DE102007019748A1

DE102007019748A1 - Wärmeerzeugung über Solarenergie in Verbindung mit Geothermie zur ganzjährigen Nutzung

Info

Publication number: DE102007019748A1
Application number: DE102007019748A
Authority: DE
Inventors: Kai Kowalewski
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-10-23

Abstract

Alle Einzelpunkte stehen in direktem Zusammenhang mit dem beschrieben System der Wärmeerzeugung über Solarenergie in Verbindung mit Geothermie zur ganzjährigen Nutzung.

Description

EINLEITUNG
Die über Solarkollektoren gewonnene Energie steht hauptsächlich in den Monaten Mai bis September zur Wärmenutzung zur Verfügung. Bei sonnenreichen Tagen ist oft der temporare Energiespeicher, meist in Form eines Warmwasserboilers, schnell aufgefüllt und die immer noch anstehende solare Wärmeenergie kann nicht genutzt werden. In der Regel werden in solchen Situationen die Solaranlagen abgeschaltet. Das Potenzial der Sonnenenergie wird nur zu einem geringen Teil genutzt.
Beim Einsatz von Wärmepumpen wird bedingt durch die Konstruktion ausschließlich Wärme aus niederem Temperaturniveau wie Erdreich, Umgebungsluft, Wasser führenden Systemen etc. gezogen. Je geringer die Temperaturen der Bezugsquellen schwanken, um so effektiver ist ihr Einsatz. In unseren nördlichen Breitengraden wird dieses größtenteils über Tiefenbohrungen oder Erdkollektoren erreicht. Jedoch sinken auch hier die Quelltemperaturen in der Hauptabnahmezeit, also der Heizzeit je nach Quellart bis in die Frosttemperaturen. Bedingt durch die hohen Wärmeabgabetemperaturen der Wärmepumpe, die zur Erzeugung des Warmwasserverbrauchs notwendig sind, ist das Erreichen von hohen Wirkungsgraden der WP nur über die Quellentemperatur beeinflussbar.
Versuche und Anwendungsvorschläge die solare Wärme mit der der Wärmepumpe zu kombinieren sind nicht neu, jedoch wird mit diesem hier angemeldetem Konzept ein in sich einfaches, selbststeuerndes, System erzeugt, welches die überschüssige Wärme im Sommer effektiv mit geringen Verlusten speichern und wieder nutzen kann und zusätzlich die parallel anfallende solare Wärme direkt dem Verbrauch zuführen kann.
FUNKTIONSKURZBESCHREIBUNG:
Um diese Lücke zu schließen wird ein Erdspeicher aufgestellt und für die Wärmegrundversorgung eine Wärmepumpe installiert. Nach Erreichen der max.
Boilertemperatur wird die immer noch anfallende Sonnenenergie in den Erdspeicher geleitet. Erst wenn diese nicht mehr zur Erwärmung des Erdspeichers ausreicht, wird das System ausgeschaltet.
Die Wärmepumpe verdichtet die im Erdspeicher gespeicherte Energie und führt sie der Heizung zu. Durch die höhere Quelltemperatur erreicht die Wärmepumpe einen sehr hohen Wirkungsgrad. Im Zusammenspiel der Wärmepumpe mit der gewonnenen Solarenenergie in den Übergangszeiten und in den Wintermonaten enthält das System als Gesamtes ein hohes Energieeinsparpotenzial allein aus der optimierten Ausnutzung der solaren Energie über alle Jahreszeiten.
AUFBAU:
Der Solarkollektor, die Wärmepumpe auf der kalten und auf der warmen Seite, die untere Heizschlange (Solarkreis) des Boilers und der Erdspeicher sind in einem Kreislaufsystem mit einander verbunden. Das System ist mit einem Wasser-Glykolgemisch gefüllt, welches im Mischungsverhältnis den örtlichen Gegebenheiten angepasst ist. Durch die Schaltung der Zonenventile, Durchgangsventile und Pumpen wird je nach Bedarf der Kreis aufgeteilt oder eingeschränkt. Die Gebäudeheizung (vorzugsweise Flächenheizung) verläuft in einem eigenen System und ist mit dem vorgenannten Kreislauf über einen Wärmetauscher und über den oberen Heizkreis im Boiler verbunden. Der Boiler selbst dient als Puffer- und Warmwasserspeicher.
Der Aufbau des Erdspeichers erfolgt über Rohrschlangen ähnlich einer Fußbodenheizung jedoch in mehreren vertikalen Ebenen unter dem Haus oder unter einer Erdüberdeckung von min. 1,50 m. Die äußeren Abgrenzungen sind nach oben und zur Seite mit einer kostenoptimalen Isolierungsstärke (ca. 12 cm) zu erstellen und nach unten isolierungsoffen, jedoch mit einer Teichfolie begrenzt um Grundwasserbewegungen entgegenwirken zu können. Herkömmliche Tiefenbohrungen können auch als Erdspeicher eingesetzt werden, jedoch muss aufgrund Grundwasserströmungen mit geringeren Speicherqualitäten gerechnet werden. Der Durchfluss des Heizmediums erfolgt bei Warmeinfuhr in das Erdreich entgegengesetzt der Wärmeausfuhr, somit wird die Ausnutzung optimiert.
Die Solarkollektoren (Flach- oder Vakuumsysteme) sind über ein Rohrsystem mit dem Erdspeicher verbunden und mit einer Warmwasseraufbereitung als Wärmeüberträger zum geschlossenen Heizkreis. Zur Unterstützung sind eine Wärmepumpe und ein Plattenwärmetauscher zwischengeschaltet.
Funktionsbeschreibung in Detail:

