Erdwärmepumpe: Vorteile, Funktion und Kosten
Die warmen Bodenschichten unter Ihrem Haus sind eine kostenlose und unerschöpfliche Energiequelle. Heizen mit Erdwärme bringt große Vorteile für Sie als Hauseigentümer und schont die Umwelt und das Klima. Lesen Sie jetzt, wo sich Erdwärmepumpen als Heizsystem eignen und was Sie bedenken müssen, damit sich die Kosten für eine neue Erdwärmeheizung auszahlen.
Was ist eine Erdwärmepumpe?
Erdwärmepumpen, auch Sole-Wasser-Wärmepumpen genannt, nutzen die vorhandene Wärme aus der Erde zum Heizen von Wohnräumen sowie zur Warmwasserbereitung.
Eine Erdwärmeheizung für ein Haus basiert auf oberflächennaher Geothermie. Diese umfasst die im oberen Teil der Erdkruste gespeicherte thermische Energie bis 400 m tief.
Das Aussehen einer Erdwärmepumpe variiert je nach Hersteller und spezifischen Anforderungen. Die Bosch Sole-Wärmepumpen zeichnen sich durch ein hochwertiges Glas- oder Metall-Design mit abgerundeten Kanten aus.
Welche Arten von Erdwärmepumpen gibt es?
Die Varianten einer Erdwärmepumpe unterscheiden sich durch die Art und Weise der Erdwärmegewinnung. Es gibt zwei Möglichkeiten, das Energiereservoir aus der Erde zu erschließen: über Sondenbohrungen oder oberflächige Kollektoren.
Erdwärmepumpe mit Flächenkollektor
Erdwärmekollektoren verlaufen horizontal nahe der Erdoberfläche in 1,2 m bis 1,5 m tiefen Gräben. Hier herrschen je nach Region, Jahreszeit und anderen Einflussfaktoren bereits um die 6 °C. Es gibt verschiedene Varianten, die je nach verfügbarer Fläche bevorzugt werden. Flächenkollektoren werden in parallelen Schlangenlinien verlegt, die an den Aufbau einer Fußbodenheizung erinnern. Ringgrabenkollektoren werden platzsparend in Schlaufen angelegt und verlaufen rings um das Grundstück, was eine flexible Anpassung ermöglicht.
Erdwärmepumpe mit Erdsonden
Erdwärmesonden werden tiefer im Erdreich installiert über vertikale Bohrungen. Für private Wohngebäude ist eine Bohrtiefe von 60 m bis zu 100 m üblich. Je tiefer, desto wärmer. Ab einer Tiefe von 10 m liegt die Bodenwärme konstant über 10 °C und wird kaum noch durch die Jahreszeiten beeinflusst. Bis zu einer Tiefe von 100 m steigen die Temperaturen im Mittel auf 15 °C an. Wenn die Ausbeute für den Heizbedarf nicht genügt, sind mehrere Bohrungen nötig.
Erdwärme entsteht bis in eine Tiefe von etwa 15 m durch die gespeicherte Sonneneinstrahlung. In tieferen Schichten erwärmen sich der Boden und das darin gespeicherte Grundwasser durch aufsteigende Wärme aus dem Erdinneren.
Wie funktioniert das Heizen mit Erdwärme?
Erdwärmepumpen funktionieren wie alle Wärmepumpenheizungen nach dem Prinzip eines Kühlschranks – nur umgekehrt. Einfach erklärt, nimmt das Gerät die vorhandene Energie aus der Wärmequelle Erde auf, verdichtet sie und transportiert die Wärme in die Wohnräume. Es wird kein Außengerät zur Wärmeerzeugung benötigt, wie es bei Luftwärmepumpen der Fall ist.
Der Aufbau einer Erdwärmeheizung lässt sich als System aus drei Kreisläufen beschreiben:
- Der Sole-Kreislauf zur Gewinnung von Wärme aus dem Boden
- Der Kältemittelkreislauf der eigentlichen Wärmepumpe
- Der Heizkreis zur Wärmeverteilung im Wohnraum
Der erste Kreislauf transportiert die thermische Energie aus der Erde zur Wärmepumpe. Eine zirkulierende Wärmeträgerflüssigkeit, die Sole, nimmt die Wärme des Bodens auf, fließt zu einem Wärmetauscher und gibt sie dort an den zweiten Kreislauf ab.
Der Wärmepumpenkreislauf hat die Aufgabe, das Temperaturniveau zu erhöhen. Dafür kommen ein Verdampfer, Kompressor und Kondensator zum Einsatz. Die erhöhte Temperatur überträgt ein Wärmetauscher schließlich auf den Heizkreis. Dieser versorgt über Heizflächen den Wohnraum und auch das Warmwasser-System.
Gut zu wissen: Erdwärmepumpen kühlen im Sommer das Haus. Im Rückwärtsbetrieb leitet das System die Wärme in das Erdreich ab. So profitieren Sie von einer preiswerten und nachhaltigen Klimatisierung Ihres Wohnraums, fast ohne Energieaufwand.
Was sind die Voraussetzungen für eine Erdwärmepumpe?
Mit Geothermie eine Wärmepumpenheizung zu betreiben, hat viele Vorteile. Allerdings müssen vier Voraussetzungen gegeben sein, damit sich die Investition wirklich lohnt. Folgendes ist bei der Planung einer Erdwärmepumpe zu beachten:
1. Ist das Gebäude ausreichend energieeffizient und gut gedämmt?
Grundsätzlich ist der Einsatz einer Erdwärmepumpe auch im Altbau möglich, sofern im Garten ausreichend Platz vorhanden ist. Entscheidend ist die Energieeffizienz des Gebäudes, nur so erreicht die Wärmepumpe ihre höchste Effizienz. Im Durchschnitt leisten Erdwärmepumpen hohe COP-Werte von 4,4 bis 4,8.
