Erdwärmepumpe: Heizen mit geothermischer Energie
Erdwärmepumpen machen die im Erdreich vorhandene Wärme als Heizenergie nutzbar. Der Vorteil dieser Wärmequelle liegt darin, dass sie unabhängig von Witterungsverhältnissen und dadurch immer gleichbleibend verfügbar ist. Da das Heizen mit Erdwärme nicht nur umweltfreundlich, sondern auch effizient ist, rechnen sich die Investitionskosten in aller Regel innerhalb weniger Jahre. Hier erfahren Sie, wie die Erdwärmepumpe funktioniert, wie Sie die geothermische Energie auf Ihrem Grundstück erschließen können und welche Kosten auf Sie zukommen.
Möchten Sie im Raum Speyer und Rhein-Neckar künftig eine Erdwärme-Wärmepumpe zum Heizen nutzen, helfen wir Ihnen gern weiter. Dank Zertifizierung nach VDI 4645 können wir entsprechende Projekte von der Planung bis zu Inbetriebnahme erfolgreich für Sie umsetzen.
Arten der Wärmegewinnung mit Erdwärmepumpen
Erdwärmepumpen funktionieren entweder mit Tiefensonden oder mit Kollektoren. Sonden werden über Bohrungen senkrecht in das Erdreich eingebracht. Die genaue Tiefe richtet sich vor allem nach den geologischen und geografischen Besonderheiten des Standortes. Die Installation ist relativ aufwendig. Dafür erreichen Wärmepumpen mit Sonde einen sehr hohen Wirkungsgrad und eine ganzjährig konstante Heizleistung. Da bei dieser Erdwärmepumpe der Platzbedarf gering ist, eignet sie sich auch für kleine Grundstücke.
Kollektoren gibt es in folgenden Varianten:
Flächenkollektor
Der Flächenkollektor ist eine günstigere Alternative zur Erdwärmesonde. Er erfordert jedoch viel Platz. Eine beheizte Wohnfläche von 120 Quadratmetern würde eine Kollektorfläche von 180 bis 300 Quadratmetern voraussetzen. Das Areal darf im Nachhinein weder bebaut noch versiegelt werden. Bepflanzungen sind ebenfalls nur eingeschränkt möglich, da tiefer gehendes Wurzelwerk den Kollektor beschädigen könnte. Gegenüber der Tiefenbohrung kann die Wärmepumpe mit Flächenkollektor stärkeren saisonalen Fluktuationen unterliegen. Damit schwankt auch ihr Wirkungsgrad.
Grabenkollektor
Für weniger große Grundstücke können Grabenkollektoren eine Alternative sein. Diese bestehen aus Kunststoffrohren, die in einem ein bis zwei Meter breiten Graben verlegt werden. Die Leitungen für das Kältemittel sind parallel übereinander in einem stehenden Register angeordnet. Auch hier sind die saisonalen Leistungen stark schwankend, wodurch der thermischen Regeneration des Bodens eine große Bedeutung zukommt. Deshalb sollten diese Kollektoren in einem Grundstücksbereich mit freier solarer Einstrahlung und optimaler Versickerung des Regenwassers eingebracht werden.
Erdwärmekörbe und Spiralsonden
Diese Kollektoren werden unterhalb der Frostgrenze zwei bis drei Meter tief vergraben. Oft sind sie auch an Orten zulässig, an denen eine Tiefenbohrung aus rechtlichen Gründen nicht möglich ist. Sie benötigen weniger Platz als Flächenkollektoren und sind besonders effizient in Gebieten mit wasserführenden Schichten, weil Wasser die Wärmeübertragung verbessert. Tiefbohrungen kosten je kW Heizkosten ca. 2000 €. Dies kann abweichen und ist abhängig von den Gegebenheiten vor Ort. Voraussetzung ist, dass das Grundstück ausreichend groß ist. Je Bohrung benötigt man mindestens 3 m Abstand vom Gebäude und 3 m Abstand zur Grundstücksgrenze.
Funktionsweise der Erdwärmepumpe
Das Funktionsprinzip dieser Wärmepumpenart ähnelt dem anderer Wärmepumpen. Sehr verbreitet ist die Nutzung von Sole als Kältemittel, weshalb die Erdwärmepumpe oft auch als Sole-Wasser-Wärmepumpe oder Sole-Wärmepumpe bezeichnet wird.
