Erdwärmepumpe

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Unabhängig davon, ob Wasser, Luft oder die Wärme der Erde als Energiequelle genutzt wird, funktionieren Wärmepumpen immer nach demselben Grundprinzip: Energie aus der Umgebung wird aufgenommen und auf ein spezielles Kältemittel übertragen, das schon bei relativ niedrigen Temperaturen verdampft. Da der Kältemitteldampf noch zu kalt zum Heizen ist, wird er mithilfe eines Kompressors stark verdichtet und damit seine Temperatur erhöht. Der Verdichter wird in der Regel mit Strom betrieben. Im Anschluss überträgt der erhitzte Kältemitteldampf die thermische Energie auf das Heizsystem. Das Kältemittel verflüssigt sich wieder, geht in den Ausgangszustand zurück und der Kreislauf beginnt erneut.

Wie ist eine Erdwärmepumpe aufgebaut?

Zur Heizanlage gehören insgesamt drei Teile: Die Wärmequellenanlage, in der die Erdwärme gewonnen wird; die eigentliche Wärmepumpe, die sich über dem Erdboden befindet; und das Heizsystem, das die Wärmeenergie im Haus verteilt beziehungsweise speichert.

1. Energie gewinnen: Es gibt zwei Wege, um thermische Energie aus der Erde zu gewinnen: Entweder wird eine sogenannte Erdsonde in eine tiefe, vertikale Erdbohrung eingebracht, oder es werden Erdkollektoren in Form eines Röhrensystems in geringer Tiefe verlegt. In diesem ersten Kreislauf wird die Erdwärme von einer Flüssigkeit aufgenommen.
2. Nutzbar machen: In einem weiteren Kreislauf zirkuliert ein Kältemittel. Mittels eines Wärmetauschers (Verdampfer) wird die im ersten Schritt gewonnene Erdwärme auf das Kältemittel übertragen. Dadurch ändert das Kältemittel seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig. Das Gas wird verdichtet, erhitzt und anschließend in einem weiteren Wärmetauscher (Verflüssiger) kondensiert. Wieder im flüssigen Zustand kann das Kältemittel den Kreislauf erneut beginnen.
3. Heizen: Die Wärme, die das Kältemittel im Verflüssiger abgibt, wird auf das Wasser im dritten Kreislauf übertragen. Dieses wird in die Heizung oder einen Warmwasserspeicher geleitet.

Welche Voraussetzungen müssen für eine Erdwärmepumpe gegeben sein?

Für die effiziente Nutzung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe müssen gewisse Voraussetzungen erfüllt sein. In Neubauten ist die Installation in der Regel bedenkenlos möglich. In Altbauten spielen vor allem die Dämmung und das Wärmeverteilsystem eine Rolle. Ist das Gebäude gut gedämmt und besitzt das Heizsystem eine geringe Vorlauftemperatur, spricht nichts gegen eine Erdwärmepumpe. Die Vorlauftemperatur ist die Temperatur des Heizungswassers beim Eintritt in die Rohrleitungen, sie sollte maximal 40 Grad Celsius betragen. Besonders effizient sind Flächenheizungen wie Fußboden-, Decken- oder Wandheizungen. Moderne Flächenheizungen kommen oft mit Vorlauftemperaturen unter 30 Grad Celsius aus.

Je nach Art der Erdwärmepumpe müssen weitere Voraussetzungen erfüllt sein. Für Erdsonden sind etwa Bohrungen notwendig. Zwar sind Genehmigungen laut Bundesberggesetz erst ab einer Tiefe von 100 Metern notwendig, einzelne Landesgesetze weichen aber davon ab. Deshalb sollten im Vorfeld die Vorschriften des jeweiligen Bundeslandes geprüft werden. Fällt die Entscheidung auf eine Erdwärmepumpe mit Erdwärmekollektoren, wird eine ausreichend große Fläche für die Installation benötigt.

Was kostet eine Erdwärmepumpe?