2. Mit welchen Vorlauftemperaturen wird die beste Effizienz erreicht?
Die Vorlauftemperaturen sollten 50 °C nicht überschreiten. Je niedriger der Unterschied zwischen Bodentemperatur und Vorlauftemperatur ist, desto weniger Energie verbraucht die Wärmepumpe. Optimal ist eine Wärmeverteilung über eine Flächenheizung oder Fußbodenheizung. Dies ist jedoch keine Voraussetzung, Erdwärmepumpen können auch mit großflächigen Heizkörpern betrieben werden.
3. Ist der Boden geologisch für die Erdwärmenutzung geeignet?
Die Beschaffenheit des Bodens bestimmt den Erdwärmeertrag pro Meter. Feuchte, lehmige und sandige Böden liefern deutlich mehr Wärme als trockenes, poröses Gestein. Ihr Bosch Wärmepumpen-Experte kann die Gegebenheiten am Standort für Sie beurteilen.
4. Ist das Grundstück geeignet, um Bohrungen oder Kollektorgräben anzulegen?
Umfangreiche Erdarbeiten und die Zufahrt auf das Grundstück mit schweren Geräten müssen möglich sein. Vor allem bei Bestandsgebäuden müssen Sie abwägen, ob Sie bestehende Gartenflächen aufgraben möchten. Auch muss der Platzbedarf für Flächenkollektoren gegeben sein. Erdsonden haben kaum Flächenbedarf, für eine Tiefenbohrung ist jedoch eine Genehmigung erforderlich.
Vor- und Nachteile einer Erdwärmeheizung
Die Vorteile einer Erdwärmepumpe sind sehr überzeugend. Sie stellen damit Ihr Heizsystem langfristig nachhaltig und effizient auf und sichern sich niedrige Heizkosten. Durch die hohen Installationskosten ergeben sich jedoch auch Nachteile.
- Hohe Leistung mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4 und mehr, auch bei hohem Wärmebedarf
- Gute CO2-Bilanz, die sich mit Ökostrom bis zur CO2-Neutralität verbessern lässt
- Niedriger Stromverbrauch sowie günstige Heizkosten dank hohem Wirkungsgrad und preiswerter Wärmepumpentarife
- Zuverlässige und leistungsfähige Warmwassererzeugung
- Passive Kühlung im Sommer möglich
- Ergänzt sich sehr gut mit Photovoltaik und erhöht die Rentabilität der PV-Anlage
- Ergänzt sich sehr gut mit Photovoltaik und erhöht die Rentabilität der PV-Anlage
- Wartungsarm, robust und langlebig
- Geräuscharm und platzsparend, da keine Geräte zur Wärmeerzeugung im Außenbereich notwendig
- Hohe Fördermöglichkeiten
- Zu Beginn hohe Investitionskosten
- Im Vergleich zu anderen Wärmepumpen hoher Aufwand für Erschließung – dadurch im Altbau oft besondere Prüfung notwendig
- Exakte Planung notwendig, um die Vorteile voll auszunutzen
- In eng bebauten Gebieten schwer umsetzbar
- Flächenkollektoren dürfen nicht durch Bauarbeiten, Pflanzen und ähnliches beschädigt werden
- Bohrungen genehmigungspflichtig
Erdwärmepumpe mit Photovoltaik kombiniert
Kosten einer Erdwärmepumpe
Die Kosten einer Erdwärmepumpe für die Anschaffung und Installation fallen höher aus im Vergleich zu einer Luftwärmepumpe oder Gasheizung. Das liegt vor allem an der aufwendigen Erschließung der Wärmequelle im Boden. Die Kosten für eine Erdwärmebohrung belaufen sich in der Regel auf etwa 10.000 Euro.
Der Gesamtpreis für das System bewegt sich im Rahmen von 19.000 bis 30.000 Euro. Eine Wärmepumpe mit Erdsonde ist teurer als mit Flächenkollektor.
Mit einer Erdwärmeheizung lassen sich einfach und nachhaltig Betriebskosten sparen. Die Anlagen schaffen eine durchschnittliche Jahresarbeitszahl von 3,5 bis 4,5. Aufgrund ihrer hohen Effizienz fällt der Stromverbrauch niedrig aus. Eine modulierende Erdwärmepumpe mit Inverter-Technologie passt ihre Leistung stufenlos an und spart erheblich Heizkosten ein.
Attraktive Fördermöglichkeiten
Erdwärmepumpen werden im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude von der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) gefördert. Mit der aktuellen staatlichen Förderung lassen sich die verhältnismäßig hohen Kosten für den Kauf und die Installation einer Erdwärmepumpe deutlich ausgleichen.
Die hohen Zuschüsse erleichtern den Umstieg auf das Heizen mit Geothermie immens für Hausbesitzer. Da Erdwärmeheizungen zu den effizienten Wärmepumpen zählen, erhalten sie einen zusätzlichen Bonus. Zu den förderfähigen Kosten in der Modernisierung zählen alle Ausgaben, die mit der Anschaffung der Erdwärmepumpe in Verbindung stehen: Von der Sondenbohrung bis zur Sanierung der Heizkörper.
Einzelmaßnahmen wie der Heizungstausch werden allerdings nur in Altbauten gefördert, ein Zuschuss für den Einsatz von Wärmepumpen in Neubauten ist nur noch indirekt über das KfW-Programm “Klimafreundlicher Neubau” möglich.
Bosch unterstützt Sie beim Förderantrag für Ihre neue Geothermie-Heizung.
