Messtechnische Untersuchung und wissenschaftliche Auswertung zur saisonalen Wärmespeicherung über Sole-Register unter der Bodenplatte eines Passivhauses mit Dämmschürze

Das Versorgungskonzept des untersuchten Passiv-Einzelhauses umfasst eine thermische Solaranlage, einen Warmwasser-Kombispeicher, eine Wärmepumpe sowie einen "offenen" Erdreichwärmespeicher unter dem Gebäude. Die Warmwassernacherhitzung erfolgt, wenn notwendig, direktelektrisch. Das untersuchte Gebäude ist - neben der thermischen Solaranlage - monovalent mit Strom versorgt. Da die jahreszeitliche Energiespeicherung mit individuellen technischen Speichern für Einfamilienhäuser mit der verfügbaren Technik unwirtschaftlich ist, wurden mit diesem Projekt Möglichkeiten gesucht, die Speicherkosten stark zu reduzieren. Die Verwendung des Erdreichs als Speicher direkt unter dem Haus ohne weitere technische Einrichtungen reduziert die Kosten deutlich gegenüber jeder anderen gesonderten technischen Vorrichtung zur Speicherung. Es bleiben nur die Kosten der Verlegung der Soleleitung zum Laden des Erdreichwärmespeichers. Die Auswertung der über drei Jahre durchgeführten Messungen sowie die Simulationen zeigen, dass es, abgestimmte Dimensionierung der Komponenten und intelligente Regelung vorausgesetzt, mit dem System gelingt, eine effiziente Wärmeversorgung für Passivhäuser bereitzustellen. Dies allerdings bei insgesamt relativ hohem Investitionsaufwand für eine komplexe Anlagentechnik, die spezielles Know-how bei Planung und Umsetzung voraussetzt. Es zeigt sich, dass bei dem Erdreichwärmespeicher eher von der solaren Regeneration des Erdreichs als von einem Wärmespeicher gesprochen werden muss. Zwingende Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit dieser Versorgungstechnik bleibt dabei, aufgrund der begrenzten Gebäudegrundfläche, eine besonders energieeffiziente Bauweise.

Die gesamte Anlagentechnik verbraucht insgesamt 16,7 kWh pro Quadratmeter Wohnfläche und Jahr Strom (Wärmepumpe, Umwälzpumpen, Lüftung, Durchlauferhitzer), was auf einen Primärenergiekennwert von 43,5 kWh/(m2a) führt (Bezug auf An nach EnEV 31 kWh/(m2a)). Damit ist die Funktionstüchtigkeit dieser Versorgungsvariante belegt. Simulationsrechnungen zeigen, dass durch Fehlerbehebung (Prototyp) und Optimierung des Systems ein PE-Kennwert von um 30 kWh/(m2a) erreicht werden könnte.