Erdwärmepumpe

Erdwärmepumpe – Wärme aus der Tiefe

Die Erdwärmepumpe, oder auch Sole-Wasser-Wärmepumpe, bezieht ihre Wärmeenergie, wie der Name schon sagt, aus der Erde. Die Wärme wird entweder über 50-250 Meter tief reichende Sonden oder waagrecht nahe der Oberfläche verlaufene Kollektoren absorbiert.

Die Erdwärmepumpe nutzt die in der Erdkruste gespeicherte Sonnenwärme, um die Heizung zu betreiben. Je nach Tiefe herrschen im Boden bis zu 25 Grad. Niedrige Temperaturen werden durch den elektrischen Antrieb ausgeglichen. Im Sommer kann die Technik zum Kühlen verwendet werden, wenn ein zusätzlicher Wärmetauscher vorhanden ist. Bei Erdkollektoren ist der Kühlvorgang noch einfacher, da die Temperaturen schon kalt genug sind.

Durch die geringen Temperaturschwankungen im Erdreich, ist die Erdwärmepumpe ein zuverlässiger Energielieferant. Mit Hilfe von 25 Prozent Strom, liefert sie 75 Prozent Wärme.

Wie schon erwähnt, kommen für eine Erdwärmepumpe, je nach gegebenen Voraussetzungen, zwei Varianten in Frage: Erdsonden oder Erdkollektoren. Während die Erdkollektoren in der Anschaffung zwar billiger sind, werden sie jedoch in ihrer Effektivität von den Sonden übertroffen. Die Erdkollektoren verlaufen horizontal auf einer größeren Fläche unterhalb der Frostgrenze. Die Sonden werden tief ins Erdreich gebohrt und haben einen geringeren Platzbedarf.

Funktionsprinzip der Erdwärmepumpe

Die Sonne erwärmt die Erde und ihre Kraft wird im Boden gespeichert. Über die Kollektoren oder Sonden wird die Wärme gewonnen. In den Schläuchen oder Rohren vorhandenes Trägermittel, die Sole, nimmt die Wärme auf und transportiert es zur eigentlichen Wärmepumpe bzw. dem Wärmetauscher. Dort wird das Kältemittel erhitzt, wird gasförmig, im Verdichter komprimiert und durch das Abkühlen wieder flüssig. Während der Verdichtung entsteht Druck und somit Hitze, mit der die Heizung betrieben wird. So lassen sich sowohl Heizung als auch das Brauchwasser erwärmen.

Erdsonden

Die Erdwärme, auch Geothermie genannt, kann zum einen mittels Sonden erschlossen werden. Die Erdsonden reichen meist bis in eine Tiefe von 100 Metern – können aber auch tiefer gehen. Auf einer relativ geringen Fläche können mehrere Sonden gebohrt werden. Die Anzahl der Bohrungen und die Tiefe hängen dabei von den geologischen Bedingungen als auch von der angestrebten Wärmeleistung ab.

Der Vorteil der Erdwärmepumpe liegt eindeutig in den konstanten Temperaturen im Erdreich und dem relativ geringen Platzbedarf.

Erdwärmebohrung

Die Installation von Erdsonden ist mit größeren Baumaßnahmen in Form von Sondenbohrungen verbunden. Deshalb muss genau geprüft werden, ob das Grundstück dafür geeignet ist, denn die Installateure rücken mit schwerem Gerät an. Wie viele Sonden gebohrt werden – mindestens eine, jedoch nicht mehr als drei – hängt maßgebliche von der Bodenbeschaffenheit, den hydrologischen Begebenheiten sowie der Leistung der Pumpe ab. Werden mehrere Sonden gebohrt, müssen diese jedoch im Abstand von etwa 5 Metern angebracht werden, da dem Erdreich sonst zu viel Wärme entzogen wird und dadurch die Effektivität leidet. Im schlimmsten Fall kann es zur Vereisung kommen.

Erdkollektoren

Um die oberflächennahe Energie zu erschließen verwendet man Erdkollektoren. Diese werden unterhalb der Frostgrenze, in etwa 1,5 Metern Tiefe in Schleifen verlegt. Im Gegensatz zu Erdsonden benötigen Erdkollektoren viel Platz und die Fläche darüber darf nicht bebaut werden. Für eine zu beheizende Wohnfläche von etwa 120m² benötigt man in etwa mindestens die doppelte Kollektorfläche. Je nach Bodenbeschaffenheit mit schlechter Wärmespeicherfähigkeit, kann der Platzbedarf noch größer sein.

Verlegung von Erdkollektoren

Die schlauchartigen Erdkollektoren werden schleifenförmig waagrecht im Boden verlegt. Hierbei müssen bestimmte Abstände zwischen den Rohren eingehalten werden, da sie sich sonst gegenseitig Wärme entziehen. Vereisungen können auch auftreten, wenn die der Wärmebedarf der Pumpe die gelieferte Energie übersteigt. Derartigen Problemen liegt aber grundsätzlich falsche Planung zugrunde, was mit der Beauftragung von zertifizierten Installateuren vermieden werden kann.

Kosten für eine Erdwärmepumpe

Eine Erdwärmepumpe gehört wohl zu den teuersten, gleichzeitig aber auch effizientesten Wärmepumpenvariaten. Neben der Erschließung der Wärmequelle durch Kollektoren oder Sonden, schlägt die Anschaffung der Pumpe, der Einbau sowie Zubehör zu buche.

Pro Bohrmeter fallen für eine Sondenlösung etwa 40 Euro an. Da kommt man bei zwei Sonden à 100 Metern schon auf 8.000 Euro allein für die Bohrung. In manchen Fällen ist eine Ummantelung der Sonden mit Beton nötig, was noch zusätzlich 1.500 bis 2.000 Euro kostet. Im Schnitt muss man für eine Erdwärmepumpe auf Sondenbasis mit 18.000-25.000 Euro rechnen. Die Energieersparnis kann dann aber auch bei 1.500 bis 2.000 im Jahr liegen und so werden die hohen Erschließungskosten wieder ausgeglichen.

Erdwärmekollektoren sind etwas günstiger, da keine aufwändigen Bohrungen nötig sind und die Grabungsarbeiten unter Umständen auch selbst ausgeführt werden können. Was man jedoch bei den Anschaffungskosten spart, wird durch den höheren Strombedarf wieder ausgeglichen und unterm Strich landet eine Kollektorenpumpe beim bis zu 20.000 Euro – ein ähnliches Preisniveau wie die Sondenvariante.

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