Die Bodentemperatur ist unabhängig von der Jahreszeit stabil. Die Auslegung lässt sich genau berechnen und zuverlässig planen. Damit ist auch in extremen Kälteperioden die Wärmeversorgung sichergestellt.
Sole-Wasser-Wärmepumpen: Erdwärme effizient nutzen
Wärmepumpenheizungen gewinnen kostenlose, erneuerbare Energie aus der Umgebung. Eine besonders ergiebige Quelle dafür ist Geothermie: Wärme, die im Boden gespeichert ist. Lesen Sie hier, auf welchen Wegen Sie Sole-Wasser-Wärmepumpen einsetzen können und welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit Sie langfristig von sehr niedrigen Heizkosten profitieren!
Was ist eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?
Sole-Wasser-Wärmepumpen sind Heizgeräte, die dem Boden Wärme entnehmen. Die geothermische Energie lässt sich für die Gebäudeheizung und die Warmwassererzeugung nutzen.
Die Geräte heißen Sole-Wärmepumpen, weil eine Wärmeträgerflüssigkeit (Sole) die Erde als Energiequelle erschließt. Da die Wärmegewinnung im Inneren der Erde stattfindet, tragen die Systeme auch die Bezeichnungen Erdwärmepumpen oder Erdwärmeheizungen.
Eng verwandt sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen. Sie gewinnen die Energie nicht über eine zirkulierende Sole, sondern aus Grundwasser, das sie an die Oberfläche pumpen.
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Das Funktionsprinzip einer Sole-Wasser-Wärmepumpe
Sole-Wasser-Wärmepumpen funktionieren in drei Kreisläufen. Der Sole-Kreislauf fördert die Wärme aus dem Erdinneren. Dafür sind Sondenbohrungen oder flächige Kollektoren nötig, in denen die Sole zirkuliert. Das Wasser-Salz-Gemisch ist ein guter Wärmeträger und ökologisch unbedenklich.
Am Verdampfer der Wärmepumpe geht die Energie aus der Sole auf den Kältekreislauf über. Ein Kompressor verdichtet das Kältemittel, und dessen Temperatur steigt. Am Kondensator (Verflüssiger) überträgt ein Wärmetauscher die Wärmeenergie auf den Heizkreis und erwärmt dort die Heizflächen und das Warmwasser.
Der Kompressor und die Pumpen von Sole-Wasser-Wärmepumpen verbrauchen elektrische Energie. Die wichtigste Kennzahl für die Effizienz der Wärmepumpenheizung ist deshalb das Verhältnis von bereitgestellter Wärme zu verbrauchtem Strom. Es wird als Jahresarbeitszahl (JAZ), als Coefficient of Performance (COP) oder auch als Seasonal Coefficent of Performance (SCOP) angegeben. Die Jahresarbeitszahl misst die Effizienz im praktischen Einsatz. Der COP wird unter Standard-Laborbedingungen ermittelt und macht unterschiedliche Geräte vergleichbar.
Ein großer Vorteil ist das passive Kühlen im Sommer: Im "Rückwärts-Betrieb" leitet das System Wärme in den kühlen Boden ab. Durch das Temperaturgefälle ist eine Verdichtung überflüssig. Das Ergebnis ist eine leistungsfähige und sparsame Klimatisierung, die im gleichen Zuge das Erdreich durch die Rückführung von Wärme regeneriert.
Erdsonden oder Erdkollektoren: Was ist damit gemeint?
Erdsonden- und Kollektoren erschließen das Erdreich als Wärmequelle. In den Rohren der Sonde bzw. des Kollektors zirkuliert die dafür notwendige Sole.
Erdsonde: Erdsonden werden senkrecht verlegt – reichen also tiefer in die Erde hinab als Erdwärmekollektoren. Hierfür sind Bohrungen erforderlich. Für einfache Wohnhäuser genügt in der Regel eine Tiefe von bis zu 100 Meter. Beachten Sie außerdem die dafür benötigten Bohrgenehmigungen sowie Gewässerschutzbestimmungen.
Erdkollektor: Beim Erdkollektor werden die Rohre flächenhaft verlegt, ähnlich wie bei einer Fußbodenheizung. Hierfür sind ausgedehnte Gräben oder Gruben für die oberflächennahe Verlegung nötig.
Mit jedem verlegten Meter lässt sich mehr Wärme sammeln. Zudem sind nasse, sandige und lehmige Böden besonders günstig und bieten eine hohe Wärmeleistung pro Meter. Allerdings verursachen die Erdarbeiten auch hohe Kosten, die aber vom Staat ebenfalls gefördert werden. Die Tiefe der Erdwärmesonden und die Grabenlänge des Kollektors müssen deshalb vom Fachmann exakt auf den Energiebedarf der Heizanlage abgestimmt sein.
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Mit diesen Kosten müssen Sie rechnen
Ist in Bezug auf Sole-Wasser-Wärmepumpen von Nachteilen die Rede, stehen die hohen Kosten für die Erschließung der Erdwärme ganz oben auf der Liste.
