Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe funktioniert mit Energiequellen, die kostenfrei zur Verfügung stehen. Wasser, Luft und Erde sind die Elemente, welche in die Wärmepumpentechnik einfließen und als erneuerbare Energien die Unabhängigkeit von den fossilen und begrenzten Brennstoffen wie Öl und Gas kontinuierlich ermöglichen. Eine der Systemvarianten ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe, die auch als Erdwärmepumpe bezeichnet wird. Sie nutzt die Wärme aus dem Erdreich, um Heizwärme für den gesamten Haushalt bereitzustellen.

Sole-Wasser-Wärmepumpe : Wärmegewinnung aus dem Erdreich

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Erdwärme. Sie ist als Wärmelieferant besonders geeignet, da das Erdreich ein hervorragender Speicher thermischer Energie ist. Das ganze Jahr über liegen die Temperaturen zwischen sieben und 13 Grad Celsius. Das gilt auch für die kalte Jahreszeit, selbst wenn die obere Erdschicht vereist ist. Die tieferen Regionen bleiben davon unberührt, sodass die Funktionsfähigkeit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe selbst dann nicht gefährdet wird. 

Um diese Wärme für den Betrieb einsetzen zu können, gibt es zwei Varianten der Gewinnung: sogenannte Erdsonden und Erdkollektoren. 

Erdsonden: Wärmegewinnung aus tieferen Erdschichten

Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Sonde
Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Sonde (© heizung.de)

Erdsonden werden bis zu einer Tiefe von 40 bis 100 Metern in das Erdreich eingebracht, weshalb der Platzbedarf vergleichsweise gering ist. Die Sonden werden durch eine Bohrung vertikal in die Erde eingelassen. In seltenen Fällen erfolgt eine tiefere Bohrung, die jedoch einer Zulassung durch die Bergbehörde bedarf. Grundsätzlich unterliegen Tiefenbohrungen für Erdsonden bergrechtlichen Bestimmungen und müssen nach § 127 BbergG (Bundesberggesetz) der zuständigen Bergbehörde gemeldet werden. Die Tiefenbohrung für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe erfordert außerdem einen hydrogeologisch einwandfreien Standort. Das bedeutet, dass er den Vorgaben nach dem Wasserhaushaltsgesetz genügen muss. Eine Genehmigung durch die untere Wasserbehörde wird nicht erteilt, wenn durch die Bohrarbeiten für die Wärmepumpe Sole-Wasser das Grundwasser gefährdet wird.

Erdkollektoren: Wärme aus der oberflächennahen Erdschicht

Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Kollektor
Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Kollektor (© heizung.de)

Im Gegensatz zu Erdsonden sind Erdkollektoren horizontal und großflächig angeordnet. Sie werden in einer Tiefe von mindestens 0,8 bis 1,5 Metern schlangenförmig im Erdboden verlegt, also unterhalb der Frostgrenze, um ein Einfrieren in der kalten Jahreszeit zu vermeiden. Der Abstand zwischen den einzelnen Rohren beträgt 0,6 bis 0,8 Meter. Diese großflächige Variante der Sole-Wasser-Wärmepumpe hat einen Platzbedarf, der sich an der Größe der zu beheizenden Fläche orientiert. Als Faustformel für die Berechnung der Fläche für Erdkollektoren wird die beheizende Quadratmeterfläche verdoppelt.

Das Funktionsprinzip einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe basiert auf einem Kreislauf. Um das Heizwasser zu erhitzen, entzieht die Erdwärmepumpe dem Erdreich via Erdsonden oder Erdkollektoren Wärme. Diese thermische Energie wird dann mit einem Gemisch aus Sole und Wasser zum sogenannten Verdampfer geleitet. Dort wird die Wärme an das Kältemittel übertragen, welches bereits bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen verdampft. 

Dieser Kältemitteldampf gelangt zum strom- oder gasbetriebenen Verdichter. Dort erhöht sich der Druck, wodurch gleichzeitig das Temperaturniveau angehoben wird. Je höher die Vorlauftemperatur im Heizkreis sein muss, umso mehr Strom wird benötigt, um die Temperatur anzuheben. 

Über einen Wärmeübertrager kann der Kältemitteldampf nun seine Wärme an den Heizkreislauf abgeben. Durch diesen Vorgang erkaltet das Mittel wieder und der Vorgang - das Heizen mit der Wärmepumpe - beginnt von vorn. 

Die Vorteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Im Vergleich zu anderen Typen der Wärmepumpe, der Luft-Wärmepumpe oder der Wasser-Wasser-Wärmepumpe, verfügt die Sole-Wasser-Wärmepumpe über einige Vorteile:

  • Zur Wärmegewinnung stehen gleich mehrere Absorber-Systeme zur Verfügung, dazu gehören Erdkollektoren, Grabenkollektoren oder Erdsonden.
  • Bei der Nutzung von Erdkollektoren oder Grabenkollektoren ist keine behördlichen Genehmigungen (z.B. die Untere Wasserbehörde bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe) notwendig.
  • Die Erdwärme als Energiequelle ist im Vergleich zur Umgebungsluft im Winter sehr hoch (circa zehn Grad Celsius - und das konstant).
  • Auch die staatlichen Fördersummen für Sole-Wasser-Wärmepumpen sind deutlich höher als die für Luft-Wasser-Wärmepumpen.
  • Mit einer Wärmepumpe Sole-Wasser ist es möglich, nicht nur zu heizen und Brauchwasser aufzubereiten, sondern bei hochsommerlichen Temperaturen auch zu kühlen.

Die Nachteile einer Sole-Wärmepumpe

Ganz von Nachteilen ist eine solche Wärmepumpe natürlich nicht. Womit sie nicht punkten kann, ist:

  • Abhängig von der Art der verwendeten Erdkollektoren kann der Flächenaufwand für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe sehr hoch sein.
  • Bei der Verwendung von Erdsonden können die Kosten für Tiefenbohrung vergleichsweise hoch ausfallen.
  • Eine Bohrung ist ferner nicht ohne eine Genehmigung von den unteren Behörden möglich.

Kosten und Fördermittel für die moderne Heiztechnik 

Wie viel eine Sole-Wasser-Wärmepumpe kostet, hängt neben der Heizleistung des Gebäudes vor allem auch von der Art der Kollektoren ab. Während Sondenbohrungen etwa 60 bis 100 Euro pro Meter kosten, zahlen Hausbesitzer für Erdkollektoren etwa 20 bis 30 Euro pro Quadratmeter. Für die Wärmepumpe selbst müssen sie noch einmal 10.000 bis 15.000 Euro einplanen. Gewissheit bringt in jedem Fall das Angebot durch einen Installateur.

Hohe Fördermittel für die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Wer sich für eine Erdwärmepumpe entscheidet, bekommt heute hohe finanzielle Zuschüsse. So gibt es über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mindestens 4.500 Euro für Neubau- und Sanierungsvorhaben. Wie die Anträge für die Fördermittel richtig zu stellen sind und wie viel Geld Verbraucher im Detail bekommen, erklären wir im Beitrag „Förderung für eine Wärmepumpe“.
Heizung.de Autor Philipp Hermann

Fazit von Philipp Hermann

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist eine Wärmepumpentechnik, die durch in die Erde gebrachte Erdsonden oder Erdkollektoren Wärme aus dem Erdreich gewinnt. Sie zeichnet sich nicht nur durch ihre Umweltfreundlichkeit aus, sondern auch dadurch, dass sie die Kosten für die Aufbereitung von Brauchwasser und Heizenergie deutlich senkt.

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