Die Funktion der Erdwärmepumpe verständlich erklärt

Die Erdwärmepumpe besitzt eine Funktionsweise, die speziell ist. Dabei benötigt sie als Ausgangspunkt eine natürliche Energiequelle: nämlich die Erde selbst. Entweder wird die Erdwärme durch sogenannte Erdkollektoren oder durch tiefe Sonden aufgesogen und anschließend über die Erdwärmepumpe sowie den Heizkreislauf im Haus verteilt. Die Nutzung dieser regenerativen Energiequelle gilt als ausgesprochen modern und zuverlässig.

Die Erdwärmepumpe und ihre Funktionsweise

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, ein Alternativbegriff für die Erdwärmepumpe, zieht Wärme aus dem Erdboden. Dafür verantwortlich sind wahlweise Sonden, die mit einer Tiefe von 50 Metern bis 250 Metern in den Erdboden gebohrt werden, oder aber sogenannte Erdkollektoren, welche eine weitläufige Fläche unterhalb der Erdoberfläche abdecken. Diese Kollektoren werden in Deutschland wegen der kalten Winter mit Schneefall und dem damit verbundenen Bodenfrost rund 1,20 Meter unter der Erdoberfläche ausgelegt. Weiterhin werden spezifische Abstände der einzelnen Rohre eingehalten, um eine einwandfreie Funktionsweise zu ermöglichen. Während sich die Details folglich unterscheiden, bleibt die fundamentale Vorgehensweise jedoch immer gleich.

Handwerker verlegt Erdwärmerohre im Boden. Er verschraubt die Kunststoffrohre der Erdwärmepumpe

Die Erdwärmepumpe - Die Funktionsweise in einzelnen Schritten

Bei der Erdwärmepumpe ist die Funktionsweise nur mittels der im Erdinneren befindlichen Wärme denkbar. Diese wird letztlich an das lokale Heizungssystem übergeben. Betrieben wird sie mithilfe von elektrischem Strom, um die eher niedrigen Temperaturen auf ein höheres, wärmeres Niveau anzuheben. So können die gewünschten Raumtemperaturen erreicht werden. Durch ein ständig zirkulierendes Kältemittel wird die Wärme schließlich an das Heizungssystem in Haus und Wohnung übergeben. Weil dieses Kältemittel immer in Bewegung ist, kommt es folglich zu einer dauerhaften Übertragung der warmen Energie. Wurde diese Wärme abgegeben, ist für einen stetigen Nachlauf neuer Energie gesorgt. 

Grund ist das Kältemittel selbst, welches die Energie der Umwelt aufnimmt. Es durchläuft einen Verdichter. Dieser komprimiert das Mittel. Dieser Vorgang benötigt den zuvor erwähnten Strom. Das Komprimieren erhöht den Druck und damit auch die Temperatur. Die relativ niedrige Ausgangstemperatur kann auf diese Weise auf die Wunschtemperatur erhöht werden. 

Im nächsten Schritt gelangt dieses mittlerweile in Gasform verfügbare Kältemittel zum sogenannten Wärmetauscher. Dieser ist eine weitere wichtige Komponente bei der Erdwärmepumpe und ihrer Funktionsweise. Hier wird die Energie (und damit auch die Wärme) schließlich an das Heizsystem abgegeben. Das erwärmt die Heizkörper und lässt die Temperaturen in den Innenräumen steigen. Weil das Kältemittel die zuvor konservierte Wärme verliert, kann der Kreislauf erneut beginnen.

Kühlen dank Funktionsweise der Erdwärmepumpe

Mit einer umgekehrten Funktion, was bei der Funktionsweise der Erdwärmepumpe je nach Modell durchaus möglich ist, ergeben sich weitere Vorzüge. So kann diese Funktion der Erdwärmepumpe im Sommer genutzt werden. Etwa, um indirekt als Klimaanlage zu dienen, indem der ganze Prozess quasi gespiegelt wird. Weil unter dem Erdboden eh kalte Luft vorhanden ist, wird diese dann mit Hilfe von Gebläsen und/oder einer Fußbodenheizung direkt in die Innenräume abgegeben. Das Kühlen funktioniert in diesem Falle ganz ähnlich wie bei einem Kühlschrank. 

