Erdwärmepumpen – alles über die umweltschonende Technologie für die eigene Heizung

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es und was ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

• Sole-Wasser-Wärmepumpe
• Luft-Luft-Wärmepumpe
• Luft-Wasser-Wärmepumpe
• Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Anmerkung: Sole-Wasser-Wärmepumpen benötigen nicht nur die im Erdreich gespeicherte Wärme zum Heizen und zur Brauchwassererwärmung, sondern auch eine externe Energiequelle und ein ausgeklügeltes Kreislaufsystem.

Welche Gebiete und Grundstücke eignen sich für Erdwärme?

Die im Erdboden gesammelte Wärmeenergie kommt hauptsächlich aus Sonneneinstrahlung und Niederschlägen. Grundstücke mit viel direkter Sonneneinstrahlung eignen sich daher gut für die Installation einer Erdwärmepumpe als Heizung. Aber auch ohne die Vorraussetzung der direkten Sonneneinstrahlung lässt sich Erdwärme gut nutzen. Eine der Grundvoraussetzungen für geothermische Wärmepumpen ist dabei, dass die Fläche über den Kollektoren unversiegelt und unbebaut sein sollte.

Wieviel kosten Erdwärmepumpen und wie hoch sind die Heizkosten?

Geothermische Wärmepumpen kosten je nach Modell einen kleineren fünfstelligen Euro-Betrag, sind aber sehr effizient und daher wirtschaftlich zu betreiben. Bei der Salzlösungswasser-Wärmepumpe müssen zu den normalen Heizkosten auch die Kosten für die Erschliessung der Wärmequelle addiert werden. Dazu sind auch die Kosten für die Solezu- und -rückführung zu berücksichtigen. Der reine Kaufpreis für die geothermische Wärmepumpe beträgt in der Regel nur die Hälfte der Aufwendungen. Denn die Bohrungen und die Verlegung der Rohre kosten in etwa noch einmal so viel Geld. Die Anschaffungskosten sind also relativ hoch, aber aufgrund ihres sehr geringen Verbrauchs und damit niedriger Heizkosten ist die Nutzung der Erdwärme mit der Erdwärmepumpe eine sinnvolle Alternative. Umso teurer ist der Anschluss an die geothermische Wärmepumpe.

Wie ist die Funktionsweise einer Erdwärmepumpe?

Mathematisch gesehen folgt die Temperaturkurve einer harmonischen Schwingung: In einer Tiefe von fünf bis zehn Metern entspricht die im Erdreich gemessene Temperatur praktisch der Jahresmitteltemperatur des Standortes der Erdwärmepumpe. Sinken die Temperaturen tief, sinkt auch die Temperatur im Erdreich. Die geothermische Wärmepumpe oder Erdwärmeheizung arbeitet daher nach dem gleichen Prinzip wie ein Kühlschrank und wandelt Erdwärme in Heizenergie um. Das System besteht aus einer Grundeinheit, die im Inneren des Hauses installiert wird, und dem aussen installierten Wärmequellensystem (Sonden oder Flächenkollektoren). Die vom Kältemittel erzeugte Wärme besteht zu fast drei Vierteln aus kostenloser Umweltwärme und nur zu etwa einem Viertel aus elektrischer Energie für den Kompressor. Im Vergleich zu einem rein elektrischen Heizsystem bedeutet dies, dass wesentlich weniger Strom benötigt wird. Mit der aktiven Kühlung wird nun der Wärmepumpenprozess in Gang gesetzt, allerdings in umgekehrter Richtung: Die Wärmepumpe nutzt nun das Haus als Wärmequelle und gibt die erzeugte Wärme ebenfalls über die Erdkollektoren nach aussen ab.

Wie ist die Funktionsweise der Erdwärmepumpe als Heizung?

Erdwärmepumpen als Heizungsarten verwenden normalerweise Sole, eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel. Sie arbeitet mit dem Kältemittel und gehört zu den Kompressionswärmepumpen. Das Kühlmittel bleibt während des gesamten Prozesses im Kreislauf und kommt nie in direkten Kontakt mit dem Wasser im Warmwassertank, sondern überträgt lediglich Wärme. Das Kältemittel ist so ausgelegt, dass die geringe, aber konstante Erdwärme das Kältemittel zum Verdampfen bringt. Es ist daher nicht mehr eine Flüssigkeit, sondern ein Gas. Das leicht erwärmte Gas wird dann in einer Pumpe, das heisst unter Druck, verdichtet. In Sole-Wasser-Wärmepumpen zirkuliert Sole und die aufgenommene Wärme wird über Wärmetauscher auf das eigentliche Kältemittel übertragen. Auf diese Weise wird die Sonnenenergie, die zur Erwärmung des Erdreichs verwendet wird, für Heizzwecke genutzt. Der überhitzte Dampf verflüssigt sich und verlässt den Kondensator als erwärmtes Kühlmittel. Wenn das Kühlmittel eine bestimmte Temperatur erreicht, verdampft es. Daher besitzen Erdwärmepumpe in der Regel auch ein integriertes System zur Wohnraumlüftung.

Was sind Erdwärmekollektoren?

Erdwärmekollektoren sind geothermische Wärmetauscher, die hauptsächlich aus horizontal im Boden verlegten Rohren bestehen. Sie befinden sich knapp unter der Erdoberfläche und arbeiten mit einem horizontalen Rohrsystem, das in Schlangen verlegt ist. Erdwärmekörbe stellen dabei eine spezielle Form von oberflächennahen Erdkollektoren dar. Die Struktur der Erdwärmekörbe besteht ebenfalls aus einer zylindrisch gewickelten Rohrschlange. Diese ist in der Regel konisch und erreicht einen Durchmesser von einem oder zwei Metern, wenn die Spule zwei oder drei Meter hoch ist. Im Gegensatz zu Erdwärmesonden, für die tiefe Bohrungen in der Erde obligatorisch sind, können die Körbe dank ihrer Funktionsweise fast überall eingesetzt werden. Sie verfügen über eine hohe Entzugsleistung und die geringe Einbautiefe fördert die Regenerationsfähigkeit des sie umgebenden Bodens.

Funktionieren Erdwärmepumpen auch wie Klimaanlagen?

Die Hauptaufgabe einer Wärmepumpe ist die Versorgung von Wohnräumen mit Wärme. Sie kann aber im Sommer auch zu Klimaanlagen umgewandelt werden.