Was ist eine Erdwärmepumpe?
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Stefano Fonseca ist Ingenieur für Energie und Umwelt mit über sechs Jahren Erfahrung in der technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Er kombiniert technisches Fachwissen mit einer Leidenschaft für verständliche Kommunikation. Seit mehr als fünf Jahren schreibt er als freiberuflicher Redakteur über erneuerbare Energien und nachhaltiges Wohnen, insbesondere über Photovoltaik und Wärmepumpen.
Erdwärmepumpen nutzen die konstante Wärme des Erdreichs, damit sie Gebäude effizient beheizen. Wie funktioniert diese Technik genau, welche Investitionen sind erforderlich und welche Erfahrungswerte gibt es? In diesem Artikel erfahren Sie alles Wissenswerte rund um Sole-Wasser-Wärmepumpen.
Was ist eine Erdwärmepumpe?
Eine Erdwärmepumpe ist ein Heizsystem, das Wärme aus dem Erdreich gewinnt und für die Beheizung von Gebäuden sowie die Warmwasserbereitung nutzt. Sie sind einer der effizientesten Wärmepumpentypen, da die Temperaturen im Boden ganzjährig relativ konstant bleiben. Somit sind sie eine nachhaltige Alternative zu Gas- oder Ölheizungen.
Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?
Eine Erdwärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärme mithilfe eines Erdwärmetauschers und überträgt sie auf ein Kältemittel. Dieses verdampft bereits bei niedrigen Temperaturen. Ein Verdichter erhöht den Druck des gasförmigen Kältemittels und damit dessen Temperatur. Die gewonnene Wärme wird über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben. Danach entspannt sich das Kältemittel, verflüssigt sich wieder und der Kreislauf beginnt von vorne.
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Der Erdwärmetauscher ist mit einer Sole gefüllt – einem Wasser-Glykol-Gemisch, das die Erdwärme aufnimmt und zur Wärmepumpe transportiert. Aufgrund dieses Wärmeträgerfluids wird die Erdwärmepumpe auch als Sole-Wasser-Wärmepumpe bezeichnet. Es gibt drei Arten von Erdwärmetauschern: Erdwärmekollektoren, Erdwärmesonden und Erdwärmekörbe.
Erdwärmekollektoren
Erdwärmekollektoren sind ein flächiges System aus Rohrleitungen, das die oberflächennähe Geothermie nutzt. Das heißt, sie werden in geringer Tiefe horizontal im Erdreich verlegt werden - meist 1,2 bis 1,5 Meter. Sie entziehen dem Boden Wärme und leiten sie über die zirkulierende Sole an die Wärmepumpe weiter.
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Damit sie ausreichend Wärme aufnehmen können, erfordern Erdwärmekollektoren eine große Grundstücksfläche. Diese beträgt etwa das 1,5- bis 3-Fache der zu beheizenden Wohnfläche, je nach Bodenbeschaffenheit. Diese Fläche darf nicht versiegelt werden, da der obere Bodenbereich zusätzlich Wärme aus Sonneneinstrahlung und Niederschlag aufnimmt. Da die Temperaturen in dieser Tiefe jahreszeitlichen Schwankungen unterliegen, sind Erdwärmekollektoren weniger effizient als tiefer installierte Systeme wie Erdwärmesonden, stellen jedoch eine kostengünstige Alternative dar.
Erdwärmesonde
Erdwärmesonden sind vertikal in den Boden eingebrachte Rohrleitungen, die die tieferliegende Geothermie nutzen. Dafür werden sie je nach Bodenbeschaffenheit und Heizbedarf zwischen 40 und 100 Metern tief in den Untergrund gebohrt. Innerhalb der Sonden zirkuliert eine Sole, die die gespeicherte Wärme aus der Tiefe aufnimmt und zur Wärmepumpe transportiert.
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Da die Temperaturen in diesen Tiefen das ganze Jahr über weitgehend konstant bleiben, sind Erdwärmesonden besonders effizient und liefern auch im Winter eine hohe Heizleistung. Im Vergleich zu Erdwärmekollektoren benötigen sie nur wenig Fläche, erfordern jedoch eine aufwändigere Installation mit Tiefenbohrungen. Da diese Bohrungen in das Grundwasser reichen können, sind Erdwärmesonden genehmigungspflichtig und unterliegen strengen Auflagen zum Schutz des Wasserschutzgebiets.
