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Autor Thema: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe  (Gelesen 3297 mal)

Microcitrus

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Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« am: 15. März 2023, 15:07:24 »

In Nebraska gedeihen Zitronen in einem von Mr. Russ Finch gebauten tiefer gelegten Gewächshaus (ein "Erdhaus"), das er zusätzlich mit Erdwärme heizt. Kollektorluftrohre wurden verlegt und so wird die Erdwärme ins Gewächshaus geleitet (greenhouseinthesnow) .

In Antwort #44 von User "Lokalrunde" in diesem Forumsbeitrag ist die Bauweise in etwa beschrieben. Ein eigener Thread hierzu, dieser, scheint sinnvoll zu sein.

Naja kommt darauf an wie man es baut.
Ich hab einfach nur Rohre 2m tief im Boden verlegt durch das dann die Luft geblasen wird.
Ein- und Ausgang sind natürlich im Gwh.



Also letzten Winter hatten wir einmal -9,5 (bei 50cm gemessen) da waren es im Gwh -0,5.
Da war es aber noch schlecht isoliert, jetzt ist es besser isoliert hoffe das es bei -12 noch frostfrei bleibt.
Bei sehr langer Kälte heizt es aber mit der Zeit natürlich weniger.

Nachteil von Erdwärmenutzung ist ja, dass die Erde ein schlechter Wärmeleiter ist und deshalb nur langsam Wärme aus dem Boden nachgeliefert wird. Wichtig scheint zu sein, mit welchem Material die Kollektorrohre verfüllt sind. Es soll gut Wärme leiten. Vermutlich soll es Feuchte gut aufnehmen (weil Wasser besser Wärme leitet als Sand oder Tone). Zugleich soll es aber vor Niederschlagswasser geschützt sein, weil das Sickerwasser die Wärme aufnimmt und nach unten auswäscht?

Haben mehrere schon Erfahrungen mit Erdwärmenutzung dieser Art?

Wärme geht in einem Gewächshaus im Winter verloren
A) Durch Wärmeleitung (nicht Wärmestrahlung) über die Einhausungsfläche (das könnte man durch Abdecken oder aufdoppeln minimieren
B) Durch Lüftungsverluste gespeichert in Wasserdampf (in professionellen Gewächshäusern angeblich 40% der Wärmeverluste) . Dagegen helfen ein Windfang oder Abluftentfeuchtung oder das Tieferlegen als Erdhaus, um Wind wenig Angriffsfläche zu bieten
C) Übers Fundament durch Wärmeleitung, dagegen hilft eine wurzelfeste Wärmedämmung
D) über das im Boden erwärmte Sickerwasser. Außerhalb des Gewächshaus werden Niederschläge logisch keine Bodenwärme abführen, weil der Niederschlag im Winter gefroren ist oder nicht im gefrorenen Boden versickert.
« Letzte Änderung: 19. März 2023, 02:19:31 von Microcitrus »
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J.F.Kennedy

Microcitrus

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #1 am: 15. März 2023, 15:48:02 »

Es gibt etliche Videos zum Erdwärmegewächshaus aus Nebraska. (Beispiel) . Faszinierend. Erdwärme ist übrigens Nutzung von Atomenergie ohne Atommüll-Problem. Wenn Zitronen so gedeihen, warum dann nicht so auch Wohnhäuser (grundlast)heizen?

In die Erde versenkte tiefergelegte  Gewächshäuser werden "Erdgewächshaus", "Walipini" oder englisch "earth-sheltered-greenhouse" genannt und dazu gibt es viele Beispiele etwa auf Pinterest aber auch diesen älteren Forumsthread !

Kombiniert mit Aeroponik steht dem Dschungelfeeling nichts im Weg.

Luftvorwärmung (für Wohnraumlüftung) wird auch bei sogenannten "Luftbrunnen" angewandt.

