Zertifiziert nach
DVGW-Arbeitsblatt W 120

Häufig gestellte Fragen

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Erdwärmepumpen sind thermodynamische Heizungen, die es ermöglichen, Wärme aus dem Erdreich nutzbar zu machen. Dabei wird aus ca. 3 bis 4 Anteilen dem Erdreich entzogener Wärmeenergie und einem Anteil elektrischer Antriebsenergie die für das Heizungssystem benötigte Heizenergie gewonnen. Durch die Arbeit der Wärmepumpe werden auf intelligente Weise die im Erdreich verfügbaren Temperaturen (z.B. 10°C) auf das im Haus benötigte Niveau angehoben (gepumpt). Das Funktionsprinzip der Erdwärmepumpe ist identisch dem eines Kühlschranks. Beim Kühlschrank wird dem Lebensmittel über ein Kältemittel die  Wärme entzogen, um es zu kühlen. An der Rückseite des Kühlschranks wird die so entzogene Wärme an die Umwelt abgegeben. Die Wärmepumpe hingegen entzieht über ein Kältemittel die Wärme aus der Umwelt (Erdreich) und gibt diese an das Heizungssystem ab, um das Gebäude zu heizen.

Wie erfolgt der Wärmeentzug aus dem Erdreich?

Das Kältemittel (Frostschutz-Wasser-Gemisch) zirkuliert in einem geschlossenen Rohrleitungssystem und entzieht dem Boden Wärme. Abgesehen von einigen Sonderformen (Grabenkollektor, Erdwärmekorb, Gründungspfähle,…) unterscheidet man hauptsächlich 2 Varianten:

1. Erdreichkollektoren  
- horizontales, oberflächennahes Wärmetauschersystem (Regeneration durch Sonnenenergie)
- Temperaturschwankungen in der Wärmequelle und der Soletemperatur im Jahresverlauf
- Flächenbedarf sehr groß (ca. 2,5-faches der Wohnfläche)
- Fläche sollte später nicht überbaut oder versiegelt werden
- Erdarbeiten sehr umfangreich (frostfreie Verlegetiefe > 1,5 m)
- spürbarer Einfluss auf Vegetationszyklus
- hohe Jahresarbeitszahl
- Kühlung im Sommer nicht möglich
- Investitionskosten meist geringer als bei Sondenanlage, aber höhere Betriebskosten

2. Erdwärmesonden
- vertikales Wärmetauschersystem (Regeneration durch aufsteigende Erdwärme)
- geringe Temperaturschwankungen in der Wärmequelle und der Soletemperatur im Jahresverlauf
- nahezu konstante Heizleistung und Leistungszahl über das Jahr
- Flächenbedarf vernachlässigbar gering
- Erdarbeiten überschaubar gering
- sehr hohe Jahresarbeitszahl
- Kühlung im Sommer möglich
- hohe Investitionskosten, aber bei richtiger Dimensionierung sehr geringe Betriebskosten
- Erdwärmesonden sind anzeige- bzw. genehmigungspflichtig

Neben diesen geschlossenen Solekreisläufen besteht auch die Möglichkeit, Erdwärme in einem offenen Wasserkreislauf direkt aus dem Grundwasser zu gewinnen. Von einem Entnahmebrunnen (Förderbrunnen) wird das Grundwasser der Wärmepumpe zum Wärmeentzug zugeführt und von dort über einen Einleitbrunnen (Schluckbrunnen) in den Grundwasserleiter zurückgegeben. Trotz hoher Energieausbeute und Wirtschaftlichkeit erlangte diese Form der Wärmegewinnung bislang keine große Verbreitung. Gründe dafür liegen in der eingeschränkten Verfügbarkeit  von geeigneten Grundwasserleitern, in der Grundwasserbeschaffenheit (Brunnenverockerung, Anlagenkorrosion), im zum Teil hohen Erkundungsaufwand und mitunter problematischen Genehmigungsverfahren.      

Mehr Informationen unter:
Bundesverband WärmePumpe (BWP) e.V.
www.waermepumpe-bwp.de

Was ist bei Heizungssanierung zu beachten?

