Die tief in der Erde steckenden Rohre mit Wasser werden von der umliegenden Erdwärme erhitzt und somit kann Wasser mit bis zu 25 Grad Celsius mittels Pumpen an die Erdoberfläche transportiert werden. Von dort aus kann es an Haushalte als Wärmequelle weitergeleitet werden.
Das Prinzip ist ähnlich wie bei der oberflächennahen Geothermie, nur dass die Erdwärmesonden entsprechend weiter in den Boden hinein reichen. Um Strom zu erzeugen wird das heiße Wasser aus der Tiefe in ein Kraftwerk geleitet. Dort verdampfte es und der Dampf treibt Turbinen an. Aus der Bewegung entsteht wiederum Strom.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Umgebungsluft als Wärmequelle, um ein komplettes Gebäude mit Wärme zu versorgen. Im Betrieb saugt ein eingebauter Ventilator die Luft aktiv an und leitet sie an einen Wärmeübertrager, den Verdampfer weiter. Hier überträgt er seine Wärme auf das Heizsystem und kondensiert.
Erdwärmepumpen: Die Preise für die Anschaffung liegen zwischen 12.000 und 15.000 Euro. Die Erschließung der Wärmequelle kann aber nochmals mit 6.000 bis 12.000 Euro zu Buche schlagen. Hierbei verursachen Erdwärmekollektoren weniger Kosten als vertikale Erdsonden, benötigen aber eine größere Fläche.
Für die Nutzung der oberflächennahen Erdwärme kommen Flächenkollektoren zum Einsatz, die in relativ geringer Tiefe horizontal in den Erdboden verlegt werden. Die Erdkollektoren werde in Schleifen verlegt und liegen in einer Tiefe von 1,5 Metern.
Insgesamt kosten Wasser-Wasser-Wärmepumpen 15.000 bis 22.000 Euro, Luftwärmepumpen dagegen nur rund 10.000 bis maximal 18.000 Euro. Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen kommen zu den Anschaffungskosten ( 9.000 bis 12.000 Euro) noch Kosten für Bohrung und Brunnenbau hinzu (4.000 bis 7.000 Euro).
Wärmepumpen werden sowohl in Wohngebäuden als auch in Gewerbebauten und öffentlichen Gebäuden eingesetzt. Neue Gebäude können von vornherein mit einer integrierten Wärmepumpe konzipiert werden. In vielen Fällen findet genau das statt, vor allem bei Ein- und Mehrfamilienhäusern bietet sich diese Möglichkeit an.
Umweltverträglichkeit: Erdwärme erzeugt keine CO2- oder Feinstaub-Emissionen. Beim Einsatz von „grünem Strom“ ist eine Erdwärmeheizung zu 100 Prozent klimaneutral. risikolose Technik: Da keine Brennstoffe gelagert oder Verbrennungsprozesse ausgeführt werden, besteht zu keinem Zeitpunkt Feuer- oder Explosionsgefahr.
Stromkosten für Wärmepumpen
| Wärmepumpen-Typ | Stromverbrauch gesamt | Stromkosten gesamt pro Jahr (Stromtarif: 0,21 € pro kWh) |
|---|
| Erdwärmepumpe | 2.552 kWh (= 1.500 kWh + 1.052 kWh) | 535 € (= 2.552 kWh x 0,21€) |
| Wasser-Wärmepumpe | 2.138 kWh (= 1.250 kWh + 888 kWh) | 448 € (= 2.138 kWh x 0,21€) |
In einer oder mehreren Bohrungen bis zu einer Tiefe von 100 Metern wird je eine Sonde eingebracht, in der die Sole zirkuliert und die Temperatur des Erdreichs aufnimmt. Die Wärme wird in der Wärmepumpe entzogen und von dort aus gleichmäßig an die Heizkreise abgegeben. Die abgekühlte Sole fließt in den Kreislauf zurück.
Es gibt im privaten Bereich drei verschiedene Möglichkeiten, die Wärme der Erde zum Heizen zu nutzen: Mit Flachkollektoren, Spiralkollektoren und mit Erdwärmesonden. Die Erdwärmesonden verschwinden tief in der Erde. Dafür sind Bohrungen notwendig, die teuer sind und genehmigt werden müssen.