O. T. hier noch der Link zum 4-Saisonen-Gemüseanbau in Kanada, der auch schon in Österreich (aber ohne Erdwärmegewächshaus) gemacht wird.
« Letzte Änderung: 16. März 2023, 04:25:36 von Microcitrus »
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Eckhard

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #2 am: 15. März 2023, 21:26:23 »

Sehr interessantes Thema! Ich kann nichts beisteuern, nur interessiert mitlesen.
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Lokalrunde

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #3 am: 15. März 2023, 23:15:52 »

Naja Wohnungen kann man so nicht heizen.
Der Boden hat ja nur eine geringe Temperatur, je nach Tiefe ca 4-10 Grad.

Mein Gewächshaus ist fast komplett Luftdicht, dadurch geht weniger wärme verlohren.
Dafür hab ich fast den ganzen Winter 100% relative Luftfeuchtigkeit im GH.
Man muß kaum gießen aber einige Pflanzen mögen die feuchte Luft auch nicht.

Es ist kein Problem das GH bei leichten bis mittleren Nachtfrost frostfrei zu halten.
Wenns richtung -10 geht dann reicht bei mir die Erdwärme nicht mehr.
Das sind aber in der Regel nur wenige Nächte im Jahr.

Ich stapel meine Topfpflanzen immer links und rechts im GH, meißt über 1m hoch, das bringt auch schon ca 3 Grad in den Nächten.
Hängt aber immer davon ab wie das Wetter am Tag ist, wenn die Sonne scheint und sich die Töpfe gut aufwärmen bringts natürlich mehr wie wenn es bewölkt ist.

Das Füllmaterial um die Rohre halte ich für egal.
Man muß halt einfach eine bestimmte Länge verlegen.
Am besten auf eine große Fläche, nicht so wie bei mir.
Bei mir liegen die Wahrscheinlich in den meißten Wintern im Grundwasser.
Als ich die im Sommer verlegt habe war das Grundwasser nur kurz darunter.
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Microcitrus

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #4 am: 16. März 2023, 00:18:21 »

Bei mir liegen die Wahrscheinlich in den meißten Wintern im Grundwasser.
Als ich die im Sommer verlegt habe war das Grundwasser nur kurz darunter.

Na dann hast du eh die beste Nachlieferung von Erdwärme.

Ist dein Gewächshaus zugleich ein Erdhaus? Nutzt du so auch Bodenwärme?
« Letzte Änderung: 19. März 2023, 02:22:09 von Microcitrus »
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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #5 am: 16. März 2023, 00:49:04 »

Wir haben einen Hausbrunnen im Keller. Den wollte ich zur Luftvorwärmung fürs Haus nutzen, hab es aber (wegen allfälliger Radonbelastung) sein lassen.

Ich könnte mir aber vorstellen die Brunnenluft in ein Gewächshaus zu leiten, aber nicht in die Raumluft, sondern als geschlossene "Heizschlangen". Ich muss mal ein Maximum-Minimum-Thermometer zur Temperaturmessung in den Brunnen hinunterlassen...

In etwa 4 km Entfernung treten geringe Mengen Erdgas aus einem Hausbrunnen in Kalkschotterboden aus. Vielleicht sollte ich die Brunnenluft besser als Verbrennungsluft in den Gaskessel leiten  ;D ;D ;D.

Und die erdgewärmte Kellerluft leite ich dann ins Gewächshaus...
« Letzte Änderung: 16. März 2023, 04:00:44 von Microcitrus »
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J.F.Kennedy

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #6 am: 19. März 2023, 12:11:35 »

Jetzt habe ich eine interessante Idee gelesen, "10 ° C warme Bodenluft in eine „Matratze“ pumpen", die über dem Walipini positioniert ist". Bei Matratze denke ich an ein doppeltes Foliendach oder eine aufblasbare Kissenmembran, wie sie in der Architektur verwendet werden

Der zitierte Denker meint, dass die kalte Aussenluft zuerst die Matratzenfüllung kühlt und nicht das Gewächshaus. Sprich, das Erdhaus wird durch Bodenwärme direkt gewärmt und die Wärmeverluste der Eindeckung durch eingeblasene Bodenluft ausgeglichen.

Ob das funktioniert?