1. Fall: Der Boiler hat die vorgegebene Obertemperatur erreicht, die Solarkollektoren sind noch warmer als der Erdspeicher (Erdkollektor, Tiefenbohrung) Pumpe 1 wird eingeschaltet (Stufe 2, mit großer Durchflussmenge) und die Wärme wird in den Erdspeicher (Erdkollektor, Tiefenbohrung) geleitet. Steuerung: Solarregler 3 schaltet die Stromzufuhr zu dem Doppelschalter der Pumpe 1 ein, Thermostat 2 schaltet die Solarreglerausgänge 1, 2 und 3 aus und über den einen Teil des Pumpendoppelschalters die Pumpe 1 (Stufe 2) an.
2. Fall: Die Solarkollektoren sind warmer als der Boiler, der die Obertemperatur noch nicht erreicht hat. Pumpe 1 (Stufe 1, mit kleiner Durchflussmenge) und Ventil 1 wird eingeschaltet. Die Wärme wird aus der Sonne über die Solarkollektoren in den Boiler geleitet. Steuerung: Solarregler 3 schaltet die Stromzufuhr zu dem Doppelschalter der Pumpe 1 ein, Solarregler 1 schaltet die Solarreglerausgänge 2, 3 und Thermostat 1 aus und schaltet das Ventil 1 an (Medium fließt von AB nach A) und über den zweiten Teil des vorgenannten Pumpendoppelschalters die Pumpe 1 (Stufe 1) ein.
3. Fall: Der Boiler ist unter der Temperaturobergrenze, die Solartemperatur reicht Für die Boilererwärmung nicht aus Pumpe 2 und 3 sowie Ventil 2, 3 und 4 und die Wärmepumpe werden eingeschaltet. Die Wärme wird vom Erdspeicher zur Wärmepumpe geführt und verdichtet an den Boiler weitergeleitet. Je höher die Temperatur des Erdspeichers um so höher der Wirkungsgrad der Wärmepumpe bzw. um so geringer deren Stromverbrauch Steuerung: Der Wärmepumpenregler (wird über die Sperrzeiterfassung gesteuert) gibt Bedarf zum Schalter der Wärmepumpe, der Thermostat 1 schaltet die Pumpe 2 und das Ventil 2 ein (Durchfluss von AB nach A) und gibt Strom an den Schalter für Ventil 3, der Solarregler 2 schaltet die Wärmepumpe, das Ventil 4 und das Ventil 3 (Durchfluss von AB nach A) ein.
4. Fall: Situation wie im 3. Fall jedoch ist die Temperatur in den Solarkollektoren höher als die Temperatur im Erdspeicher (Erdkollektor, Tiefenbohrung). Zusätzlich wird Ventil 6 geöffnet. Ein Teilstrom fließt durch die Solarkollektoren und vermischt sich vor Eintritt in die Wärmepumpe mit dem anderen Teilstrom wieder und erhöht so die Quellentemperatur und die Leistung der Wärmepumpe. Steuerung: Wie im Fall 3 wird jedoch zusätzlich über Solarregler 3 das Ventil 6 geöffnet. Mit Hilfe der Durchflussmengenmessungen (Tacosetter) zwischen Ventil 6 und der Pumpe 2 und Ventil 7 und der Pumpe 2 kann über das Ventil 7 ein hydraulischer Abgleich erfolgen.
5. Fall Die Erdspeichertemperatur ist höher als die der Solarkollektoren und die des Boilers. Pumpe 2 und Ventil 2 werden eingeschaltet. Die Wärme aus dem Erdspeicher wird direkt in den Boiler geführt. Steuerung: Der Thermostat 1 schaltet die Pumpe 2 und das Ventil 2 (Durchfluss von AB nach A) ein.

