Erdwärmepumpe: Alles zu Funktion, Kosten, Aufbau & mehr!

Die Erdwärmepumpe ist das Herzstück des geothermischen Systems. Erdwärmepumpen sind günstige Alternativen zur Erdgas- und Ölheizung. Sie überträgt Wärme aus der Umwelt (bzw. der Erde) über Kunststoffrohre an die Wohnung. Die Förderung der Wärme kann über Kollektoren oder geothermische Sonden erfolgen. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie eine Erdwärmepumpe funktioniert, welche Kosten aufkommen und ob sich dieses Heiz- und Kühlsystem für Sie 2023 lohnt.

Erdwärmepumpen - Heizen durch Geothermie

Grundsätzlich gibt es nur einen Typ von Erdwärmepumpe. Es gibt jedoch verschiedene Systeme, die Wärme vom Boden absorbieren (Sondenbohrung, Geothermiekollektor, Geothermie-Wärmekorb, Grabenkollektor):

• Geothermische Sonden: Geothermische Sonden sind hier am effizientesten, aber auch am teuersten. Darüber hinaus muss eine Lizenz für Tiefbohrungen eingeholt werden, und die gesamte Arbeitsbelastung ist relativ hoch.
• Geothermischer Kollektor: Andererseits wird der geothermische Kollektor fast mühelos in der Nähe der Oberfläche platziert. Daher ist die Installation relativ billig, aber sie sind nicht so effizient wie Sonden und erfordern eine große Fläche.
• Geothermie-Wärmekorb: Der geothermische Korb ist ebenfalls ein unterirdisch vergrabener Kollektor, aber tiefer als ein einfacher geothermischer Kollektor. Daher werden sie als geothermische Körbe bezeichnet, da ihre Form der von Körben ähnelt und aufgrund ihrer Struktur weniger Platz benötigt.
• Grabenkollektor: Eine weitere Option ist der Grabenkollektor. Wie der Name schon sagt, wird die Nut oder Vertiefung um das Haus herum verlegt. Es kann auch in einem kleineren Garten platziert werden und die Kosten können durch individuelle Finanzierung gesenkt werden.

Der geplante Einbau von Wärmepumpen 2023 Wärmepumpen sind sehr beliebt. Grund dafür ist vor allem die anhaltenden Energiepreiskrise. Im Jahr 2023 sollen in Deutschland ca. 350.000 neue Wärmepumpen eingebaut werden, 2024 sollen es bereits 500.000 Stück sein. Diese Vorhaben könnten jedoch durch den momentanen Material- und Handwerker/innen-Mangel gebremst werden. Unter anderem das Unternehmen Bosch fährt daher die Produktion hoch und eröffnet neue Produktionsstandorte.

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Die Erdwärmepumpe wird zur Wärmeerzeugung im Winter und zur Kühlung im Sommer eingesetzt. Ermöglicht wird dies durch die Ausnutzung der konstanten 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, der die Wärme der Sonne speichert. Ab 10 Metern steigt die Temperatur alle 100 Meter um 3 Grad. Die Wärme wird durch Sonden oder Rohre mit Frostschutzmittel aus dem Erdreich aufgefangen, die im Boden vergraben sind und die Temperatur aus dem Boden auffangen und zur geothermischen Wärmepumpe leiten.

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 kostet eine Erdwärmepumpe?

Aufgrund des stetigen Preisanstiegs bei fossilen Brennstoffen werden Heizsysteme aus erneuerbaren Energiequellen immer interessanter. Darüber hinaus haben die BAfA und die KfW die Umstellung auf erneuerbare Energien energisch vorangetrieben. Erdwärmepumpen nutzen freie Umgebungswärme aus der Erde. Neben den reinen Ausrüstungskosten fallen auch die Kosten für die Entwicklung einer Wärmequelle an. Die Kosten für eine Wärmepumpe mit Geothermie liegen zwischen 15.000 und 25.000 €.