---------------------------

Ein englischsprachiges Youtube-Video über den Bau eines Walipini-Erdhauses. Ausgerichtet in West-Ost-Richtung scheint das Norddach wärmegedämmt zu sein. Beschrieben als "Beschattung gegen Sommerhitze", weil durch den tiefen Sonnenstand im Winter nur indirektes Licht dieses Dach erreicht. Z. T. wird auch das Gießwasser dort gewärmt.

Das sehenswerte Video ist seeehr informativ und das Walipini seeehr ausgereift (Regenwassernutzung, Wasser als Wärmespeicher, Tropfbewässerung, Lüftungsklappe). Ich würde es noch optimieren mit schräg eingelegter  EPDM-Folie ganz unten zur Sickerwasser-Wiedergewinnung mit Sickerwasser lagerung in einer Betonrinne unter dem Gang (oder für Hydroponik / Aquaponik - Kreislaufwirtschaft).

Braucht man bei uns in Mitteleuropa eine steilere Dachneigung des Süddaches wegen der Schneelasten oder um Schnee abrutschen zu lassen oder abzukehren oder ist Schnee kurzfristig als natürliche Wärmedämmung willkommen? Weiss das wer? (hier bei uns liegt winters höchstens 14 Tage lang Schnee, sonst nur Kälte)

Im Video wird erwähnt, dass die Konstruktionsform an die jeweiligen Sonnenwinkel angepasst gehört.

Ein zweites Video beantwortet Anfragen, zeigt die Erfahrungen, und Verbesserungsvorschläge. Er hat alle Wassertonnen unten in einem Bewässerungsrohr zusammengefasst. Ein Leck an einem kalten Wintertag führte zum Ausrinnen des gesamten Systems und Verlust des Wasserwärmespeichers. Empfehlung: kleinere Abschnitte mit weniger Tonnen. Ich selbst würde auch Querwände einbauen um etwa Abteilungen mit höherer Feuchte oder eine Abteilung Tropenfruchtsträucher am Boden ohne Hochbeet zu haben.

Das Nullenergie-Gewächshaus von Russ Finch wurde von Barry Naef weiterentwickelt. Seine Vorschläge (z.B.Wämespeichermassen gehören UNTER die Beete) legt er bei citrusinthesnow.org bzw. greenhouseinthesnow.com dar. Die 8 Dollar, die er für den Download-Zugang verlangt, sind eine lohnende Investition.
« Letzte Änderung: 22. März 2023, 05:20:52 von Microcitrus »
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Natternkopf

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #7 am: 25. März 2023, 20:21:44 »

Sali Microcitrus

Interessante Ernergie Verschiebung/Speicherungs Ideen.

Mir fehlt gerade die Übersicht.

A) Hast duch schon ein Walipini-Erdhaus
B) Du erstellst 2023 ein Walipini-Erdhaus

Grüsse Natternkopf
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Cepha

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #8 am: 25. März 2023, 21:41:48 »

Faszinierend. Erdwärme ist übrigens Nutzung von Atomenergie ohne Atommüll-Problem.

Nein ist es nicht. Nur die Tiefengeothermie nutzt (indirekt) die radioaktive Zerfallswärme, tatsächlich eher die Wärmekapazität der Erdkruste an sich. Die radioaktive Zerfallswärme beträgt nur ca. 0,03W pro m² der Erdoberfläche, da brauchte es Jahrmilliarden um genug Wärme aufzubauen. (der andere Teil ist Primärenergie aus der Bildung unserer Erde selbst und stammt aus der Gravitationsenergie vom Zusammenklumpen des Planeten aus "Staub")

Das was davon Richtung Oberfläche strömt liegt im Bereich um lächerliche 0,05W/m²

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/74/Earth_heat_flow.jpg

Die oberflächennahe Erdwärme nutzt vielmehr den Effekt, dass es einen Wärmeintrag über die Oberfläche durch Sonneneinstrahlung im Sommer bzw. Regen ganzjährig gibt.
Deshalb muss das auch richtig dimensioniert sein, ansonsten funktioniert es nicht oder nur kurzzeitig. Wird die Wärme nicht im Jahresverlauf wieder zugeführt versagt das Konzept.