Systemparameter für programmierte Regelung

Statt der vor beschrieben Steuerung kann auch eine programmierte Regelung, die im folgenden beschrieben ist, eingesetzt werden. Systemregelung

Temperaturfühler		Pumpen
T1 =	Temperatur Kollektor	P1 =	Pumpe Sonnenkollektor
T2 =	Temperatur Boiler	P2 =	Erdspeicher-
			Wärmepumpe/Boiler
T3 =	Temperatur Erdspeicher Vorlauf	P3 =	Boiler-Wärmepumpe
T4 =	Temperatur Erdspeicher Rücklauf	P4 =	Heizung
T5 =	Temperatur Heizung Vorlauf	WP =	Wärmepumpe 220 V Steuerung, 380 V Versorgung
T6 =	Temperatur außen
T7 =	Temperatur Kollektor im Hauszulauf

Stell- bzw. Regelventile
V1 =	Dreiwegezonenventil Kollektor-Erdspeicher
V2 =	Dreiwegezonenventil Erdspeicher-Wärmepumpe
V3 =	Dreiwegezonenventil Erdspeicher-Boiler
V4 =	Zweiwegeventil Boiler
V5 =	Dreiwegemischventil Heizung
V6 =	Zweiwegeventil Kollektor-Wärmepumpe

Alle Pumpen und Ventile 220 V
V1–V3	Ventil an → Ventil erhält Strom, Durchfluss AB–A
	Ventil aus → Ventil stromlos, Durchfluss AB–B,
V4 und V6	Ventil an → Ventil erhält Strom, Durchfluss
	Ventil aus → Ventil stromlos, kein Durchfluss
WP	aus → Strom (230 V) auf Regelung „Sperrzeit"
WP	an → Strom wie vor beschrieben aus