Zu den Ausgaben für Anschaffung und Installation des Heizgeräts kommen die Kosten für die Bohrungen und Erdarbeiten. So entstehen Investitionssummen weit über den Kosten für eine neue Gasheizung.
Doch dem stehen bei korrekter Planung dauerhaft niedrige Betriebskosten gegenüber, die von kaum einem anderen Heizsystem zu schlagen sind. Zudem werden die Kosten für Bohrung und Erdarbeiten vom Staat gefördert. Wie viel Heizkosten Sie durch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe einsparen können, hängt von vielen Faktoren ab und lässt sich nur individuell für Ihr Objekt berechnen. Folgende Tabelle gibt Ihnen einen ersten Überblick.
| Anschaffungskosten | 10.000 € – 12.000 EUR |
| Kosten für Installation | 2.000 € – 3.000 EUR |
| Kosten Erschließung, Sondenbohrungen oder Kollektorverlegung | 8.000 € – 10.000 EUR |
| Gesamtkosten für Einrichtung des Systems | 20.000 – 25.000 EUR |
| Betriebskosten im Beispielgebäude* | 500 EUR für elektrische Energie (je nach Wärmepumpen-Tarif) im Jahr |
* Das Beispielgebäude erreicht eine solide JAZ von 4 und besitzt 120 m² beheizte Wohnfläche mit einem Gesamtwärmebedarf von 10.000 kWh im Jahr. Für den Betrieb der Heizung wird ein Wärmepumpentarif mit 0,20 EUR/ kWh genutzt.
Förderung für Sole-Wasser-Wärmepumpen
Nutzen Sie die Unterstützung der öffentlichen Hand. Förderungen erhalten Sie je nach Bundesland und Energieversorgungsunternehmen. Mehr dazu finden Sie auf unserer Seite Förderung für Wärmepumpen , sowie beim Wärmepumpenverband Österreich.
Welchen Einfluss haben Sole-Wasser-Wärmepumpen auf die Umwelt?
Sole-Wasser-Wärmepumpen sind klima- und umweltfreundlich, weil sie den CO2-Ausstoß verringern. Im aktuellen deutschen Strommix, der noch einen großen Anteil fossiler Brennstoffe einschließt, ist eine JAZ von etwa 3,5 nötig, um beim Heizen mit Sole-Wasser-Wärmepumpe weniger CO2 zu erzeugen, als mit einer vergleichbaren Gas- oder Ölheizung. Mit einer besseren Jahresarbeitszahl, aber auch, wenn der erneuerbare Anteil im Strommix steigt oder zum Beispiel Photovoltaik hinzukommt, erhöht sich der Umweltnutzen drastisch.
Die Einwirkungen auf die Umwelt beschränken sich auf die Abkühlung des Erdreichs. Eine zu intensive Entnahme wegen mangelnder Sondentiefe oder Kollektorfläche kann zum Auskühlen oder Vereisen des Bodens führen. Das ist allerdings eine Folge von Planungsfehlern und mit einer korrekten Planung und Auslegung leicht vermeidbar.
FAQ
Um die Effizienz dauerhaft hoch zu halten, wird eine Wassertemperatur von 50 Grad empfohlen. Allerdings können Erdwärmepumpen für kurzfristige Erhitzung zum Erhalt der Trinkwasserhygiene auch höhere Temperaturen erzeugen.
Die Tiefe der Bohrung ist abhängig vom Ertrag pro Meter und dem Wärmebedarf des Heizsystems. Im privaten Einsatz beträgt die Sondentiefe meist maximal 100 m. Wenn das nicht ausreicht, werden in ausreichendem Abstand mehrere Bohrungen gesetzt.
In der Mehrheit sind Schwierigkeiten mit Erdwärmepumpen auf Planungsfehler zurückzuführen. Das betrifft zum Beispiel die zu große oder zu kleine Auslegung oder eine fehlerhaft oder ungünstig gestaltete Anlagenhydraulik, die sich ungünstig auf die Effizienz auswirkt.
Der Unterschied ist die Wärmequelle, aus der die Wärmeenergie stammt. Sole-Wasser-Wärmepumpen gewinnen Wärme aus dem Erdreich. Luft-Wasser-Wärmepumpen bzw. Luftwärmepumpen nutzen die Umgebungsluft als Wärmequelle.
Bei einer Störung muss wie bei jedem Heizsystem eine fachgerechte Überprüfung und Instandsetzung durch den Fachbetrieb erfolgen. Für Umwelt, Gebäude oder Bewohner bestehen dabei keine besonderen Risiken.
Die höhere Leistung von Erdwärmepumpen macht diese Systeme auf einer Seite zu einer sinnvollen Lösung. Die intensiven Erdarbeiten sind im städtischen, meist eng bebauten Raum allerdings manchmal nicht umsetzbar. Fragen Sie am besten Ihren Heizungsfachmann!
Eine Kombination mit Solarthermie ist möglich, aber wirtschaftlich weniger attraktiv. Die Verbindung von Photovoltaik und Sole-Wasser-Wärmepumpe wiederum hat große Vorteile, vor allem in Bezug auf die laufenden Kosten der Wärmepumpe und dem Eigenverbrauch der Photovoltaikanlage.