Verfahren zur Nutzung der im Erdkörper enthaltenen Wärme aus heißen, nicht oder unzureichend Wasser führenden Gesteinsschichten. Das Prinzip ist die Herstellung eines unterirdischen Wärmeübertragers zwischen mindestens zwei Bohrlöchern, in den kaltes Wasser injiziert, erwärmt und wieder an die Oberfläche transportiert wird.
Injektion
siehe Verpressung
Jahresarbeitszahl ß
Sie betrachtet das Verhältnis von abgegebener Wärmeleistung (Heizwärme) zu aufgenommener Antriebsleistung über einen längeren Zeitraum (1 Jahr).
Verhältnis des Jahresertrages an Heizenergie (kWh/a) zu aufgewendeten Antriebs- und Hilfsenergie (kWh/a)
Die wichtigere Wärmepumpen-Kennzahl für den Wirkungsgrad ist somit die Jahresarbeitszahl ß.
Wie der COP-Wert enthält auch die Jahresarbeitszahl anteilig die Leistungen von Heizungsumwälzpumpen und Grundwasser- bzw. Sole-Förderpumpen.
Die Jahresarbeitszahl kann somit auch als Anlagennutzungsgrad verstanden werden. Sie eignet sich damit gut zur energetischen Bewertung der Gesamtanlage.
In der Praxis erreichen Wärmepumpen Werte von 2 bis 4, moderne Wärmepumpen sollten also die Jahresarbeitszahl von 3,5 übertreffen.
Joule (J)
Seit dem 1. Januar 1978 ist Joule (J; 1J=1 Wattsekunde) die internationale Maßeinheit für Energie - benannt nach dem englischen Physiker James Prescott Joule (1818-1889). Die Maßeinheit Joule hat die früher geläufige Einheit Kilokalorie (kcal) ersetzt. Umrechnung: 1 kJ=0,239 kcal.
Kältemittel
Ammoniak (NH3)
Überzeugend hinsichtlich Thermodynamik und direktem Treibhauspotential. Schwerpunkt der Anwendung liegt im Bereich der industriellen Kältetechnik. In geothermischen DVD-Sonden kommen Ammoniak oder dessen Gemische zur Anwendung.
Ammoniak-Dimethylether-Gemisch (R723)
Ein Azeotrop aus 60 Massen % Ammoniak und 40 Massen % Dimethylether. Beachtenswert sind die größere volumetrische Kälteleistung und die vergleichsweise zu Ammoniak auch größeren COP-Werte. Kaliber (CAL)
Querschnitt eines kreisförmigen Hohlkörpers, Durchmesser einer Bohrung.
Kalina-Prozess
Vom russischen Ingenieur Alexander Kalina entwickeltes Verfahren zur Energiegewinnung durch Dampferzeugung auf einem niedrigen Temperaturniveau. Anders als bei einem ORC wird als Arbeitsmittel ein Zweistoffgemisch, i.d.R. ein Ammoniak-Wasser-Gemisch, verwendet.
Kohlendioxid (CO2)
Kohlendioxid ist heute in den Mittelpunkt der energiebedingten Emissionen gerückt, es entsteht bei jeder Verbrennung und ggf. Umwandlung fossiler Stoffe wie Kohle, Erdgas und Erdöl. Seine Freisetzung kann nur durch aufwändige Abtrennverfahren und Speicherung vermieden werden. Kohlendioxid gehört zu den Spurengasen in der Atmosphäre, die die Eigenschaft haben, für langwellige Wärmestrahlen "undurchlässig" zu sein; daher gilt es in der Klimaforschung als Hauptverursacher des Treibhauseffekts.
Endenergieträger
CO2-Emissionsfaktor in g/kWh
| Erdgas | 200 |
| Heizöl | 266 |
| Strommix | 258 |
| Holzpellets | 71 |
| Solarenergie | 0 |
In einem Wärmetauscher (Verdampfer) nimmt das flüssige Kältemittel Energie von der Wärmequelle Erde, Wasser oder Luft auf und verdampft mit zunehmender Temperatur.
In einem Kompressor wird unter Zufuhr elektrischer Energie das nun dampfförmige, aber noch kalte Kältemittel verdichtet und dadurch erhitzt. Das Kältemittel verlässt als so genanntes Heißgas den Verdichter.
Das Heißgas gelangt nun in den Verflüssiger, gibt Energie an das Heizsystem ab, kondensiert und verlässt als warmes, flüssiges Kältemittel den Kondensator. Das Heizwasser wird dadurch auf 35-40° C erhitzt.
Das warme, flüssige Kältemittel wird zum Expansionsventil transportiert. Im Expansionsventil wird der Druck abrupt gesenkt. Die Temperatur des Kältemittels nimmt dadurch ohne Abgabe von Energie ebenfalls schlagartig ab. Das kalte, flüssige Kältemittel wird dem Verdampfer zugeführt und der Kreislauf beginnt von neuem. Kraft-Wärme-Kopplung
Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme in einem Kraftwerk. Bei jeder Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen (Kohl, Gas, Öl) wird gleichzeitig auch Wärme freigesetzt. Während in vielen Kraftwerken diese Wärme, die gut zwei Drittel der eingesetzten Primärenergie ausmacht, in der Umgebung verpufft, wird sie in KWK-Anlagen aufgefangen und als Heizungswärme (z.B. Fernwärme) oder in der Industrie für wärmeabhängige Produktionsprozesse genutzt.