Bestehende Flächenheizungen können problemlos mit einer Erdwärmepumpe mit reduzierter Vorlauftemperatur betrieben werden, wenn der Heizwärmebedarf durch verschiedene Maßnahmen vermindert wird:

- nachträgliche Wärmedämmung des Gebäudes
- Einbau neuer Fenster
- wärmegedämmte Rohrleitungen der Heizung

Unter diesen Voraussetzungen kann auch der Einsatz einer Erdwärmepumpe für eine Radiatorheizung in Betracht kommen, wenn die alten Heizkörper (Radiatoren) gegen größere, neue (oft zweireihige) Heizkörper  ausgetauscht werden.

Wozu dient ein Pufferspeicher?

Mit einem Pufferspeicher lassen sich Sperrzeiten der Energieversorger überbrücken. Das ist in jedem Falle sinnvoll, wenn die Wärmeverteilung über Heizkörper erfolgt. Bei einer langsamer reagierenden Fußbodenheizung fällt eine zweistündige Heizunterbrechung, aufgrund der großen Speichermasse des Fußbodenestrichs kaum auf, und ein zusätzlicher Pufferspeicher ist nicht unbedingt erforderlich. 

Ein Pufferspeicher kann aber auch für die Gewährleistung der Mindestwasserumlaufmenge erforderlich sein. Die durch die Wärmepumpe erzeugte Wärme muss definitiv abgegeben werden können, damit es nicht zu einer Überhitzung des Gerätes kommt. Dazu muss eine bestimmte Wassermenge durch den Wärmetauscher zirkulieren. Lassen jedoch zeitgleich sämtliche Einzelraumregelungen keine Wärmeabgabe zu, kann das durch die Wärmepumpe erwärmte Wasser nicht transportiert werden. Ohne Pufferspeicher schaltet die Wärmepumpe dann auf „Störung“. Sind jedoch mehrere Heizkreise nicht regelbar oder absperrbar, kann  eine permanente Heizkreiszirkulation gewährleistet und auf einen Pufferspeicher verzichtet werden.

Was bringt eine Elektro-Heizpatrone?

Der Einbau einer elektrischen Zusatzheizung dient der Abdeckung von Bedarfsspitzen in der Heizanlage. Dadurch kann auch an den kältesten Tagen eine ausreichende Raumtemperatur gewährleistet werden, ohne dass die Wärmepumpe selbst zu groß ausgelegt sein muss. Eine von vornherein größer ausgelegte Wärmepumpe wäre teurer und hätte eine höhere Schalthäufigkeit mit kürzeren Laufzeiten zur Folge, weil die erforderliche Heizleistung schneller erreicht ist. Das hätte wiederum einen ungünstigen Einfluss auf die Lebensdauer der Wärmepumpe. Abgesehen von der Bautrocknung kommt die Heizpatrone später beinahe nie zum Einsatz.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit für die Heizpatrone besteht in der Nutzung zur thermischen Entkeimung des Brauchwasserspeicherinhaltes (Legionellenschaltung).  

Welche Genehmigungen werden benötigt?

Erdwärmebohrungen sind grundsätzlich vor Beginn  bei den Unteren Wasserbehörden der Landkreise anzuzeigen bzw.  genehmigen zu lassen. Außerdem muss eine Anzeige der Bohrarbeiten bei den Landesämtern für Geologie, in Sachsen beim Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie erfolgen. In Hohlraumverdachtsgebieten und/oder für Bohrungen mit einer Tiefe > 100 m ist eine Erlaubnis  beim Oberbergamt  einzuholen.

In der Regel werden die Antragstellung und Beschaffung aller notwendigen Genehmigungen mit der Vollmacht des Bauherrn vom ausführenden Bohrunternehmen übernommen.

Erdwärmesondenanlagen sind zu teuer?

