Erdwärmepumpe

Funktionsweise von Erdwärmepumpen

Während in anderen Ländern Erdwärmepumpen längst zum Alltag gehören, rücken sie in Deutschland erst jetzt in den Fokus. Als Teil der Erneuerbaren Energien sind Wärmepumpen eine Alternative zu klassischen Heizsystemen, die fossile Rohstoffe zum Heizen benötigen. Eines soll vorneweg gesagt werden: Erdwärmepumpen verbrauchen Strom, um Gebäude zu beheizen. Und es ist nur dann sinnvoll, eine solche Erdwärmepumpe zu installieren, wenn sie in Kombination mit einer Photovoltaikanlage arbeitet. Andererseits würden die Stromkosten enorm ansteigen, was aus Verbrauchersicht – aber auch aus ökologischen Aspekten – keinen Sinn macht. 

So funktioniert die Erdwärmepumpe  

Im Erdreich wird die von der Sonne aufgenommene Energie gespeichert. Generell kann es sich um Wärme aus der Luft, vom Regen oder direkter Sonneneinstrahlung handeln. Somit herrschen über das ganze Jahr hinweg durchschnittlich 7 bis 12 °C in unterschiedlicher Tiefe. Diese sogenannte Erdwärme wird durch Kondensation oder Verdampfung zu Heizwärme umgewandelt.  

Auf einfache Weise erklärt, sieht die Funktionsweise von Wärmepumpen wie folgt aus: Über Erdwärmekollektoren oder Erdwärmesonden wird Wärme aufgenommen. Zur Herstellung von Heizwärme werden ca. 75 Prozent der Sonnenenergie sofort verarbeitet. Weitere 25 Prozent gehören zur Antriebsenergie, die von der Photovoltaikanlage stammt. Wärmepumpen basieren also auf der Nutzung von Strom, die nur dann sinnvoll ist, wenn der dafür benötigte Strom tatsächlich von der Solaranlage kommt und nicht aus der Steckdose.  

Möglich ist der Einsatz durch zwei verschiedene Varianten. Einerseits können Erdwärmekollektoren die benötigte Wärme aufnehmen oder Erdwärmesonden. Der Unterschied besteht in der Nutzung und im Anschaffungspreis. Erdwärmesonden sind deutlich teurer, da sie ab 40 bis zu 99 Meter Tiefe in das Erdreich gelassen werden. Andererseits wird kein Platz auf dem Grundstück beansprucht, was insbesondere bei kleinen Grundstücken ein großer Vorteil ist.  

Erdkollektoren wiederum finden ihren Anwendungsbereich bei ca. 20 cm unter der regionalen Frostgrenze. Vor Ort werden sogenannte Heizschlangen im Erdboden ausgelegt. Die jeweilige Größe hängt vom Wärmebedarf des Hauses und der Speichereigenschaft des Bodens ab.  

Erdwärme sammeln und effizient in Wärme umwandeln 

Die somit aus dem Erdreich erschlossene Energie kann in Heizwärme umgewandelt werden. Im Gegensatz zu anderen, klassischen Heizmethoden verbraucht die Erdwärmepumpe also keine Ressourcen wie Gas, Heizöl, Holz oder Holzbrennstoffe, sondern macht sich die Erdenergie zunutze. Auch sinkende Vorkommen müssen nicht befürchtet werden, da durch die Sonne täglich wieder neue Wärme dem Erdreich zugeführt wird. Aus diesem Grund wird auch von der Geothermie gesprochen.

Kosten von Erdwärmepumpen

Aufgrund ihrer Technologie sind Erdwärmepumpen teurer als klassische Heizungsarten. Andererseits entstehen während der Nutzung keinerlei Verbrauchskosten. Das Einsparpotenzial ist mit der Erdwärmepumpe also deutlich höher, zumal die Effizienz von Erdwärmepumpen relativ hoch ist. Mit dem Erneuerbare Energiengesetz 2023 vergibt die Bundesregierung staatliche Förderungen von bis zu 40 Prozent auf den Kauf und die Installation von Wärmepumpen. 

Erdwärmepumpe, Luft-Wärmepumpe oder  Wasser-Wasser-Wärmepumpe zum Heizen montieren lassen.

Voraussetzungen um Erdwärmepumpen zu installieren

Wie im oberen Absatz beschrieben, stehen zwei Optionen zur Nutzung von Erdwärme zur Verfügung. Entweder über Erdsonden oder Erdkollektoren. Welche Option für den Verbraucher die bessere ist, sollte immer mit einem Fachmann besprochen werden. Denn neue Heizungsarten basierend auf Erdwärme und Sonnenenergie sind langfristige Projekte im Haus, die präzise geplant werden sollten. Nicht zu vergessen ist auch die Grundstücksgröße Teil dieser Planung.

Dies trifft bei Erdkollektoren zu, denn die Kollektoren sollten 1,5 – 2mal grösser sein als die zu beheizende Wohnfläche. Bei einer Wohnfläche von 140 Quadratmeter müsste die Kollektorfläche bei einer Erdwärmepumpe mit Kollektoren demnach 210 bis maximal 280 Quadratmeter betragen. Bergige Regionen sind hier nicht ideal, da zum Einsatz von Erdkollektoren ein vorrangig ebenes Geländeprofil vorhanden sein sollte. Später darf diese Fläche nicht versiegelt, verdichtet oder bebaut werden. Diese Aspekte sind bei der Auswahl zu berücksichtigen.

Platzsparender sind Erdsonden, für deren Nutzung Tiefbohrungen vorgenommen werden müssen. Dafür ist im Vorfeld ein Gutachten zur Bodenbeschaffenheit zu erstellen. Ebenso notwendig ist die wasserrechtliche Genehmigung der Unteren Wasserbehörde, bevor die Erdbohrungen vorgenommen werden.