Ich selbst würde mir viel eher spezialisierte Wärmepumpen für Gewächshäuser wünschen, die darauf optimiert sind, an der warmen Seite nur +5°C bis +10°C zu haben. Diese könnten bei z.B. -5°C dann super effizient heizen.

Ich selbst nutze das Erdreich als Wärmspeicher und zwar ganz einfach so wie es ist in meinem Frühbeet. Ab Montag sind ein paar kalte Tage um dien 0°C nachts und um die +6°C tagsüber angesagt, aber das Substrat im Frühbeet ist jetzt ca. +15°C warm. Das wird die Heizung über mein Heizkabel kurzzeitig deutlich unterstützen können ganz ohne irgendeine Technologie.

« Letzte Änderung: 26. März 2023, 00:26:23 von Cepha »
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Cepha

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #9 am: 25. März 2023, 21:44:35 »

Jetzt habe ich eine interessante Idee gelesen, "10 ° C warme Bodenluft in eine „Matratze“ pumpen", die über dem Walipini positioniert ist". Bei Matratze denke ich an ein doppeltes Foliendach oder eine aufblasbare Kissenmembran, wie sie in der Architektur verwendet werden

Der zitierte Denker meint, dass die kalte Aussenluft zuerst die Matratzenfüllung kühlt und nicht das Gewächshaus. Sprich, das Erdhaus wird durch Bodenwärme direkt gewärmt und die Wärmeverluste der Eindeckung durch eingeblasene Bodenluft ausgeglichen.

Ob das funktioniert?

Es konterkariert halt die Dämmwirkung der Doppelfolie und führt zu extremen Wärmeverlusten durch eine Einfachfolie, die auch noch zwangsumströmt ist was den Alphawert an der Innenseite erhöht und damit den Wärmedurchgang.

Die warme Luft einfach ins Freiland außen ums Gewächshaus herum zu pusten wäre allerdings noch ineffizienter.
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Cepha

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #10 am: 25. März 2023, 21:56:39 »


Braucht man bei uns in Mitteleuropa eine steilere Dachneigung des Süddaches wegen der Schneelasten oder um Schnee abrutschen zu lassen oder abzukehren oder ist Schnee kurzfristig als natürliche Wärmedämmung willkommen? Weiss das wer? (hier bei uns liegt winters höchstens 14 Tage lang Schnee, sonst nur Kälte)

Unser Problem hier in Deutschland ist schlichtweg der Breitengrad. Berlin liegt auf 53° nördlicher Breite. Die meisten Städte Kanadas liegen weiter südlich, von den USA ganz zu schweigen. New York oder auch Nebraska liegen ungefähr auf der geografischen Breite von Rom.
In Rom funktionieren ungeheizte Gewächshäuser vermutlich recht gut.

Dazu kommt noch das durch den Westwind dominierte sehr wolkige Winterwetter. Bei uns ist es im Dezember und Januar einfach zappenduster und das ist ein Problem für Gewächshäuser. Zum eine wächst ohne Licht eh nix, zum zweiten fehlt die Einstrahlung auch dazu, dass man die irgendwie auch als Wärme nutzen möchte.

Da hilft uns auch der Klimawandel wenig. Wir sind nun mal so weit im Norden und da ist es im Winter finster.

Ein Erdgewächshaus zu bauen reduziert den Lichteinfall erheblich, ganz besonders bei der so extrem tief stehenden Sonne in unserem Winter. praktisch ist der ganze Boden wochenlang beschattetet.
Ca. 2/3 unserer eh so kärglichen Einstrahlung im Winter ist darüber hinaus diffus. Dadurch, nur die halbe Seite zu verglasen verliert man weitere 1/3 der Einstrahlung (die Hälfte von 2/3 Diffusanteil)

Zum überwintern von Pflanzen ohne Wachstum mag das alles okay sein, zum Anbau vom Gemüse ist es das nicht.