Steuerung/Programmierung

Hier als Beispiel vorgegebene Werte:
Boilerobertemperatur: 47°C

Rang	Bedingung	Schaltung	Ausschaltung	Bemerkung
1	T1 > T2 (nach 5 min gilt T7 > T2), T2 < 40°C	P1 (Stufe 2), V1 an	T2 > 47°C, Rang 3, Rang 4	Kollektor → Boiler T1 zeigt die Temperatur im Kollektorgehäuse an, T7 gibt die Wassertemperatur in der Leitung nach dem Kollektor an
1a	(T7 – T2) < 5K	P1 (Stufe 1) an	T7 < T4, Rang 1b Rang 3, Rang 4
1b	T7 > 90°C	P1 (Stufe 2) an	Rang 1a, Rang 3, Rang 4
2	T1 < T2, T2 > T3, T2 < 40°C, T1 > T4,	P1 (Stufe 2) an	T7 < T4, Rang 1, 3 und 4	Kollektor → Erdspeicher
3	T2 < 40°C, T1 < T2, T3 > T2	P2, V2 an	T2 > 47°C, Rang 1,2 und 4	Erdspeicher → Boiler
4	T2 < 40°C, T1 < T2, T3 < T2,	WP, P2, P3, V2, V3, V4 an	T2 > 47°C Rang 1	Erdspeicher → WP → Boiler
5	Rang 4, T3 < T7	Wie Rang 4, V6 an	T3 > T7 Wie Rang 4	Ergänzung zu Rang 4 Nutzung Kollektorwärme (Wichtig: nur Zuschaltung bzw. separate Zurückschaltung, WP darf nicht ausgeschaltet werden)
	Heizkurve 20°C/25°C ./. –12°C/40°C	P4 an, V5 entsprechend Kurve		Heizungsregelung unter Berücksichtigung der 24°C im Bad

Legionellenschaltung über Wärme wenn kein anderes System (z. B. Unterdrucksystem) in Frage kommt:

Zu 1

Nach Uhr und Datum (1 × im Monatzwischen Mai und September): T2 >= 80°C; T1 > T2

T2 > 47°C, T7 > 67°C

Legionellenschaltung: T2 > 80°C (10 min)

Legionellenschaltung, wenn die Pumpe P1 den Boiler aufgeheizt hat und immer noch 20°C über der Boilertemperatur liegt, dann soll der Boiler auf 80°C min 10 min gefahren werden.

