Inhalt
Kurz gesagt: Eine Erdwärmepumpe entzieht dem Erdreich Wärme, verdichtet sie mit einem Kompressor auf ein höheres Temperaturniveau und gibt sie an das Heizsystem ab. Aus einer Kilowattstunde Strom werden dabei etwa drei bis fünf Kilowattstunden Wärme.
Der Boden ist ab wenigen Metern Tiefe das ganze Jahr über etwa 8 bis 12 Grad warm. Diese Wärme reicht nicht zum Heizen – aber sie reicht als Ausgangspunkt.
Der Kreislauf in vier Schritten
1. Verdampfen. Im Erdreich zirkuliert eine Sole, meist Wasser mit Frostschutzmittel. Sie nimmt die Bodenwärme auf und gibt sie im Verdampfer an ein Kältemittel ab. Dieses Kältemittel siedet schon bei sehr niedrigen Temperaturen und wird dabei gasförmig.
2. Verdichten. Ein elektrisch angetriebener Kompressor presst das Gas zusammen. Wer schon einmal eine Fahrradpumpe benutzt hat, kennt den Effekt: Wird ein Gas verdichtet, wird es heiß. Aus 10 Grad werden so 50 bis 70 Grad.
3. Verflüssigen. Im Verflüssiger gibt das heiße Gas seine Wärme an das Heizungswasser ab und wird dabei wieder flüssig. Diese Wärme geht in Fußbodenheizung, Heizkörper und Warmwasserspeicher.
4. Entspannen. Ein Expansionsventil senkt den Druck wieder ab, das Kältemittel kühlt stark aus – und der Kreislauf beginnt von vorn.
Es ist derselbe Vorgang wie im Kühlschrank, nur umgekehrt genutzt: Der Kühlschrank transportiert Wärme nach draußen, die Wärmepumpe holt sie herein.
Sonde oder Kollektor
Die Erdwärmesonde ist eine Bohrung, meist 40 bis 100 Meter tief. Sie braucht wenig Fläche, dafür eine Genehmigung der unteren Wasserbehörde und ein Bohrunternehmen. In tieferen Schichten ist die Temperatur konstanter, die Anlage arbeitet dadurch gleichmäßiger.
Der Flächenkollektor liegt waagerecht in etwa 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe. Er braucht ungefähr das Anderthalb- bis Zweifache der beheizten Wohnfläche an Garten, ist aber deutlich günstiger. Über dem Kollektor darf nicht gebaut und nicht versiegelt werden.
Der Erdwärmekorb ist die Zwischenlösung: spiralförmige Körbe in drei bis fünf Metern Tiefe, weniger Fläche als der Kollektor, keine Tiefbohrung.
Was die Jahresarbeitszahl aussagt
Die Jahresarbeitszahl gibt an, wie viel Wärme die Anlage über ein Jahr aus einer Kilowattstunde Strom macht. Erdwärmepumpen erreichen typischerweise Werte zwischen 3,5 und 5.
Entscheidend dafür ist die Vorlauftemperatur der Heizung. Je kleiner der Unterschied zwischen Erdreich und Heizungswasser, desto weniger muss der Kompressor arbeiten. Eine Fußbodenheizung mit 35 Grad Vorlauf ist deshalb ideal, alte Heizkörper mit 55 Grad und mehr sind ungünstig.
Für welche Häuser sie sich eignet
Gut geeignet: Neubauten und sanierte Altbauten mit Flächenheizung, gedämmter Hülle und ausreichend Grundstück oder Bohrmöglichkeit.
Schwierig: ungedämmte Altbauten mit kleinen Heizkörpern, Grundstücke in Wasserschutzgebieten, Lagen mit ungeeignetem Untergrund. Ob gebohrt werden darf, entscheidet die untere Wasserbehörde des Landkreises; die geologischen Dienste der Bundesländer stellen dafür Karten bereit.
Was die Anlage kostet
Für ein Einfamilienhaus liegen die Gesamtkosten je nach Quelle und Aufwand meist im Bereich von 25.000 bis 45.000 Euro, wobei die Erschließung der Wärmequelle den größten Einzelposten ausmacht. Eine Tiefenbohrung kostet deutlich mehr als ein Flächenkollektor, braucht dafür aber kaum Grundstück. Hinzu kommen Pufferspeicher, Regelung und die Anpassung des Heizsystems.
Für den Heizungstausch gibt es Zuschüsse, deren Höhe sich aus einer Grundförderung und mehreren Boni zusammensetzt, unter anderem für den frühen Austausch einer alten Heizung und für Haushalte unterhalb einer Einkommensgrenze. Erdwärmepumpen erhalten zusätzlich einen Bonus für effiziente Wärmequellen. Der Antrag muss vor Auftragsvergabe gestellt werden.
