Energie aus dem Erdreich
Das Erdreich eignet sich perfekt als Wärmequelle für Ihre Wärmepumpen-Heizung. In Erdschichten ab 15 m Tiefe findet man das ganze Jahr über relativ konstante Temperaturen. Die oberflächennahen Schichten hingegen sind leicht schwankenden Temperaturen ausgesetzt und von der jeweiligen Witterung abhängig.
Ab einer bestimmten Tiefe liegen die Temperaturen das ganze Jahr zwischen 8 und 12 °C. Selbst wenn im Winter der Boden oberflächlich gefriert, kann Ihre Sole-Wärmepumpe weiterhin Wärme aus dem Erdreich nutzen. Mit max. 50-70 °C Vorlauftemperatur eignen sich Erdwärmepumpen sowohl für den Neubau als auch für bestehende Radiatoren-Heizsysteme. Zur Wärmegewinnung wird zwischen zwei Hauptarten unterschieden:
- Flächenkollektoren
- Erdsonden
Es gibt aber auch Grabenkollektoren, thermoaktive Fundamente, Erdwärmekörbe, Energiesäulen etc.
Passiv kühlen mit Sole-Wärmepumpen
Im Sommer können Erd-Wärmepumpen auch zum „Natural Cooling“ genutzt werden – eine willkommene und kostengünstige Alternative zur klassischen aktiven Kühlung mit einer Klimaanlage. Das Prinzip ist einfach erklärt: Die Flächenheizung – im Normalfall die Fußbodenheizung – wird als Verteilsystem genutzt. Ein Wärmetauscher entzieht dem Heizungswasser die Wärme und überträgt sie an die Sole. Bis zu 3 °C kann die Raumtemperatur mit passivem Kühlen gesenkt werden. Die Sole gibt wiederum die aufgenommene Wärme an das Erdreich ab. Positiver Nebeneffekt dabei: Die Wärme im Erdreich wird regeneriert und steht im Winter für die Heizung zur Verfügung.
Häufige Fragen
Anders als bei einer Luftwärmepumpe fallen bei Erd-Wärmepumpen zusätzliche Kosten für das Erschließen der Wärmequelle an. Je nach System – Erdkollektoren oder Erdsonden – sind diese unterschiedlich. Die konkreten Kosten sind stark abhängig von der jeweiligen Bodenbeschaffenheit.
Den höheren Investitionskosten stehen vergleichsweise niedrige Betriebskosten gegenüber. Ein weiteres Plus ist die Möglichkeit der passiven Kühlung.
Von Förderungen profitieren:
Je nach Bundesland, Gemeinde, Förderprogramm und individuellen Voraussetzungen können Förderungen für Erdwärmepumpen verfügbar sein. Diese können beispielsweise in Form von Zuschüssen gewährt werden. Einige Energieversorger unterstützen den Betrieb von Wärmepumpen sogar durch Zuschüsse oder spezielle Stromtarife.
Grundsätzlich funktionieren alle Wärmepumpen nach dem gleichen Prinzip: Die Wärme wird über einen Verdampfer der Energiequelle entzogen und an das Kältemittel abgegeben. Dieses verdampft und wird von einem Verdichter auf einen höheren Druck gebracht, dadurch steigt auch die Temperatur des Kältemittels. Der Kondensator fungiert als Wärmetauscher und übergibt die Wärme an das Heizungssystem. Für den gesamten Vorgang benötigt die Wärmepumpe lediglich etwas Strom.
Funktion einer Sole-Wasser-Wärmepumpe
Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Erdreich gespeicherte Energie, um diese für Heizung und Warmwasser nutzbar zu machen. Der Prozess funktioniert nach einem einfachen, bewährten Prinzip: Über einen Verdampfer wird der Sole (einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) die Erdwärme entzogen und an ein Kältemittel übertragen. Das Kältemittel verdampft und wird von einem Verdichter komprimiert, wodurch Druck und Temperatur steigen. Ein Kondensator fungiert als Wärmetauscher und überträgt die erzeugte Wärme in das Heizsystem. Für diesen Prozess benötigt die Wärmepumpe lediglich eine geringe Menge Strom und nutzt zusätzlich die im Erdreich gespeicherte Wärmeenergie. So wird die Energie aus dem Erdreich für Heizung und Warmwasser nutzbar gemacht.
Passiv kühlen mit Sole-Wasser-Wärmepumpen
Sole-Wasser-Wärmepumpen können nicht nur heizen, sondern im Sommer auch zum natürlichen Kühlen (Natural Cooling) genutzt werden. Dabei wird die Flächenheizung, wie z. B. eine Fußbodenheizung, zur Verteilung der Kühle eingesetzt. Ein Wärmetauscher entzieht dem Heizungswasser die Wärme und überträgt sie an die Sole. Diese gibt die überschüssige Wärme an das Erdreich ab, wodurch die Raumtemperatur um bis zu 3 °C gesenkt werden kann – eine kostengünstige Alternative zur aktiven Kühlung mit einer Klimaanlage. Gleichzeitig regeneriert sich das Erdreich durch die zurückgeführte Wärme, die in der Heizperiode wieder als Wärmequelle zur Verfügung steht.
Erdkollektoren
Es gibt verschiedene Arten von Erdkollektoren. Die Systeme haben jedoch einen großen Flächenbedarf und sind den im Jahresverlauf schwankenden Erdtemperaturen ausgesetzt. Bei Flächenkollektoren werden unterhalb der Frostgrenze, in einer Tiefe von ca. 1,5 m, horizontal PE-Rohre verlegt. Die Länge der schleifenförmig angeordneten Rohre richtet sich nach der zu beheizenden Wohnfläche. Um die Heizleistung abzudecken, rechnet man im Durchschnitt pro kW mit einer Fläche von 35-40 m², die benötigt wird und nicht bebaut werden darf.
Erdsonden
Erdwärmesonden eignen sich besonders für kleinere Grundstücke bzw. im Sanierungsbereich. Die Sonden gewinnen Wärme aus tieferen Erdschichten. Im Sommer können Sie auch zum Kühlen verwendet werden. Für ein typisches Einfamilienhaus sind dabei etwa 160 Bohrmeter nötig. Wie tief die Bohrung tatsächlich sein muss, hängt ab vom Heizbedarf und der Beschaffenheit des Erdreichs. Es ist auch möglich, die benötigten Bohrmeter auf mehrere Sonden aufzuteilen. Da bei der Bohrung grundwasserführende Schichten durchbrochen werden, ist in jedem Fall eine behördliche Genehmigung einzuholen.
Wärmepumpe und Photovoltaik - ein perfektes Duo