Systembeschreibung von Teilkomponenten
Die zum Boiler geführte Wärme wird aufgeteilt in jeweils einen direkten Zulauf zu der unteren Heizschlange des Boilers (normales Solarsystem) und über einen Wärmetauscher (WT1), der die Wärme über den Heizungsrücklauf als Boilervorlauf dem oberen Teil des Boilers zuführt und somit die Heizung direkter mit Wärme versorgt.
Der Erdspeicher ist in mehrere Einzelkreise auf 70 m–100 m Länge aufgeteilt. Die Rohre werden mit einem Abstand von ca. 40 cm verlegt. Um diese Längen auf die begrenzte Fläche verteilen zu können, werden mehrere Lagen übereinander gelegt, ebenfalls mit ca. 40 cm Abstand. Die Verlegung erfolgt ab der Position des Verteilers umlaufend, den Verlegeabstand einhaltend an den Flächengrenzen im Kreis. Der Sprung zur nächsten Höhenlage erfolgt kurz vor der ersten Kreuzung mit den bereits verlegten Rohren. Um nahezu gleiche Rohrlängen zu erhalten werden die Rohre von Höhenlage zu Höhenlage überkreuzt verlegt. D. h. das äußerste Rohr verläuft in der nächsten Höhenlage als innerstes Rohr und das innerste Rohr verläuft in der nächsten Höhenlage als äußerstes Rohr. Das zweitäußerste Rohr verläuft in der nächsten Höhenlage als zweitinnerste Rohr usw. Die einzelnen Erdschichten werden wie üblich bzw. notwendig verdichtet. Seitlich und nach oben erhält der Speicher eine min. 12 cm starke Wärmedämmung. Nach unten wird keine Isolierung verlegt, um bei niedrigen Speichertemperaturen die Wärme aus dem Erdreich nachströmen zu lassen. Um mögliche Wärmeverluste durch Schichtenwasser zu vermeiden, wird der gesamte Erdspeicherbereich mit einer starken Folie ausgelegt (z. B. Teichfolie) und zugedeckt. Zur Vermeidung einer evtl. Austrocknung des Erdreiches (Verlust an Speicherkapazität) werden in der Länge mit einem Abstand von 4 bis 5 Meter im Bereich der obersten Rohrlage je ein Drainagerohr eingelegt, welches von außen alle 2 Jahre mit Wasser befüllt werden kann. Dieses ist nach außen zu isolieren.
Zur besseren Einstellung der gleichmäßigen Wärmeträgerverteilung auf die einzelnen Kreise werden im Vorlauf und im 2. Sammler (nachfolgend beschrieben) Durchflussmengenmesser mit Einstellfunktion eingesetzt (Tacosetter).
Der Wärmeträgerdurchfluss zur Wärmeabfuhr aus dem Erdspeicher (Erdkollektor, Tiefenbohrung) erfolgt umgekehrt der Flussrichtung zur Wärmezufuhr. Erreicht wird dieses durch einen zweiten Verteiler als Sammler, der von den im Erdreich liegenden Rohren (Vorlauf) im Abzweig und auf der anderen Seite mit dem Hauptvorlauf verbunden ist. Über eine Rückschlagklappe im Vorlauf zwischen dem Verteiler und der Verbindung zu dem vorgenannten Sammler wird bei Wärmeentzug aus dem Erdspeicher der Vorlauf über den Sammler zum Rücklauf.
Mit diesem vor beschriebenen System wird jeder Sonnenstrahl genutzt. Durch den Einsatz von Solarabsorbern in Reihe und als Vorerwärmung zu den Solarkollektoren geschaltet und mit Erhöhung der Massenströme wird der solare Jahreswirkungsgrad noch weiter angehoben.
Kompaktbauweise des hydraulischen Systems
Das hydraulische System und die Regelung kann in einem überschaubarem Kasten zusammengestellt werden. Die Darstellungen in den Anlagen 1, 2 und 3 erfassen alle Komponenten, die in einer Kompaktbauweise als Schrank aufgestellt werden können. Lediglich die definierten Rohranschlüsse für Heizung (Vor- und Rücklauf), 2 × Boiler (Vor- und Rücklauf Solarheizschlange, Vor- und Rücklauf obere Heizschlange), 2 × Wärmepumpe (Vor- und Rücklauf Verdampfer, Vor- und Rücklauf Kondensator), Erdspeicher (Vor- und Rücklauf) und Solarkollektor (Vor- und Rücklauf) sind von außen zu erkennen.
Einschließlich eines Kompaktreglers der als fest programmierte Einheit mit Heizkurvenvariationen noch weitere Optimierungsmöglichkeiten zulässt. Von außen zugelassene Anschlüsse sind ein Kompaktstecker für die Wärmepumpe (380 V, 220 V, BUS), jeweils ein Ausgang bzw. Eingang für den Außen-, Solarkollektor- und den Boilertemperaturfühler und den Stromanschluss 380 V.

WT: Wärmetauscher
P1: Solarkreispumpe
P2: Erdspeicherkreispumpe
P3: Boilerkreispumpe
P4: Heizkreispumpe
➀: Solarventil
➁: Erdspeicherventil I
➂: Erdspeicherventil II
➃: Boilerventil
➄: Heizkreismischventil
➅: Solarbeimischventil
➆: Regulierventil
AF: Außenfühler

