
Verena

Hallo Juliane, zum nicht verstandenen Satz. Die einzelnen Wassermoleküle haben je nach Aggregatszustand einen Abstand. Je wärmer das Wasser desto weiter sind die Moleküle von einander entfernt, wobei sie sich gleichzeitig in unterschiedliche Richtungen bewegen. Wenn ich die Temperatur gleich halte, aber das Wasser zusammendrücke, weil ich Wasser in die Hohlräume gieße, werden die Abstände kleiner. Das geht solange bis es keine Abstände mehr gibt und die Moleküle die Gitterstruktur aufbauen (Vereisung). Die Verdampfung bei gleicher Temperatur läuft umgekehrt.
Ich habe versucht das "Bildlich" zu erklären.
Liebe Grüße
Verena

Nachtrag
Hallo Juliane!
Soweit ich weis reicht die Wärme zum beheizen von Räumen. Den Betrieb von Generatoren für die Stromerzeugung können wir nach meiner Kenntnis aber vergessen. Aber auch ich bin bereit mich eines Besseren belehren zu lassen.
Liebe Grüße
Verena

Ich würde gerne den Blick noch einmal auf einen anderen Aspekt werfen: Luft-Wasser-Wärmepumpen gelten in Fachkreisen aber als die Altlasten der Zukunft, weil die in diesen Zusammenhang notwendigen Tiefenbohrungen des Öfteren bis regelmäßig auch zur Durchbohrung eigentlich wasserundurchlässiger Schichten führen und so die akute Gefahr besteht, dass der Wasserhaushalt nachhaltig gestört wird. Wozu Fehler hierbei u.a. führen können ist doch gerade an einer kleinen Stadt in Baden-Württemberg exemplarisch zu beobachten, wo durch einen Fehler bei der Bohrung Wasser nach oben dringen konnte und zum aufquellen der darüber liegenden Erdschichten geführt hat (im Zentimeterbereich, geologisch also recht viel), was wiederum zu Schäden an den Häusern geführt hat.

Hallo Sumpfhuhn!
Du hast völlig recht, wie ich im "politischen Forum" bereits erwähnt hatte muss bei der Geothermie eine sorgfältige Standortanalyse vorgenommen werden. Im Schwarzwald hatte man auf die erforderlichen Probebohrungen aus Kostengründen verzichtet.
Liebe Grüße
Verena

Hallo Saari!
Berechtigter Einwurf! Die Belüftung ist gerade bei isolierten Gebäuden ein Thema. Diffusion trägt zur Schimmelbildung bei, was nur durch ausreichende Belüftung verhindert werden kann. Entweder man verlässt sich auf den Menschen, wohin das führt zeigt das Beispiel mit der Waschmaschine oder man steuert automatisch die Belüftung. Das muss aber erst eingependelt werden und die geringste Standartabweichung stellt alles auf dem Kopf. Daher bin ich selber auch kein Freund von Niedrigenergiehäusern. Eine gewisse Undichtigkeit für eine gewährleistete Belüftung muss sein. Ist für das Wohlbehagen der Bewohner auch nicht unwichtig.
Liebe Grüße
Verena

Lösung dieses Problems: Lüftungsanlage. Sorgt für kontinuierlichen Luftaustausch und ist dank Wärmetauscher auch besser als einfach lüften. Und: man kann das nicht vergessen...
Warum das kompliziert sein soll, weiß ich aber nicht. OK, die Anlage wird eingemessen, aber ansonsten?
LG
Yasmine

Saari hat geschrieben:und erklärte, daß er jeden Früh nach dem Aufstehen mindestens 5 Minuten durch das Kippen des Fensters lüfte und dies muß reichen!

Liebe Saari,

ganz herzlichen Dank für Deine Anmerkung!
Das richtige Lüften (Stoßlüften): Möglichst die gesamte Luft wird ausgetauscht - Möbel bleiben warm, versuche ich auch oft den Leuten nahezubringen.
In der Schule klappt das recht gut, im privaten Umfeld überhaupt nicht.
(Naja, wie bei Vorurteilen, die nehmen auch mit zunehmendem Lebensalter oft zu!)

Nochmals danke auch an die anderen, denn die Diskussion läuft hier auf hohem Niveau!!
(Hab nur wenig Lust mitzumachen, denn sowas ist bei mir Dienst und ich hab Ferien...!)

Liebe Grüße
ab

Hallo Juliane,

In wikipedia gibt es umfangreichen Artikel zu den unterschiedlichsten Formen der Geothermie mit Infos zu Beispielen, Risiken und Nebenwirkungen zu finden unter http://de.wikipedia.org/wiki/Geothermie

Liebe Grüße
Inga

Saari hat geschrieben:Liebe ab08,

ich hoffe, daß ich mich nicht falsch ausgedrückt habe, als ich von der Begegnung mit dem Mieter berichtete und dazu schrieb:
"und erklärte, daß er jeden Früh nach dem Aufstehen mindestens 5 Minuten durch das Kippen des Fensters lüfte und dies muß reichen!"

Eine solche "Stoß"-Lüftung ist für einen normal genutzten Aufenthaltsraum natürlich richtig, aber wenn eine Deckel-Waschmaschine, die ihre ganzen Dampf-Emissionen an einen Raum (hier: ca. 4 m-²) abgibt, ist dies einfach zu wenig.

Entschuldige liebe Saari,
dass ich unpräzise war:

Unter "Stoß"-Lüftung verstehe ich den Austausch der gesamten Raumluft, also Fenster und Türen wenige Minuten ganz offen.
Kippen ist problematisch, da es eine ganz andere Luftzirkulation erzeugt! Auch bei normalen Innenräumen kann es dann trotzdem zur Schimmelbildung kommen! Je nach Luftstrom wird Schimmelbildung sogar durch Kippen gefördert... Hier hab ich ein wenig Erfahrung und möchte sie Schülern weitergeben.

Von der richigen Lüftung bei Nassräumen, vgl Deckel-Waschmaschine, verstehe ich nix und halt mich raus, da bitte Fachleute fragen, die haben mehr Ahnung!

Liebe Grüße
ab

P.S. Der Austausch der gesamten Raumluft ist auch wegen der stets vorhandenen Radonbelastung sinnvoller.