Erdwärmepumpe: Funktion, Voraussetzungen & Kosten

Die Erdwärmepumpe bildet das Herzstück des geothermischen Systems. Als umweltfreundliche Alternative zu Erdgas- und Ölheizungen nutzt sie Erdwärme, um Wohnräume zu beheizen. Über spezielle Rohre gelangt die Wärme in Ihr Zuhause, wobei Techniken wie Kollektoren oder geothermische Sonden eingesetzt werden. Erfahren Sie mehr über Funktionsweise, Kosten und den Nutzen dieses innovativen Heiz- und Kühlsystems für 2023.

Erdwärmepumpe: Heizen durch Geothermie

Eine Erdwärmepumpe nutz vorhandene Wärme aus der Erde für die Beheizung der Wohnräume sowie zur Warmwasserbereitung. Durch die Nutzung von Geothermie werden konventionelle Brennstoffe eingespart, was die Erdwärmepumpe wesentlich klimafreundlicher als Gas- und Ölheizungen macht. Verwenden Sie zusätzlich Ökostrom oder sogar Strom Ihrer eigenen Photovoltaikanlage, um den Stromverbrauch der Erdwärmepumpe zu decken, machen Sie sie sogar noch umweltfreundlicher!

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um mit einer Erdwärmepumpe die Wärme aus dem Boden zu erschließen: die Sondenbohrung, der Geothermiekollektor, der Geothermie-Wärmekorb und der Grabenkollektor.

• Geothermische Sonden: Diese werden über eine Tiefenbohrung bis zu hundert Meter unterhalb der Erdoberfläche herabgelassen. So können höhere Temperaturen tieferer Erdschichten erreicht werden! Ein Trägermedium transportiert die aufgenommene Wärme an die Erdoberfläche. Diese Variante ist am effizientesten, aber auch am teuersten. Darüber hinaus muss eine Lizenz für Tiefbohrungen eingeholt werden, und der Arbeitsaufwand ist relativ hoch.
• Geothermischer Kollektor: Dieser wird nahe der Oberfläche verlegt (ca. 1,2 - 1,5 Meter tief) und erschließst damit oberflächennahe Wärme. Die Installation dieser Variante ist günstiger, allerdings benötigt ein Kollektor mehr Platz und ist weniger effizient als eine Sonde.
• Geothermie-Wärmekorb: Hier sind die Sondenrohre kegelförmig und der Korb wird, je nachdem, wie groß er ist, bis zu 4,5 Meter tief vergraben. Der Korb kann zwischen 1,5 bis 4 Meter hoch sein und einen Durchmesser von 2-3 Meter annehmen. Normalerweise sind mehrere Erdwärmekörber erforderlich, um ein Einfamilienhaus zu wärmen.
• Grabenkollektor: Er wird rund um das Haus verlegt, meist 1-2 Meter breit und 1-2 Meter tief. Zwischen 40-100 Meter lang, kann der Grabenkollektor ein Einfamilienhaus mit genügend Wärme versorgen. Die anstehenden Kosten können durch individuelle Finanzierungsmöglichkeiten verringert werden.

Der geplante Einbau von Wärmepumpen 2023 Wärmepumpen erfreuen sich großer Beliebtheit, insbesondere wegen der anhaltenden Energiepreiskrise. Für 2023 ist der Einbau von ca. 350.000 neuen Wärmepumpen in Deutschland geplant; 2024 könnten es bis zu 500.000 sein. Allerdings könnten Material- und Handwerkermangel diese Vorhaben behindern. Unternehmen wie Bosch steigern deshalb ihre Produktion und eröffnen neue Produktionsstandorte.

Erdwärmepumpe Funktion

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe? Grundsätzlich wird die Erdwärmepumpe im Winter zur Wärmeerzeugung und im Sommer zur Kühlung eingesetzt. Ermöglicht wird dies durch die Ausnutzung der Temperatur des Bodens, die im Winter wärmer als die Umgebungstemperatur und im Sommer kälter bleibt.

Der Boden hat in einer Tiefe von 5 bis 10 Metern eine konstante Temperatur von etwa 15º C. Dies ist auf die thermische Trägheit des Bodens zurückzuführen, welche die Wärme der Sonne speichert. Ab 10 Metern steigt die Temperatur alle 100 Meter um 3 Grad. Die Wärme wird durch Sonden oder Rohre, die im Boden vergraben sind, mit Frostschutzmittel aus dem Erdreich aufgefangen und dann zur geothermischen Wärmepumpe geleitet.

Anbei eine Grafik und eine genauere Erläuterung der Erdwärmepumpe Funktion:

