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Kontakt

Jürgen Strebe
PS Pumpen Strebe
Greifswalder Straße 11
17509 Wusterhusen

E-Mail: Pumpen.Strebe@t-online.de

Auszeichnung

Ausgezeichnet mit dem Stahl-Innovationspreis 2012 in der Kategorie "Klimaschutz mit Stahl"

Pumpen Strebe

Venturi-Edelstahl-Sonde – Effiziente Wärmegewinnung mit Edelstahl

Energiegewinnung

Wärmegewinnung aus oberflächennahen Grundwasserbereichen schont Ressourcen und vermeidet Treibhausgase. Die Venturi-Edelstahl-Sonde, eine Entwicklung der Firma Pumpen Strebe, stellt das Herzstück einer Anlage zur Erzeugung von Wärme mithilfe der Wärmepumpentechnik dar. Durch die Edelstahl-Sonde wird eine Wärmeträgerflüssigkeit gepumpt, die von dem umgebendem Grundwasser um ca. 3 °C erwärmt wird. Aus der Temperaturdifferenz gewinnt eine Wärmepumpe genügend Wärme, um ein Einfamilienhaus mit Warmwasser und Heizenergie zu versorgen. Diese Technik ermöglicht auch die Nutzung natürlicher Wärmespeicher wie Flussläufe und Seen, ohne die Umwelt zu belasten.

Erneuerbare Energien effizient einzusetzen, gehört zu den großen Herausforderungen unserer Zeit. Die Wärmeenergie der Sonne steht in nahezu unbegrenzter Menge zur Verfügung. Eine Möglichkeit sie zu nutzen besteht darin, die in den oberflächennahen Bereichen der Erde gespeicherte Wärme zu gewinnen. In diesen Zonen von etwa 5–10 m Tiefe stellt sich praktisch die Jahresmitteltemperatur der jeweiligen Umgebung ein. In Deutschland sind das in der Regel zwischen 8 und 10 °C. Dies ist ausreichend für die Energiegewinnung mittels Wärmepumpe. Damit lässt sich Erdreich und Grundwasser Wärme entziehen und z. B. für das Heizungssystem oder die Warmwasseraufbereitung verwenden.

Sonde nutzt Temperatur aus Grundwasser im ersten Wasserleiter

Die Venturi-Edelstahl-Sonde kann dort eingesetzt werden, wo Grundwasser im sogenannten ersten Wasserleiter vorhanden ist. Das ist die oberste Grundwasserschicht, die noch nicht zur Trinkwassergewinnung genutzt wird. Die Sonde bildet den Wärmetauscher und nutzt die Grundwassertemperatur. Die Temperaturdifferenz zwischen einfließendem und zurückfließendem Wärmeträgermittel reicht aus, um bis zu 75 Prozent der Energie zu liefern, die z. B. zur Heizenergieerzeugung benötigt wird. Die übrigen rund 25 Prozent müssen in der Regel als Elektrizität zugeführt werden, um die Wärmepumpe anzutreiben. Wie viele solcher Sonden, die es in unterschiedlichen Längen gibt, erforderlich sind, um ausreichend Wärmeenergie für das zu beheizende Objekt zu liefern, und welches Medium am besten als die Wärme aufnehmende Flüssigkeit (Fluid) zur Wärmeübertragung geeignet ist, muss im Einzelfall ermittelt werden.

50 Prozent weniger Bohrtiefe als bei Geothermie-Anlagen

Die notwendige Bohrtiefe ist um etwa 50 Prozent geringer als bei Geothermie-Anlagen mit vergleichbarer Leistung. Die Venturi-Edelstahl-Sonde erreicht ihre hohe Effizienz durch den Werkstoff Edelstahl, der eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, und durch den inneren Aufbau der Sonde, der eine schnelle Aufnahme der dem Grundwasser entnommenen Wärme ermöglicht. Denn die Edelstahl-Sonde besteht nicht aus einem leeren Rohr: Im Inneren befindet sich eine starre archimedische Schraube mit einem koaxial angeordneten zweiten Rohr. Durch dieses innere Rohr wird das Fluid in die Venturi-Sonde hineingepumpt. Der Außendurchmesser der archimedischen Schraube ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Rohres. Dadurch strömt ein Teil des zurückfließenden Fluids mit höherer Geschwindigkeit (Venturi-Effekt) an der Rohrwand entlang und wird durch Verwirbelung mit der langsamer strömenden Flüssigkeit im Innenbereich der Schraube vermischt. Diese Durchmischung bewirkt den schnellen Wärmetransport von der Wand auf den gesamten Strömungsquerschnitt.

Die Venturi-Edelstahl-Sonde bildet das Herzstück einer modernen, umweltfreundlichen Wärmeerzeugung, deren Hauptenergiequelle erneuerbare Wärmeenergie aus dem oberflächennahen Wasser ist. Innerhalb eines Jahreszyklus wird die dem Boden und dem Grundwasser entnommene Energie durch Sonneneinstrahlung und Versickerung  Regenwasser wieder ausgeglichen.


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