Die Kosten für eine Erdwärmepumpen-Anlage lassen sich in verschiedene Bereiche gliedern:

• Erschließung: Zunächst muss die Wärmequelle erschlossen werden. Die Kosten für die Erdsondenbohrung liegen bei etwa 50 bis 75 Euro pro Meter (bei bis zu 100 Meter Tiefe). Bei Flächenkollektoren fallen Kosten von etwa 25 Euro pro Quadratmeter an (bei 1,20 Meter Verlegetiefe). Sonden sind in der Regel zuverlässiger, aber auch etwas teurer. Neben der Bohrung selbst ist nämlich auch eine Vermantelung aus Beton notwendig. Die Arbeiten müssen von Profis durchgeführt werden. Bei Erdkollektoren besteht die Möglichkeit, durch Eigenleistung Kosten zu sparen.
• Pumpe: Für die Erdwärmepumpe selbst ist mit Kosten von 6.000 bis 8.000 Euro zu rechnen. Ausschlaggebend ist vor allem die Heizleistung. Soll die Sole-Wasser-Wärmepumpe im Sommer auch als Klimaanlage dienen, wird es teurer. Denn dafür ist ein zusätzliches Lüftungsmodul notwendig.
• Installation: Für die Montage und den Anschluss sollten zwischen 4.000 und 5.000 Euro eingeplant werden. Aufwändige Verrohrungen können zusätzliche Kosten verursachen.
• Laufende Kosten: Erdwärmepumpen sind besonders wartungsarm. Wartungskosten fallen über die Lebensdauer von bis zu 20 Jahren deshalb kaum an. Um die Erdwärmepumpe zu betreiben, wird Heizstrom benötigt. Wie hoch die Stromkosten ausfallen, hängt von der Heizleistung der Erdwärmepumpe ab. Sie bewegen sich in der Regel zwischen 500 und 1.900 Euro pro Jahr. Möchten Sie die Heizstrompreise vergleichen, geht das mit dem Rechner von Verivox ganz einfach. Geben Sie einfach Ihre Postleitzahl, den jährlichen Verbrauch in Kilowattstunden und die Art des Zählers an, um Strompreise verschiedener Anbieter zu vergleichen.

Tipp: Die Kosten für eine Erdwärmepumpe können durch eine entsprechende Förderung gesenkt werden. Diese gibt es unter anderem vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Sind alle Voraussetzungen erfüllt, fördert die BAFA Erdwärmepumpen mit Kollektoren mit bis zu 6.000 Euro. Bei Erdsonden sind es sogar 6.750 Euro. Wichtig ist: Die Förderung muss beantragt werden, bevor der Installateur beauftragt wird und mit der Umsetzung begonnen wird.

Welche Vorteile bietet eine Erdwärmepumpe?

• Kostenlose Energiequelle: Die thermische Energie als solche ist kostenlos. Nur der Strom für den Verdichter muss bezogen werden. Es besteht die Möglichkeit, die Wärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage zu kombinieren.
• Niedrige Emissionswerte: Da Erdwärmepumpen selbst nicht auf einen Verbrennungsvorgang angewiesen sind, entstehen anders als bei Gas- und Ölheizungen keine CO2-Emissionen. Da aber der für den Betrieb benötigte Strom erzeugt werden muss, sind sie nicht komplett frei von Emissionen. Die Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom ermöglicht eine weitere Reduktion.
• Geringe Wartungskosten: Sole-Wasser-Wärmepumpen sind wartungsarm. Regelmäßige Kontrollen und die damit verbundenen Kosten entfallen.
• Lange Lebensdauer: Die Lebensdauer von Erdwärmepumpen liegt bei etwa 20 Jahren.
• Nutzung als Klimaanlage möglich: Mit einem zusätzlichen Lüftungsmodul lässt sich eine Wärmepumpe auch als Klimaanlage nutzen.

Welche Nachteile hat eine Erdwärmepumpe?

• Vergleichsweise hohe Anschaffungskosten: Die Kosten für Erschließung, Anschaffung und Installation sind vergleichsweise hoch, lassen sich jedoch durch staatliche Förderungen reduzieren.
• Hoher Planungsaufwand: Die Planung ist mit einem gewissen Aufwand verbunden. Unter Umständen müssen Genehmigungen eingeholt werden.
• Hoher Platzbedarf: Für die Installation der Anlage wird einiges an Platz benötigt, besonders bei Erdwärmepumpen mit Kollektoren.
• Bauliche Voraussetzungen: Vor allem bei Bestands- und Altbauten ist auf gewisse bauliche Voraussetzungen zu achten, etwa auf die Dämmung.