Der Kreislauf beginnt damit, dass die Sole in den Kollektoren der Wärmepumpe Erdwärme aus dem Boden aufnimmt und zu einem Wärmetauscher leitet. Dort wird die thermische Energie auf das Kältemittel der Wärmepumpe übertragen, das dadurch verdampft. Über einen Kompressor wird der Dampf auf ein höheres Druckniveau gebracht. Damit lässt die Erdwärmepumpe auch die Temperatur weiter ansteigen.
An einem zweiten Wärmetauscher geht die Wärme des Kältemittels auf das Heizsystem des Gebäudes über und kann zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Durch den Wärmeverlust wird das Kältemittel wieder flüssig. Über ein Expansionsventil wird der Druck auf das Ausgangsniveau gesenkt. Dadurch kühlt das Kältemedium weiter ab und ist bereit, neue Erdwärme aufzunehmen.
Voraussetzungen für die Nutzung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe
Am effizientesten arbeitet die Erdwärmepumpe, wenn die Vorlauftemperatur niedrig ist. Daher ist eine der wichtigsten Voraussetzungen eine gute Wärmedämmung. In Neubauten ist diese von Haus ausgegeben, da die Gebäude mindestens den Effizienzstandard 55 erfüllen müssen. Deshalb lohnen sich die Kosten für eine solche Wärmepumpe im Neubau in jedem Fall. Im Bestand kann gegebenenfalls eine energetische Sanierung nötig sein, um mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wirtschaftlich heizen zu können. Je schlechter die Dämmung, desto eher empfiehlt sich eine Erdwärmepumpe mit Tiefensonde, da diese Variante den höchsten Wirkungsgrad aufweist.
Rechtliche Voraussetzungen
Die Tiefenbohrung für eine Erdwärmepumpe ist in Deutschland grundsätzlich genehmigungspflichtig. Sie muss beim geologischen Dienst des jeweiligen Bundeslandes angezeigt werden. Zum Teil kann auch eine Genehmigung nach Bergrecht erforderlich sein.
Pumpen mit Kollektoren sind weitgehend genehmigungsfrei. Einschränkungen sind möglich in Trinkwasserschutzgebieten, Trinkwassergewinnungsgebieten und Heilquellenschutzgebieten. Oft ist die Nutzung in diesen Arealen grundsätzlich untersagt oder es gelten besondere Vorschriften.
Erdwärmepumpe: Mit diesen Kosten ist zu rechnen
Die Kosten der Heizung mit einer Wärmepumpe für Geothermie übersteigen die anderer Wärmepumpenarten. Für die Erdwärmepumpe ist ein Preis von 12.000 bis 15.000 Euro üblich. Besonders hochwertige Modelle können noch teuer sein. Zusätzlich fallen bei einer Erdwärmepumpe Kosten für die Bohrung oder Grabung an. Erstere schlagen je nach Standort, Bodenbeschaffenheit und Tiefe mit bis zu 10.000 Euro zu Buche, Kollektoren mit 2.000 bis 5.000 Euro.
Die laufenden Kosten sind bei der Erdwärmepumpe im Vergleich zu fossilen Heizungen sehr gering. Bei einer Kollektoren-Erdwärmepumpe liegen die Kosten für Strom bei circa 900 Euro pro Jahr. Bei der Sonden-Erdwärmepumpe sind die Kosten mit jährlich rund 700 Euro noch niedriger. Die Wartungskosten sind mit etwa 150 bis 200 Euro ebenfalls überschaubar.
Kosten senken mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Ob Wasser-Wasser-Wärmepumpe, Erdwärmepumpe oder Luftwärmepumpe: Der Staat unterstützt den Umstieg auf diese umweltfreundliche Art zu heizen mit großzügigen Zuschüssen. Die Grundförderung beträgt 30 Prozent der förderfähigen Kosten. Bis Ende 2028 gibt es einen Klimageschwindigkeitsbonus von 20 Prozent. Ab 2029 sinkt dieser jährlich um drei Prozent. Selbst nutzende Eigentümer mit bis zu 40.000 Euro zu versteuerndem Haushaltsjahreseinkommen können außerdem einen Einkommensbonus von 30 Prozent erhalten. Diese Boni sind bis zu einem maximalen Fördersatz von 70 Prozent kumulierbar.
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