Bohrlöcher benötigen Tiefen zwischen 50 und 200 Metern. Eine Erdwärmebohrung erzeugt Kosten in der Spanne von 7.000 bis 20.000 Euro.
Eine Tiefenbohrung entzieht die Tiefenwärme aus ca. 50-120m. Es werden Kunststoffrohre in ein Bohrloch eingebracht und mit Betonit umfüllt, diese Rohre sind mit Sole (Gemisch aus Wasser und Frostschutz) gefüllt. Die Sole nimmt die Energie aus dem Erdreich auf und liefert diese an den Wärmetauscher in der Wärmepumpe.
Das sogenannte passive Kühlen funktioniert nur mit einer Erdwärme-Wärmepumpe. Der Verdichter wird in diesem Fall bei der Kühlfunktion nicht benötigt, es wird einfach die Wärme aus den Räumen in das im Sommer deutlich kühlere Erdreich geleitet. Der Verdichter wird nicht benötigt.
Sole-Wasser-Wärmepumpen werden auch als Erdwärmepumpen bezeichnet. Sie nutzen das Erdreich als primäre Energiequelle, entweder mit Erdkollektoren oder Erdsonden.
Die Lebensdauer einer Erdwärmesonde liegt bei zertifizierten Sonden und fachgerechter Ausführung bei 100 Jahren. Wärmepumpen sind heute so zuverlässig wie ein Kühlschrank. Für die Errichtung einer 100 m-Bohrung wird unter normalen Verhältnissen nicht viel mehr als ein Arbeitstag benötigt.
Die Rohre werden in einem dünnen Sandbett in ca. 1,2 bis 1,5 m Tiefe verlegt. Von Grundstücksgrenzen, Gebäuden und anderen Fundamenten wird ein Abstand von 1 Meter eingehalten.
Für ein typisches Einfamilienhaus sind dabei etwa 160 Bohrmeter nötig, die sich auf mehrere Löcher aufteilen lassen. Geht es um den Preis der Erdwärme-Kollektoren, zahlen Hausbesitzer hier etwa 50 bis 60 Euro pro Bohrmeter. Insgesamt belaufen sich die Kosten in diesem Beispiel damit auf rund 8.000 bis 9.600 Euro.
Oft werden wir von Kunden gefragt: „Kann ich dann noch Bäume pflanzen? “ Unsere Antwort: „Ja, natürlich! Flachwurzelnde Bäume sind überhaupt kein Problem, auch auf die Frucht hat ein Flächenkollektor keine Auswirkung, da der Wärmeentzug fast ausschließlich außerhalb der Vegetationsperiode erfolgt. “
Wärmepumpen mit Erdsonde kosten gewöhnlich ca. 25.000 Euro, da Extra-Kosten für Bohrung und Genehmigungen anfallen. Sole-Wasser-Wärmepumpen mit oberflächennahen Kollektoren sind billiger und kosten üblicherweise ca. 18.000 Euro.
Die Kälteleistung wird auch als Entzugsleistung bezeichnet. Diese Leistung ist maßgebend für die Auslegung der Wärmequellenanlage!
Erdsonden werden mithilfe von Bohrungen tief in die Erde eingelassen. Sie bestehen aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem eine frostsichere Flüssigkeit (die Sole) zirkuliert. Eine eingebaute Pumpe sorgt dafür, dass die Sole in Bewegung bleibt und die Wärme aus dem Erdreich an die Wärmepumpe weitergibt.
Eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe nutzt die Wärmeenergie des Grundwassers, um Haus und Wohnung zu beheizen.
Damit das Heizen mit Erdwärme gelingen kann, muss die kostenfreie Energie zunächst zur Wärmepumpe gelangen. Möglich ist das mit einem sogenannten Solekreis, der aus langen Kunststoffrohrleitungen besteht. Durch diese zirkuliert ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz (Sole) zwischen Erdwärmequelle und Wärmepumpenanlage.
