Die Sole Wärmepumpe heizt mit Erdwärme

Sole Wärmepumpe heizt mit Energie aus der Erde. Diese hat ganzjährig hohe Temperaturen und kann den Wärmebedarf im Haus zu etwa zwei Dritteln decken. Die fehlende Energie bekommt sie aus einem technischen Prozess, der entweder mit Strom oder Gas arbeitet. Aber wie funktioniert eine Sole Wärmepumpe eigentlich und welche Energiequellen stehen zur Auswahl?

Funktion der Sole Wärmepumpe

Eine Wärmepumpenheizung nutzt die hohen Temperaturen verschiedener Umweltwärmequellen für die Raumheizung und die Warmwasserbereitung. Während das zum Beispiel mit Luft oder Wasser funktioniert, zieht die Sole Wärmepumpe Energie aus dem Erdreich.

Sole und Solekreis im Überblick

Möglich wird das mit dem sogenannten Solekreis. Dieser besteht aus langen Kunststoffrohren, die das Erdreich mit der Heizung verbinden. Um die Energie aus dem Erdreich zu transportieren, fließt Sole durch die Leitungen. Die Flüssigkeit besteht aus Wasser und Frostschutzmittel und friert selbst bei Temperaturen unter null Grad Celsius nicht ein. Sie nimmt die thermische Energie aus dem Erdreich auf und wird dadurch selbst wärmer. An einem Wärmeübertrager der Heizung gibt sie die Energie wieder ab. Dabei sinkt die Temperatur der Sole und der Kreislauf kann von vorn beginnen.

Um einen hohen Stromverbrauch der Solepumpe zu vermeiden, unterteilt man die Leitungen in einzelne Kreise. Diese verbinden die Kollektoren mit einem Verteiler, der wiederum an die Sole Wärmepumpe angeschlossen ist. Der Verteiler/ Sammler ähnelt dabei dem einer Flächenheizung.

Handwerker montiert Flachkollektor für Sole Wärmepumpe

Temperaturhub in der Sole Wärmepumpe

Je nach Bodenbeschaffenheit und Art des Kollektors beträgt die Temperatur der Umweltenergie rund 5 bis 10 Grad Celsius. Da diese aber nicht ausreicht, um ein Gebäude zu beheizen, muss das Niveau technisch angehoben werden. Zum Einsatz kommt dabei eine elektrisch angetriebene oder eine Gaswärmepumpe. Im Beitrag „Wärmepumpe Funktion“ erklären wir, wie das Heizgerät im Detail funktioniert. Mehr über die Funktion gasbetriebener Geräte erklären wir im Beitrag „Gaswärmepumpe“. Wichtig zu wissen ist jedoch, dass die Effizienz einer Sole Wärmepumpe steigt, je niedriger der Unterschied zwischen den Temperaturen der Quelle und des Heizsystems ist.

Übrigens: Die Effizienz der Wärmepumpenheizung lässt sich mit der Leistungszahl (COP) oder der Jahresarbeitszahl (JAZ) angeben. Während der COP nur eine Momentaufnahme darstellt, beinhaltet die JAZ alle Gewinne und Verluste eines Jahres. Sie eignet sich daher gut, um die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit der Technik zu bewerten.

Wärmeverteilung im Gebäude

Nach dem Temperaturhub über den Wärmepumpenprozess lässt sich die Wärme im Haus nutzen. Wie bei einem konventionellen Kessel erwärmt sie dabei das Heizwasser, das die Energie im gesamten Haus verteilt. Damit die Heizkosten besonders niedrig ausfallen, lohnt sich die Kombination der Sole Wärmepumpe mit einer Flächenheizung. Denn diese erwärmt das Haus mit niedrigen Oberflächentemperaturen, wodurch der Strom- oder Gasverbrauch sinkt. Arbeitet die Wärmepumpenheizung dagegen mit herkömmlichen Heizkörpern und ist das Haus in einem energetisch schlechten Zustand, können die Heizkosten steigen.