Claims

Alle Einzelpunkte stehen in direktem Zusammenhang mit dem beschrieben System der Wärmeerzeugung über Solarenergie in Verbindung mit Geothermie zur ganzjährigen Nutzung.
Der Aufbau des Erdspeichers, 3-seitig isoliert und nach unten offen, d. h. nach unten keine Isolierung, mehrere Rohrkreise nebeneinander und in mehreren Ebenen übereinander gelegt. Durch Überkreuzung der Rohrkreise an den Höhensprüngen bleiben alle Rohrlängen nahezu gleich. Geschützt gegen Grundwasserbewegungen durch Einhausung über Folie oder Gleichwertiges. Weitere Detailbeschreibung siehe Seite dieser Patentanmeldung. Bisher wurden Erdkollektoren zur Aufnahme von Erdwärme erstellt und somit den Einflüssen durch Regen, Temperatur aus der Umgebung und dem Grundwasser bewusst ausgesetzt. Hier wird dieses bewusst begrenzt, lediglich die Wärmenachströmung aus dem unter dem Erdspeicher liegenden Erdreich ist zugelassen bzw. gewünscht. So wird die sich bereits durch die Einbringung der solaren Energie ausgebreitete Wärmeglocke nach unten wieder zurück gezogen.
Die wechselnde Durchflussrichtung im Erdspeicher, Tiefensonde oder Erdkollektor zur besseren Nutzung der eingebrachten Wärme. Die bisher erstellten Tiefenkollektoren (Tiefenbohrungen) und Flächenkollektoren im Erdreich werden in eine Richtung durchströmt. Fließt das Medium aber bei der Wärmeeinbringung in die gleiche Richtung, so wird diese bei dem Wärmeentzug erst im gesamten Erdreichsystem verteilt. Fließt das Medium zur Wärmeeinbringung aber entgegengesetzt, so geben die erwärmten Erbereiche bei dem Wärmeentzug ihre Wärme zuerst an das System zurück und in einem höheren Temperaturniveau.
Das hydraulische System als Einkreissystem zwischen Solarkollektor, Erdspeicher, Boiler und Wärmepumpe mit der Möglichkeit der Aufteilung in mehrere Kreise in sich. Bisher bekannte kombinierte Wärmepumpen-Solar-Systeme beschränken sich auf den Kreislauf Boiler-Wärmepumpe-Kollektoren und ggf. einen 2. Boiler. Hier wird das ganze System in einem integriert (bis auf den Heizkreislauf im Haus) und die Möglichkeit die Erdkollektoren mit einzubeziehen gegeben.
Das hydraulische System als vorgefertigte Kompakteinheit zur einfacheren Montage vor Ort. Aufbaudetail siehe beiliegende Zeichnungen Anlage 1 bis 3. Durch die Vorfertigung werden alle Pumpen einschließlich der Heizkreispumpe und dem Mischventil und die Steilventile in einen transportablen Kasten (ca. 40–50 Kg) aufstellbar oder an die Wand befestigt mit den notwendigen Rohren in 3 Ebenen mit einander der Funktion entsprechend verbunden. Der Monteur muss lediglich die Peripherie wie Heizung, Boiler, Erdkollektor, Wärmepumpe, Solarkollektor und die Ausdehnungsgefäße aufstellen und an diesen Kasten anschließen. Weitere Details siehe Beschreibung auf Seite 7 der Patentanmeldung. In der Serienfertigung reduziert diese Kompakteinheit deutlich die Kosten der Anlagenerstellung, weil die Montage vor Ort oft die Erstmontage eines solchen Systems ist und die Abhängigkeiten nicht gleich erkannt werden.
Die Steuerungstechnik als Kombination handelsüblicher Einzelregler (Solarregler als 2 Temperaturenvergleich und Thermostate) mit einfachen Schaltrelais aus der Elektrotechnik. Schaltabhängigkeiten wie auf Seite 2 und 3 der Patentanmeldung und auf der Zeichnung in Anlage 4 beschrieben Die bekannten Regelungen sehen eine Nutzung wie sie in dieser Patentanmeldung beschrieben ist nicht vor. Als kostengünstige und einfach zu erstellende Regelung/Steuerung trägt diese dazu bei, alternative Energien optimiert und bezahlbar auch für kleinere Budgets zu nutzen.