Erdwärmekörbe
Erdwärmekörbe sind kompakte, spiralförmige Rohrsysteme, die senkrecht in etwa 1,5 bis 4 Metern Tiefe ins Erdreich eingelassen werden. Sie entziehen dem Boden Wärme und leiten sie über die zirkulierende Sole an die Wärmepumpe weiter. Durch ihre Bauweise können sie auf kleinerer Fläche installiert werden als Erdwärmekollektoren, benötigen jedoch eine größere Anzahl, damit sie dieselbe Heizleistung erreichen.
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Da Erdwärmekörbe nicht so tief wie Erdwärmesonden reichen, unterliegen sie in der Regel keiner Genehmigungspflicht. Sie sind besonders für kleinere Grundstücke geeignet und lassen sich flexibel an die verfügbaren Platzverhältnisse anpassen. Allerdings sind sie anfälliger für saisonale Temperaturschwankungen, da die oberflächennahen Bodenschichten schneller auskühlen als tiefere Erdschichten. Sie sind jedoch günstiger als Erdwärmesonden
Was kostet eine Erdwärmepumpe?
Eine Erdwärmepumpe kostet zwischen 15.000 und 38.000 Euro inklusive Installation. Die Anschaffungskosten für die Wärmepumpe selbst liegen in der Regel zwischen 10.000 und 18.000 Euro. Hinzu kommen Montagekosten, die je nach System zwischen 5.000 und 20.000 Euro betragen können.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Kosten je nach Erdwärmetauscher:
Die Kosten einer Erdwärmepumpe hängen von der Art des Erdwärmetauschers, der Bodenbeschaffenheit und der benötigten Heizleistung ab. Tiefenbohrungen für Erdwärmesonden sind teurer als Flächenkollektoren oder Erdkörbe. Harte Böden verteuern die Installation zusätzlich. Bei Flächenkollektoren und Erdkörben können die Erdarbeiten in einigen Fällen selbst übernommen werden, was die Kosten senkt. Staatliche Förderungen reduzieren die Investitionskosten erheblich.
Werden Erdwärmepumpen gefördert?
Erdwärmepumpen werden durch die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) mit Zuschüssen und zinsgünstigen Krediten unterstützt.
- Beim Austausch einer alten Heizung kann der KfW-Zuschuss 458 genutzt werden, der bis zu 70 % der förderfähigen Kosten übernimmt. Der maximale Zuschuss für ein Einfamilienhaus beträgt 21.000 Euro.
- Zusätzlich ist der KfW-Kredit 358/359 verfügbar, der mit einem effektiven Jahreszins ab 0,01 % gewährt wird. Er kann ergänzend zu Zuschüssen genutzt werden und bietet Darlehen von bis zu 120.000 Euro pro Wohneinheit. Haushalte mit einem Jahreseinkommen unter 90.000 Euro profitieren von besonders günstigen Konditionen.
Lohnt sich eine Erdwärmepumpe?
Erdwärmepumpen sind durch ihre hohe Effizienz besonders wirtschaftlich, da sie nur geringe Betriebskosten verursachen. Besonders bei einem Heizungstausch zahlt sich die Investition aus, da staatliche Förderungen bis zu 70 % der förderfähigen Kosten abdecken. Dadurch sinken die Anschaffungskosten erheblich und die Amortisation erfolgt schneller. In gut gedämmten Gebäuden stellt eine Erdwärmepumpe eine umweltfreundliche und kosteneffiziente Alternative zu herkömmlichen Heizsystemen dar.
Folgendes Rechenbeispiel zeigt, dass eine Erdwärmepumpe über einen Zeitraum von 20 Jahren fast 20.000 Euro einsparen kann – dank niedrigerer Betriebskosten und staatlicher Zuschüsse.
Welche Erfahrungen gibt es mit Erdwärmepumpen?
Erfahrungsberichte zeigen, dass Erdwärmepumpen eine effiziente und nachhaltige Heizlösung sind, wenn sie korrekt geplant und installiert werden. Nutzer loben vor allem die niedrigen Betriebskosten und die zuverlässige Heizleistung, selbst bei niedrigen Außentemperaturen.
Einige Erfahrungsberichte weisen jedoch darauf hin, dass die Bohrarbeiten für Erdsonden aufwändig und teuer sein können. In einem Erfahrungsbericht im Energiesparhaus-Forum berichten Hausbesitzer von unerwarteten Mehrkosten durch komplizierte Bodenverhältnisse oder Grundwasserprobleme.