Geht es um die Warmwasserbereitung, lohnt es sich die Sole Wärmepumpe mit einer Solaranlage zu kombinieren. Denn diese sorgt mit kostenfreier Solarwärme für warmes Trinkwasser und entlastet die Wärmepumpenanlage. Wie das im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag „Solaranlage zur Warmwasserbereitung“.

Typische Kollektorarten für die Sole Wärmepumpe

Um die thermische Energie aus dem Erdreich zu gewinnen, kommen heute verschiedene Kollektorarten zum Einsatz. Typisch sind dabei zum Beispiel Sondenbohrungen, Flachkollektoren und Grabenkollektoren.

Sondenbohrungen bieten konstanten Ertrag

Sondenbohrungen bestehen aus Rohrleitungen, die durch ein tiefes Loch im Boden führen. Sie sind bis zu 100 Meter tief und gewinnen je nach Bodenqualität etwa 50 Watt pro Meter. Während die Montage der Kollektoren mit hohen Kosten verbunden ist, sorgen sie für eine hohe Jahresarbeitszahl der Sole Wärmepumpe. Geht es um ein Einfamilienhaus, kann man überschlägig mit 150 Bohrmetern rechnen, die sich auf mehrere Bohrungen aufteilen lassen.

Flachkollektoren sind vergleichsweise günstig

Günstiger sind dagegen Flachkollektoren für die Sole Wärmepumpe. Diese bestehen aus einem Rohrnetz, das wie eine Fußbodenheizung unter der Oberfläche verlegt wird. Abhängigkeit von der Qualität des Bodens kann es diesem etwa 25 Watt je Quadratmeter entziehen. Die möglichen Temperaturen sind dabei geringer als bei Sondenbohrungen. Als nachteilig empfinden Hausbesitzer den hohen Flächenbedarf, der in der Regel auch freizuhalten ist. Geht es um ein Einfamilienhaus, können Interessierte überschlägig mit einer Fläche von 350 Quadratmetern rechnen.

Grabenkollektoren sparen Platz

Grabenkollektoren oder sogenannte Künetten sind eine platzsparende Alternative zu konventionellen Flachkollektoren. Sie bestehen aus sich überlappenden Rohrschlangen, die man in ein bis zwei Meter breiten Gräben unter der Erde verlegt. Während auch diese nicht überbaubar sind, entziehen sie dem Boden je nach Qualität bis zu 100 Watt je Quadratmeter. Geht es um ein Einfamilienhaus, können Bauherren und Hausbesitzer dabei überschlägig mit einer Länge von 80 Metern rechnen. Diese lässt sich auf mehrere Gräben aufteilen.

Tipp: Höhere Leistung für Erdkollektoren

Die Sole Wärmepumpe entzieht dem Boden in der Regel Solarwärme. Geht es darum, die Entzugsleistung der Kollektoren zu erhöhen, lohnt es sich, Regenwasser auf den jeweiligen Flächen versickern zu lassen. Denn das erhöht die Wärmespeicherfähigkeit der Erdschichten und die Effizienz der Wärmepumpenheizung. Diese verbraucht dadurch weniger Strom oder Gas und die Heizkosten sinken.

Günstig ist außerdem die Kombination der Heizung mit einer groß ausgelegten Solaranlage. Diese schickt den ganzen Sommer überschüssige Wärme in das Erdreich und erhöht somit die Quelltemperatur. Im Winter entzieht die Wärmepumpenanlage die thermische Energie mit hohen Temperaturen und arbeitet besonders sparsam.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Sole Wärmepumpe ist eine umweltfreundliche Heizung. Sie nutzt kostenfreie Wärme aus dem Erdreich und deckt damit etwa zwei Drittel des Wärmebedarfs im Haus. Der offene Betrag kommt über einen mit Strom oder Gas betriebenen Prozess hinzu. Für niedrige Heizkosten sorgt die Kombination mit einer Flächenheizung und einer Solarthermieanlage. Wird Regenwasser über oberflächennahen Kollektoren versickert, erhöht das die Effizienz in der Regel zusätzlich.

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