Nach ersten Kostenbetrachtungen wird noch sehr häufig der Luftwärmepumpe gegenüber der Erdwärmepumpe der Vorzug gegeben. Die Anschaffungskosten einer Erdwärmeanlage liegen bei einem Einfamilienhaus ca. 3.000 bis 4000 € höher. Dafür fallen die jährlichen Betriebskosten deutlich geringer aus und es fallen keine Wartungskosten an. Das rechnet sich bereits nach ca. 10 Jahren.

Und es gibt noch einen Vorteil – eine Erdwärmeanlage versagt Ihnen auch nicht ihre Dienste, wenn Sie diese am dringendsten brauchen: bei Wintertemperaturen unter – 20° C…, ganz abgesehen von der Lärmbelästigung der Nachbarn oder in Ihrem Garten.

Ein Betriebskostenvergleich der unterschiedlichen Heizungssysteme zeigt die Überlegenheit einer korrekt dimensionierten Erdwärmeanlage:

Quelle: www.dimplex.de

Aufgrund dieser extrem niedrigen Betriebskosten der Erdwärmeanlage rentieren sich die vergleichsweise hohen Investitionskosten gegenüber den anderen Heizungssystemen ganz schnell. Betrachtet man eine Laufzeit von 20 Jahren, wird deutlich, welche Anlage am Ende wirklich die günstigste ist:

Quelle: www.dimplex.de

Woran erkennt man ein seriöses Bohrunternehmen?

Das Bohrunternehmen sollte als ein nach DVGW Arbeitsblatt W-120 zertifiziertes Fachunternehmen für Erdbohrungen zur Nutzung von Erdwärme (Geothermie) anerkannt sein. Dieses Zertifikat gilt bei Auftraggebern und Genehmigungsbehörden gemeinhin als Nachweis für Fachkunde, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit. Außerdem sollte das Unternehmen zusichern, die Erdwärmeanlage nach VDI 4640 auszulegen und auszuführen. Das beinhaltet, dass die Anlage den allgemein anerkannten Regeln und dem Stand der Technik entspricht. 

Zuletzt noch ein guter Rat: Sparen Sie nicht an der falschen Stelle!

Da die Investitionskosten für eine Erdwärmeheizung teilweise beträchtlich höher liegen als bei anderen Heizungssystemen, wird oft versucht an anderer Stelle Geld zu sparen – z.B. bei der Tiefe der Bohrungen.

Zu wenige Bohrmeter führen jedoch zu einer Unterdimensionierung der Wärmequelle. Dadurch kann es passieren, dass die dem Untergrund entziehbare Wärme nicht ausreicht. Weil die Wärmepumpe nun versucht, durch elektrische Leistung und längere Laufzeiten diesen Mangel zu kompensieren, steigt der Stromverbrauch. Damit wird aber die Wirtschaftlichkeit der Anlage in Frage gestellt. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Boden um die Sonden immer weiter auskühlt und so noch weniger Leistung bringt. Fällt die Soletemperatur zu stark ab, schaltet die Wärmepumpe auf  „Störfall“. Damit die Heizung nicht kalt bleibt, springt die Elektroheizpatrone ein, und das wird teuer. Richtig teuer wird jedoch erst die Wiederherstellung der Funktionalität der Erdwärmeanlage, z.B. durch eine zusätzliche Bohrung oder eine zusätzliche Solaranlage.

Soweit darf es aber nicht erst kommen. Ein guter Fachbetrieb wird seine Kunden richtig beraten. Deshalb ist nicht immer der billigste Anbieter der beste.

Wer auf Dauer sparen will, muss bei einer Erdwärmeanlage zu Beginn angemessen investieren – die Mehrkosten amortisieren sich dann mit der Zeit ganz von allein (siehe oben).  

Und was passiert eigentlich bei einer Überdimensionierung, d.h. zu tiefen Bohrungen? Abgesehen von den unnötig hohen Investitionskosten wird die Wärmequelle (Erdreich) beim Betrieb der Wärmepumpe geschont. Die stetig höhere Soletemperatur führt zu einer höheren Leistungszahl der Anlage und zu einem etwas geringeren Stromverbrauch.