Auch im Wärmepumpen-Forum wird betont, dass eine fachgerechte Planung der Bohrung entscheidend ist, damit spätere Probleme vermieden werden. Die richtige Dimensionierung der Anlage beeinflusst maßgeblich die Effizienz und die langfristigen Einsparungen.
Sind Erdwärmepumpen auch im Altbau effizient?
Ein aktueller Wärmepumpenfeldtest des Fraunhofer ISE belegt, dass Erdwärmepumpen auch in Altbauten effizient arbeiten können. Im Rahmen des Projekts "WP-QS im Bestand" wurden Effizienz, Betriebsverhalten und Schallbelastung von Wärmepumpen in Bestandsgebäuden untersucht. Die Zwischenergebnisse bestätigen einen effizienten Betrieb auch in älteren Gebäuden.
Die Effizienz einer Wärmepumpe hängt maßgeblich von der Vorlauftemperatur des Heizsystems ab. Niedrigere Vorlauftemperaturen erhöhen die Effizienz des Systems.
Ist mein Grundstück für eine Erdwärmepumpe geeignet?
Ob Ihr Grundstück für eine Erdwärmepumpe geeignet ist, hängt von Fläche, Bodenbeschaffenheit und Grundwasserlage ab. Für Erdwärmekollektoren benötigen Sie eine große, unbebaute Fläche, da die Kollektoren in etwa 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe verlegt werden. Erdsonden benötigen weniger Platz, erfordern aber Tiefenbohrungen bis 100 Meter. Die Effizienz hängt stark von der Wärmeleitfähigkeit des Bodens ab. Lehmige und feuchte Böden speichern mehr Wärme als trockene, sandige Böden. Eine vorherige Bodenanalyse gibt Sicherheit über die Eignung des Grundstücks.
Folgende Tabelle bietet einen Überblick über die Anforderungen der verschiedenen Erdwärmetauscher:
Wie lange hält eine Erdwärmepumpe?
Eine Erdwärmepumpe hält im Durchschnitt 15 bis 20 Jahre, während die Erdsonden oder Kollektoren im Boden eine Lebensdauer von bis zu 50 Jahren haben. Die tatsächliche Haltbarkeit hängt von der Qualität der Anlage, der Wartung und der richtigen Dimensionierung ab. Ein hochwertiges Modell mit regelmäßiger Wartung kann über 80.000 Betriebsstunden erreichen, was mehr als 20 Jahren Nutzungsdauer entspricht. Besonders langlebig sind geschlossene Erdwärmesonden, da sie keine beweglichen Teile im Erdreich haben.
Welche Genehmigungen sind für eine Erdwärmepumpe nötig?
Für eine Erdwärmepumpe benötigen Sie je nach System unterschiedliche Genehmigungen. Erdwärmesonden sind meist genehmigungspflichtig, da Bohrungen ins Grundwasser reichen können. Zuständig ist die untere Wasserbehörde, die prüft, ob Auflagen zum Wasserschutz bestehen. Erdwärmekollektoren benötigen in der Regel keine Genehmigung, da sie oberflächennah verlegt werden. Allerdings kann eine Anzeige bei der Gemeinde erforderlich sein. Vor der Installation sollten Sie sich bei Ihrer Kommune oder dem zuständigen Umweltamt informieren, um Verzögerungen zu vermeiden.
Welche Vorteile und Nachteile haben Erdwärmepumpen?
Erdwärmepumpen sind besonders effizient und verursachen niedrige Betriebskosten. Da sie die konstante Wärme des Erdreichs nutzen, sind sie unabhängig von der Außentemperatur. Allerdings erfordern sie höhere Investitionskosten und eine aufwändige Installation.
Ist eine Luftwärmepumpe die richtige Wahl?
Ob eine Luftwärmepumpe die richtige Wahl ist, hängt von den individuellen Gegebenheiten ab. Sie lohnt sich besonders in gut gedämmten Gebäuden mit einer niedrigen Vorlauftemperatur und kann durch staatliche Förderung sowie niedrige Betriebskosten langfristig Geld sparen. In Regionen mit mildem Klima oder in Kombination mit Photovoltaik ist sie besonders effizient. Bei schlecht gedämmten Altbauten oder sehr kalten Temperaturen kann eine alternative Wärmepumpe oder eine Hybridlösung besser geeignet sein.
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