1. Wärmeextraktion aus dem Boden mit Frostschutzmittel
   Die in den erdverlegten Rohren zirkulierende Wärmeübertragungsflüssigkeit nimmt die Temperatur des Erdreichs auf, die etwa 15 °C beträgt. Die Erdwärmepumpe sorgt dafür, dass diese Wärmeübertragungsflüssigkeit den Verdampfer erreicht, wo sich eine Kühlflüssigkeit mit einer Temperatur von etwa -5 º C befindet.
2. Verdampfer für Kühlflüssigkeit
   Da die Flüssigkeit in den Kollektoren wärmer ist als die Kühlflüssigkeit, findet ein Wärmeaustausch statt, wodurch sich die Kühlflüssigkeit erwärmt und verdampft. Die beiden Flüssigkeiten berühren sich nie, sondern tauschen in der Nähe der Rohre Wärme aus.
3. Erhöhung des Flüssigkeitsdrucks im Verdichter
   Das nun in gasförmigem Zustand befindliche Kältemittel strömt durch einen Verdichter, der, angetrieben durch elektrische Energie, den Druck des Kältemitteldampfes erhöht und damit seine Temperatur auf 60 - 90 º C erhöht.
4. Wärmeübertragung im Kondensator
   Bei dieser Temperatur tritt die Flüssigkeit in gasförmigem Zustand in den Kondensator ein, durch den auch das Rohr des Heizsystems verläuft. Die Dampfleitung gibt Wärme an das Wasser ab, wodurch das Wasser heiß wird und das Haus beheizt wird. Wenn die Pumpe über einen Warmwasserspeicher verfügt, versorgt sie die Wohnung auch mit warmem Wasser.
5. Abnahme von Druck und Temperatur der Kühlflüssigkeit
   Nachdem das Wasser erhitzt wurde, kehrt das Kältemittel in seinen flüssigen Zustand zurück und durchläuft ein Entspannungsventil, um seinen Druck zu verringern und somit seine Temperatur zu senken, um wieder in den Verdampfer zu gelangen und den Zyklus zu wiederholen.

Was sind die Erdwärmepumpe Kosten?

Was kostet eine Erdwärmepumpe? Die Kosten für eine geothermische Wärmepumpe variieren zwischen 15.000 und 25.000 €, je nachdem, wie die Wärme gewonnen wird.

Z.B. liegen die Erdwärmepumpe Kosten mit einem Kollektor zwischen 15.000 und 18.000 €. Bei Nutzung einer geothermischen Sonde liegt der Preis zwischen 20.000 und 25.000 €. Bohrungen können zusätzlich etwa 50 € pro Meter Tiefe kosten. Der angegebene Preis dient jedoch nur als Referenz, da die Berechnung Faktoren wie Wohnraum, Systemgröße, Energieverbrauch und Wohnbedingungen berücksichtigt.

Erdwärmepumpe Kosten senken durch Förderung Dank Förderungen wie denen der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) und des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) können können die Anschaffungskosten erheblich reduziert werden! Außerdem: Da der Energieverbrauch der Erdwärmepumpe ist relatig niedrig, was auch zu geringen Betriebskosten führt. Mehr dazu im nächsten Kapitel!

Was ist der Erdwärmepumpe Stromverbrauch?

Der Erdwärmepumpe Stromverbrauch kann mit einer einfachen Formel berechnet werden, die als Erstes davon abhängig ist, ob sich Ihre Erdwärmepumpe in einem Neubau oder Altbau befindet:

1. Wenn Sie eine Erdwärmepumpe in einem neuen Gebäude verwenden, teilen Sie die Wärmebelastung durch den erwarteten jährlichen Leistungskoeffizienten 4
2. Wenn Sie eine Erdwärmepumpe in einem alten Gebäude betreiben, teilen Sie die Wärmebelastung durch 3,5.

Multiplizieren Sie diese Zahl als Nächstes mit der Anzahl Heizstunden – normalerweise wird hier von etwa 2.000 Stunden pro Jahr ausgegangen – und Sie erhalten eine grobe Schätzung des jährlichen Erdwärmepumpe Stromverbrauch.

Beispiel Erdwärmepumpe Stromverbrauch in einem Altbau:12 kW / 4 x 2.000 h = 6.000 kWh

Was sind die Vor- und Nachteile einer Erdwärmepumpe?

Sie sind sich nicht sicher, ob SIe eine Erdwärmepumpe kaufen sollen? Dann lohnt es sich als Erstes sicherlich, sich ein besseres Bild über die Vor- und Nachteile einer Erdwärmepumpe zu machen. Anbei einige davon im Überblick.

Wann lohnt sich eine Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe ist nicht für jedes Gebäude gleich sinnvoll. Folgende Infrastrukturanforderungen sollten in Ihrer Immobilie gegeben sein:

1. Das Gebäude sollte gut isoliert und einen geringen Energieverbrauch haben – normalerweise ist dies in Neubauten der Fall.
2. Die Vorlauftemperaturen Ihrer Heizungsanlagen sollten 50 °C nicht überschreiten, um den Energieverbrauch der Erdwärmepumpe so gering wie möglich zu halten. Am effizientesten funktioniert die Erdwärmepumpe, wenn die Wärmeverteilung über Flächenheizungen, Fußbodenheizungen oder großflächige Heizkörper stattfinden kann.
3. Die geologische Beschaffenheit des Bodens, an dem die Erdwärme entnommen werden soll, sollte feucht, lehmig und sandig anstatt trocken und porös, um den Erdwärmeertrag so hoch wie möglich zu halten.
4. Je nach Grundstück und ob es sich um einen Neubau oder um eine Sanierung handelt, muss entschieden werden, welche Variante (sprich: Sonden oder Kollektoren) für die Erschließung der Erdwärme besser geeignet ist. Nicht überall können umfangreiche Erdarbeiten oder Ausgrabungen im Garten vorgenommen werden!

Unser Tipp: Lassen Sie sich bei der Auswahl des besten Heizsystems, das Ihren persönlichen Bedürfnissen entspricht, professionell beraten!