Die Regelungstechnik als kompakte Programmiereinheit mit den Parametern wie auf Seite 3 und 4 der Patentanmeldung beschrieben Die bekannten Regelungen sehen eine Nutzung wie sie in dieser Patentanmeldung beschrieben ist nicht vor. Eine freie Programmierung ist möglich, jedoch durch die meist mit Optionen überlasteten Systeme sehr teuer und für Einfamilienhäuser oft unrentabel.
Die zweistufige Pumpenschaltung der Solarpumpe (Pumpe 1). Alle bisher bekannten Systeme legen eine feste Durchlaufmenge fest, um die höchstmögliche Temperatur zur Warmwassererzeugung zu erhalten. Hierfür ist in diesem beschriebenen System die kleinere Leistungsstufe vorgesehen. Der Wirkungsgrad der Solarkollektoren und insbesondere der Solarabsorber fällt mit der steigenden Temperaturdifferenz zwischen Kollektor-/Absorbertemperatur und der Umgebungsluft. Mit der höheren Leistungsstufe der Pumpe 1 wird der Durchfluss wesentlich erhöht und somit die Temperaturdifferenz zur Umgebung reduziert, der Wirkungsgrad der Solarkollektoren bzw. Solarabsorber erhöht und der Wärmeertrag zur Einleitung in den Erdkollektor bzw. in die Wärmepumpe ebenfalls wesentlich erhöht.
Die Kombination Erdspeicher unter dem Haus mit Solarkollektoren in Verbindung mit einer Wärmepumpe und der Wärmenutzung über Wärmetauscher und Boiler in Verbindung mit den Patenansprüchen 1 bis 5 und 7 oder 1 bis 4, 6 und 7. Die bekannten Versionen von Erdkollektoren sind neben dem Haus untergebracht oder als geschlossene isolierte Speicher unter dem Haus. Letztere beinhalten aber keine Reserve für längere Winterperioden. Diese Kombination der optimierten regenerativen Energienutzung ist neu. In den vor beschriebenen Punkten der Patentansprüche werden alle Vorteile des jeweiligen Systems zusammengeführt und als Ganzes der optimierten Wärmenutzung zugeführt.
Die Kombination Erdspeicher oder Erdkollektor entsprechend isoliert (mit mindestens 1,50 m Erdüberdeckung) mit Solarkollektoren in Verbindung mit einer Wärmepumpe und der Wärmenutzung über Wärmetauscher und Boiler in Verbindung mit den Patenansprüchen 1 bis 5 und 7 oder 1 bis 4, 6 und 7. Diese Kombination der optimierten regenerativen Energienutzung ist neu. In den vor beschriebenen Punkten der Patentansprüche werden alle Vorteile des jeweiligen Systems zusammengeführt und als Ganzes der optimierten Wärmenutzung zugeführt.
Die Kombination Tiefenbohrung mit Solarkollektoren in Verbindung mit einer Wärmepumpe und der Wärmenutzung über Wärmetauscher und Boiler in Verbindung mit den Patenansprüchen 1 bis 5 und 7 oder 1 bis 4, 6 und 7. Diese Kombination der optimierten regenerativen Energienutzung ist neu. In den vor beschriebenen Punkten der Patentansprüche werden alle Vorteile des jeweiligen Systems zusammengeführt und als Ganzes der optimierten Wärmenutzung zugeführt.
Die Kombination von Solarabsorbern in Reihe geschaltet mit Solarkollektoren in Verbindung mit den Punkten 8 bis 10. Durch diese Kombination erhöht sich der Jahreswirkungsgrad der solaren Energienutzung insbesondere durch die in Punkt 7 beschriebene zweistufige Pumpenschaltung. Durch den hohen Durchfluss und die damit verbundene geringe Temperaturdifferenz können in den Solarabsorbern in Übergangszeiten und im Winter Wirkungsgrade von über 80% erreicht werden, welche als Maximalwerte für die Solarkollektoren gelten. So sind die Solarkollektoren hauptsächlich für die hohen Temperaturen zur Warmwassererwärmung notwendig. Die Solarabsorber fungieren dann als Vorerwärmer. Unter der Berücksichtigung, dass die Absorber in den Anschaffungskosten zwischen 90% und 75% günstiger als die der Kollektoren sind, ist die Erweiterung durch die Absorber eine armortisiende Investition.