Bei mir wächst Salat im Winter im ungeheizten Glasgewächshaus besser als im ungeheizten mit Alltop verglasten wärmeren Frühbeet und besseren Lichtdurchfall durch diese Stegplatten gibt es nicht, da ist Alltop schon des heute bestmögliche Material. Das Gewächshaus ist schlichtweg heller.
Lichtmangel ist in unserem Winter limitierender als Kälte.

In meinem ersten Versuchsjahr mit einem 1m² Frühbeet (3m² Glasfläche) hatte ich es mit wassergefüllten Wärmespeicherschläuchen (Beta Solar) versehen und elektrisch mit Heizkabel auf -2°C geheizt.
Für eine kompletten Winter hatte ich aus der Erinnerung 3 kWh verheizt. Drei kWh!

Es lohnt sich nicht mal eine Noppenfolie zu kaufen, geschweige denn irgendeine aufwändige Technologie zu installieren.
« Letzte Änderung: 26. März 2023, 10:54:40 von Cepha »
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Microcitrus

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #11 am: 25. März 2023, 22:09:13 »

Sali Microcitrus

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B) Du erstellst 2023 ein Walipini-Erdhaus

Grüsse Natternkopf

Nachdem ich erkannte, dass mein geplantes Anlehngewächshaus keine Wintersonne erhält [anderer Thread] und somit zur Gänze mit Abwärme des Brennwertkessels erwärmt hätte werden müssen, tendiere ich jetzt zu einem Erdwärmehaus, mit Hydroponik, Aquaponik, Madenzucht und Algenzucht (nicht kleckern, sondern gleich klotzen!). All das auf 4x4 Metern. 120 cm tief, max. 160 cm über Niveau.

Es wird dem Gewächshaus ähneln, das im oben bereits zitierten englischsprachigen Youtube-Video vorgestellt wird. Und noch ein Quentchen / Quäntchen mehr optimiert.

Selbstgebastelt aus Robinienholz, mit gedoppelter F-clean-Folie [ anderer Thread] und Fischbehälter (160cm Durchmesser) und weitgehend automatisiert. Damit auch Reisen möglich sind.
« Letzte Änderung: 25. März 2023, 22:34:19 von Microcitrus »
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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #12 am: 26. März 2023, 11:47:24 »

Dankeschön Microcitrus
 :)
Gruss Natternkopf
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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #13 am: 26. März 2023, 12:13:19 »


Unser Problem hier in Deutschland ist schlichtweg der Breitengrad. Berlin liegt auf 53° nördlicher Breite. Die meisten Städte Kanadas liegen weiter südlich, von den USA ganz zu schweigen. New York oder auch Nebraska liegen ungefähr auf der geografischen Breite von Rom.
In Rom funktionieren ungeheizte Gewächshäuser vermutlich recht gut.

Soweit ich weiß, ist der Garten in Kroatien.
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Erich Kästner, (1933/46), Ein alter Mann geht vorüber

“Frei zu sein bedeutet nicht nur seine eigenen Ketten abzulegen, sondern sein Leben so respektvoll zu leben, dass es die Freiheit anderer steigert.“ Nelson Mandela

Microcitrus

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Re: Erdwärme nutzen ohne Wärmepumpe
« Antwort #14 am: 26. März 2023, 19:08:03 »


Unser Problem hier in Deutschland ist schlichtweg der Breitengrad. Berlin liegt auf 53° nördlicher Breite. Die meisten Städte Kanadas liegen weiter südlich, von den USA ganz zu schweigen. New York oder auch Nebraska liegen ungefähr auf der geografischen Breite von Rom.
In Rom funktionieren ungeheizte Gewächshäuser vermutlich recht gut.

Soweit ich weiß, ist der Garten in Kroatien.

Ist er nicht. Die Homebase ist in Wels, Oberösterreich. Im Garten in Kroatien bräuchte ich kein Erdhaus, weil dort gibt es max. 3 Tage Frostfrust. Dort reicht ein normales Gewächshaus.
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