Wirtschaftlich entscheidet am Ende die Jahresarbeitszahl im Zusammenspiel mit dem Strompreis. Eine Erdwärmepumpe erreicht höhere Werte als eine Luftwärmepumpe, kostet dafür in der Anschaffung mehr. Ab welcher Nutzungsdauer sich das rechnet, hängt an Verbrauch und Tarif.
Die Genehmigung im Detail
Erdwärmesonden gelten wasserrechtlich als Benutzung des Grundwassers und brauchen deshalb eine Erlaubnis der unteren Wasserbehörde. Diese prüft Lage, Tiefe, Grundwasserschutzgebiete und mögliche Konflikte mit Nachbaranlagen. In Wasserschutzgebieten sind Bohrungen häufig ausgeschlossen.
Zusätzlich muss die Bohrung dem Bergamt angezeigt werden, weil das Bergrecht ab einer bestimmten Tiefe greift. Die Landesämter für Geologie stellen Karten bereit, aus denen die Eignung des Untergrunds hervorgeht. Ein Blick dorthin lohnt vor jeder Planung.
Flächenkollektoren sind meist genehmigungsfrei, verlangen aber eine unversiegelte Fläche von etwa dem Anderthalb- bis Zweifachen der beheizten Wohnfläche. Über ihnen dürfen keine tief wurzelnden Bäume stehen und keine Gebäude errichtet werden. Das schränkt die spätere Gartennutzung dauerhaft ein.
Was bei der Bohrung schiefgehen kann
Bekannt geworden sind Fälle, in denen Bohrungen wasserführende Schichten miteinander verbunden oder auf quellfähiges Gestein getroffen sind, was zu Hebungen und Gebäudeschäden führte. Solche Schäden sind selten, aber teuer. Sie entstehen fast immer durch unzureichende Voruntersuchung.
Vorbeugen lässt sich durch die Auswahl eines zertifizierten Bohrunternehmens, durch die Auswertung der geologischen Karten und durch eine Bohrversicherung, die viele Betriebe anbieten. Die Zertifizierung nach der einschlägigen Norm ist der wichtigste Punkt. Sie sollte schriftlich nachgewiesen werden.
Die Sondenrohre werden nach dem Einbau mit einer Suspension verpresst, damit kein Wasser zwischen den Schichten wandert. Diese Verfüllung ist der sicherheitsrelevante Arbeitsschritt. Sie wird von der Behörde dokumentiert verlangt.
Erdwärme im Bestand
Im Altbau entscheidet die nötige Vorlauftemperatur über die Eignung. Wärmepumpen arbeiten am besten unter 45 Grad, während alte Anlagen häufig auf 60 bis 70 Grad ausgelegt sind. Ein Test bei kaltem Wetter zeigt, ob die vorhandenen Heizkörper mit niedrigerer Temperatur auskommen.
Häufig genügt der Austausch einzelner Heizkörper gegen größere oder Niedertemperaturmodelle, statt Fußbodenheizungen in das ganze Haus zu legen. Auch ein hydraulischer Abgleich verbessert das Ergebnis spürbar. Beides ist deutlich günstiger als eine Vollsanierung.
Wo der Platz für Bohrung oder Kollektor fehlt, bleibt die Luftwärmepumpe als Alternative. Sie ist günstiger in der Anschaffung, erreicht aber niedrigere Arbeitszahlen und erzeugt Geräusche im Außenbereich. Die Entscheidung hängt an Grundstück, Budget und Gebäudezustand.
Häufige Fragen
Braucht eine Erdwärmepumpe eine Genehmigung?
Erdwärmesonden sind nach dem Wasserhaushaltsgesetz anzeigepflichtig, meist genehmigungspflichtig. Flächenkollektoren sind es je nach Bundesland ebenfalls. Zuständig ist die untere Wasserbehörde.
Kühlt sich das Erdreich mit der Zeit aus?
Bei richtiger Auslegung nicht. Der Boden regeneriert über Sonneneinstrahlung, Regen und Wärme aus dem Erdinneren. Zu klein dimensionierte Sonden können dagegen vereisen.
Kann die Anlage auch kühlen?
Ja. Beim passiven Kühlen wird die kühle Sole ohne Kompressor durch die Flächenheizung geleitet. Das kostet fast keinen Strom und senkt die Raumtemperatur um einige Grad.
Wie laut ist sie?
Deutlich leiser als eine Luftwärmepumpe, weil kein Ventilator im Freien läuft. Zu hören ist nur der Kompressor im Technikraum.
Was kostet eine Erdwärmepumpe?
Meist zwischen 25.000 und 45.000 Euro vor Förderung.
Welche Genehmigung braucht eine Sonde?
Eine wasserrechtliche Erlaubnis, dazu die Anzeige beim Bergamt.
Wie viel Fläche braucht ein Kollektor?
Etwa das Anderthalb- bis Zweifache der Wohnfläche.
Eignet sie sich für Altbauten?
Wenn die Vorlauftemperatur unter etwa 45 Grad bleibt.
Quellen
Das passt dazu
Drei Artikel, die dieselbe Frage von einer anderen Seite angehen:
