What is a geothermal heat pump?

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.

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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.

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.

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.

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.

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:

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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:

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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 achieve what is more than 20 years of use corresponds. Closed geothermal probes are particularly durable as they have no moving parts in the ground.

What permits are required for a geothermal heat pump?

Depending on the system, you need a geothermal heat pump different permits. geothermal probes are usually subject to approval, as drilling in groundwaters Can be enough. Responsible is the Lower water authority, which checks whether there are water protection requirements. geothermal heat collectors As a rule, they do not require approval, as they are laid close to the surface. However, one can Advertisement with the municipality be necessary. Before installation, you should check with your municipality or the responsible environmental authority to avoid delays.

What are the advantages and disadvantages of geothermal heat pumps?

Geothermal heat pumps are particularly efficient and result in low operating costs. Since they use the constant heat of the ground, they are independent of the outside temperature. However, they require higher investment costs and complex installation.

Is an air source heat pump the right choice?

Whether an air heat pump is the right choice depends on individual circumstances. It is particularly worthwhile in well-insulated buildings with a low flow temperature and can save money in the long term through government funding and low operating costs. It is particularly efficient in regions with mild climates or in combination with photovoltaics. In the case of poorly insulated old buildings or very cold temperatures, an alternative heat pump or a hybrid solution may be more suitable.

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