Entscheidend ist, wie die Wärme zur Verfügung gestellt wird. Die Kosten für eine Wärmepumpe mit Kollektor betragen 15.000 bis 18.000 €. Wenn Sie zur Ausschöpfung der Erdwärme eine geothermische Sonde verwenden, beträgt Ihr Investitionsbudget 20.000 bis 25.000 €. Was verteuert geothermische Sonden? Nur zum Bohren müssen Sie ca. 50 € pro Meter Tiefe einplanen. Für eine geothermische Sonde, die 100 Meter über der Erde liegt, haben sich die Gesamtkosten um 5.000 € erhöht.

Der angegebene Preis dient jedoch nur als Referenz, da die Berechnung Faktoren wie Wohnraum, Systemgröße, Energieverbrauch und Wohnbedingungen berücksichtigt. Dank der attraktiven Förderprogramme des Kreditanstalt Für Wiederaufbau (KfW) und des Bundesministeriums für Wirtschaft und Exportkontrolle (BAFA) können die Anschaffungskosten erheblich gesenkt werden.

Die Wärmepumpe hat eine sehr hohe Effektivität und kann idealerweise in Verbindung mit einem Haus mit guter Fußbodenheizung und Isolierung verwendet werden. Dies kann zu zusätzlichen Kosten bei der Sanierung der Heizung von Altbauten führen. Die Anschaffungskosten für Erdwärmepumpen sind relativ hoch. Da der Energieverbrauch jedoch sehr niedrig ist, sind auch die Betriebskosten sehr niedrig.

Erdwärmepumpe Kosten senken durch Förderung Wer sich für eine Nachrüstung eines Heizungssystems mit einer effizienten Erdwärmepumpe entscheidet, kann mit staatlichen Mitteln rechnen. Beispielsweise können Sie von der Bundesagentur für Wirtschaft und Exportkontrolle (BAFA) einen einmaligen Zuschuss erhalten, um in Erdwärmepumpen zu investieren. Mehr hierzu in unserem Artikel über Förderungen.

Stromverbrauch Erdwärmepumpe

Um die Wärmekosten oder Stromkosten einer Erdwärmepumpe berechnen zu können, muss zunächst der Stromverbrauch der Wärmepumpe berechnet werden. Zu diesem Zweck kann eine einfache Faustregel verwendet werden.

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

Die Multiplikation mit der Anzahl der Heizstunden – normalerweise wird hier von etwa 2000 Stunden pro Jahr ausgegangen – führt zu einer groben Schätzung des geschätzten jährlichen Stromverbrauchs.

Beispielrechnung Erdwärmepumpe im Altbau:12 kW / 4 x 2.000 h = 6.000 kWh

Erdwärmepumpe Nachteile und Vorteile

Für wen lohnt sich eine Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe ist nicht für jedes Gebäude gleich. Lassen Sie sich bei der Auswahl des besten Heizsystems, der Ihren persönlichen Bedürfnissen entspricht, professionell beraten. Erdwärmepumpen lohnen sich besonders in Gebäuden mit guter Isolierung und geringem Energieverbrauch – normalerweise gehören hierzu Neubauten.

Darüber hinaus sollte das Haus eine niedrigere Warmwassertemperatur haben, die durch Niedertemperatur Technologie erreicht werden kann. Schließlich müssen Hausbesitzer genügend Platz im Garten lassen und Absorbertechnik einsetzen. Zusätzlich zu den Infrastrukturanforderungen der Immobilie sollten auch die Bedingungen im Haus korrekt sein.

Damit das Heizsystem effektiv funktioniert, muss das Haus idealerweise nicht nur eine sehr gute Wärmedämmung aufweisen, sondern idealerweise auch eine Oberflächenheizung, da dies eine niedrigere Vorlauftemperatur als herkömmliche Heizkörper erfordert. Aus diesen Gründen eignen sich Wärmepumpen besonders für Neubauten, die Wohnen und Heizen am besten koordinieren können. Bestehende Gebäude können nur in begrenztem Umfang genutzt werden.