Kosten für eine Erdwärmepumpe

Die Anschaffungskosten für solch eine Erdwärmepumpe staffeln sich in mehrere einzelne Bereiche. Die Wärmequelle unter dem Erdboden selbst muss erschlossen werden, weil keinesfalls jeder Platz gleichermaßen gut oder generell geeignet ist. Weiterhin muss die Wärmepumpe gekauft und von einem Installateur eingesetzt werden. Hier entstehen Kosten für das Gerät und den Dienstleister. Eventuell notwendiges Zubehör schlägt ebenso auf das Budget wie das notwendige Lüftungsmodul. Letzteres wird benötigt, wenn Sie die Funktionsweise der Erdwärmepumpe um das Kühlen im Sommer ergänzen möchten. 

Der finanzielle Aufwand im Detail

Bei dem Erschließen des geeigneten Platzes unter der Erdoberfläche muss bereits die Entscheidung zwischen den eingangs erwähnten Kollektoren oder einer Sonde getroffen werden. Sonden kosten häufig mehr, da diese tief unter der Erdoberfläche eingesetzt werden. Hier ist mit rund 6.000 bis 12.000 Euro zu rechnen. Kollektoren schlagen mit rund 8.000 bis 9.000 Euro zu Buche. Unabhängig von dieser Entscheidung wird eine Vermantelung aus Beton notwendig. Diese kostet ebenfalls rund 1.000 Euro.

Die Erdwärmepumpe selbst kostet ungefähr 6.000 bis 11.000 Euro, die Montage weitere 2.000 bis 3.000 Euro. Für das Zubehör kommen noch rund 500 bis 1.500 Euro hinzu. Wenn Sie die Funktionsweise der Erdwärmepumpe im Sommer als indirekte Klimaanlage nutzen möchten, wird ein zusätzliches Lüftungsmodul notwendig. Dieses kostet zusätzlich ungefähr 7.000 bis 8.000 Euro. 

Die laufenden Kosten umfassen vor allem den benötigten Strom. Denn die Erdwärmepumpe wird nicht gewartet und verfügt über eine Lebensdauer von rund zwei Jahrzehnten. Die Stromkosten variieren, ein guter Durchschnitt sind rund 400 Euro pro Jahr. Der Zähler wird entweder für rund 1.000 bis 1.500 Euro gekauft oder für einen fixen Betrag gemietet.

Vor- und Nachteile der Erdwärmepumpe

Zu den Vorzügen der Erdwärmepumpe zählen folgende Punkte:

  • Einer der großen Vorteile der Funktionsweise der Erdwärmepumpe ist ihre Umkehrbarkeit in eine Klimaanlage
  • Zudem ist Erdwärme eine quasi unerschöpfliche und tendenziell auch kostenlose Energiequelle. 
  • Ein Rohstoff zum Verbrennen wird also nicht benötigt. Was wiederum die Umweltbelastung durch CO2 erheblich reduziert. 
  • Erdwärme ist außerdem nahezu überall verfügbar, auch wenn geografische Unterschiede existieren. 
  • Eine lange Laufzeit und die Ungebundenheit an einen konkreten Stromanbieter, aufgrund der freien Anbieterwahl, sind weitere Vorzüge.

Nachteile der Funktionsweise der Erdwärmepumpe sind vor allem bei den hohen Investitionskosten zu suchen. Diese sind sicher nicht für jedermann finanzierbar. Jedoch kann die finanzielle Unterstützung über eine Förderung für eine Wärmepumpe helfen. Außerdem sind eine gute Dämmung und ausreichend Platz notwendig. Als Nachteil kann auch die Ökobilanz gewertet werden, welche aufgrund der Abhängigkeit zum Strom schlechter ausfällt als beispielsweise bei einer Pelletheizung. Doch hier haben Hausbesitzer die Möglichkeit, auf Öko-Strom zu setzen. Zudem kann ein optimales Heizverhalten sowie der Einsatz von Flächenheizungen, den Einsatz von Strom reduzieren. Denn Fußboden- oder Wandheizungen kommen mit einer niedrigen Vorlauftemperatur sehr gut zurecht. 

Heizung.de Autor Philipp Hermann

Fazit von Philipp Hermann

Die Funktionsweise einer Erdwärmepumpe unterscheidet sich nicht grundlegend von einer anderen Wärmepumpe, welche Luft oder Wasser nutzt. Entscheidend ist in diesem Falle jedoch, dass die Energiequelle Erdwärme erst erschlossen werden muss. Dafür kommen Erdsonden oder Erdkollektoren zum Einsatz. Je nach den örtlichen Gegebenheiten hat der Hausbesitzer diese Entscheidung zu treffen. Doch egal was zum Einsatz kommt, Sie profitieren von der Erdwärme, die auch im Winter vergleichsweise hoch ist. 

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