Eine Erdwärmebohrung für die Wärmepumpe

Über eine Erdwärmebohrung ziehen Sole-Wärmepumpen Energie aus dem Boden. Möglich ist das mithilfe einer Sonde, die ein Wasser-Frostschutz-Gemisch (die Sole) bis zu 100 Meter tief in das Erdreich schickt. Wir erklären, wie das funktioniert, worauf es dabei ankommt und was die Arbeiten kosten. 

Erdwärmebohrung: Funktion für die Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe hebt kostenfreie Umweltenergie auf ein technisch nutzbares Niveau. Möglich ist das über verschiedene Kreisläufe. Bei einer Sole/Wasser-Wärmepumpe sind das:

  • der Sole-Kreislauf
  • der Kältemittelkreislauf

Solekreislauf fördert Energie aus dem Boden  

Der Solekreislauf besteht aus Rohleitungen, die ein flüssiges Medium durch die Erdwärmebohrung leiten. Die sogenannte Sole, ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, nimmt dabei Energie aus der Tiefe auf und erwärmt sich. Es strömt anschließend zur Wärmepumpe und übergibt Wärme an den Kältemittelkreislauf. Im nächsten Schritt strömt die Sole mit geringerer Temperatur zurück ins Erdreich und der Kreislauf beginnt von vorn.

Fachfirma erstellt eine Erdwärmebohrung
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Kältemittelkreislauf hebt das Temperaturniveau

Im Kältemittelkreislauf zirkuliert zur gleichen Zeit ein Medium mit speziellen physikalischen Eigenschaften. Es verdampft, während es die thermische Energie der Sole aufnimmt, und strömt anschließend zu einem Verdichter. Dieser erhöht den Druck des nun gasförmigen Mediums so weit, bis auch die Temperatur auf das für die Heizung benötigte Niveau steigt. Das Kältemittel gibt die enthaltene Energie anschließend an das Heizsystem ab, wodurch seine Temperatur sinkt. Hat das Medium nach vollständiger Entspannung seinen Ausgangszustand erreicht, kann auch der Kältemittelkreislauf erneut beginnen.

Zusammenspiel von Erdwärmebohrung und Wärmepumpe  

Wichtig zu wissen ist, dass die Wärmepumpe weniger leisten muss, je höher die Temperatur der Sole ist. Das heißt, dass die gesamte Anlage besonders sparsam läuft, wenn die Sonde Regionen mit anhaltend hohen Temperaturen erschließt. Sind die Soletemperaturen niedrig, muss der Wärmepumpenverdichter mehr leisten die Heizkosten steigen.

Planung und Durchführung der Sondenbohrungen

Planung und Umsetzung der Erdwärmebohrungen übernehmen erfahrene Fachbetriebe, welche die Arbeiten mit speziellen Geräten umsetzen. Neben der eigentlichen Bohrung kommt es dabei auf die individuelle Planung und das Einholen der Genehmigungen an.

Die Bemessung: Anzahl und Tiefe der Bohrungen

Eine Erdwärmebohrung muss so viel Energie liefern, dass die Wärmepumpe mit überschaubarem Aufwand ausreichend Heizwärme erzeugen kann. Experten sprechen dabei von der benötigten Verdampferleistung. Einen entscheidenden Einfluss auf die Tiefe der Bohrungen hat dabei die Entzugsleistung des Bodens. Diese wird in Watt pro Meter bemessen und ist generell höher, je feuchter das Erdreich ist. Bei der Planung kann ein Installateur in vielen Fällen auf vorhandene Erfahrungs- und Tabellenwerte zurückgreifen. Liegen diese nicht vor, ist zunächst eine Probebohrung nötig. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über typische Entzugsleistungen:

Untergrund der ErdwärmebohrungRichtwerte zur Entzugsleistung
Schlechtes, trockenes Sediment20 bis 25 Watt pro Meter
Normales Gestein und wassergesättigtes Sediment
50 bis 60 Watt pro Meter
Gestein mit hoher Wärmeleitfähigkeit
70 bis 85 Watt pro Meter

Die benötigte Bohrtiefe ergibt sich aus der Division der benötigten Verdampferleistung in Watt und der spezifischen Entzugsleistung des Bodens in Watt pro Meter. Die ermittelte Tiefe lässt sich dann auf mehrere Bohrungen aufteilen. Da ab einer Tiefe von 100 Metern unter der Erdoberfläche besondere Bergbaurechte nötig sind, gilt dieser Wert oft als Grenze einzelner Erdwärmebohrungen. 

Genehmigung für die Erdwärmebohrung einholen  

Bevor die Bohrung beginnt, müssen Hausbesitzer das Vorhaben bei der Unteren Wasserbehörde anzeigen. Hier zeigt sich, ob eine Genehmigung erfolgt oder aber spezielle Auflagen zu erfüllen sind. Letzteres ist zum Beispiel dann der Fall, wenn sich die zu errichtende Anlage in einem Wasserschutzgebiet befindet. Möglich ist jedoch auch, dass die Ämter der Erdwärmebohrung gänzlich widersprechen. Am einfachsten ist es, wenn Hausbesitzer das Einholen der Genehmigung bei planenden oder ausführenden Gewerken in Auftrag geben.

Abteufen der Bohrung und Verpressen der Bohrlöcher

Die Bohrung selbst übernehmen Fachfirmen, die je nach Bodenbeschaffenheit die passenden Werkzeuge und Verfahren anwenden. Wichtig ist, dass diese die Bohrungen ausreichend weit vom Haus und mit einem geeigneten Abstand zueinander setzen. Ist das nicht der Fall, könnte der Boden durch die hohe Entzugsleistung vereisen. Sinkende Entzugsleistungen, Schäden am System oder am Gebäude wären dann die Folge.

Nach dem Abteufen (dem Bohren) der Erdwärmebohrungen bringen Experten die Sonden ein und verpressen den freien Raum im Loch. Das ist nötig, um eine stabile Einbindung der Rohrleitungen sicherstellen zu können. Außerdem soll die Maßnahme verhindern, dass sich verschiedene grundwasserführende Schichten im Erdreich vermischen.

Anschluss der Sonden und Inbetriebnahme der Anlage 

Im nächsten Schritt werden die Soleleitungen über spezielle Verteiler beziehungsweise Sammler im Erdreich zusammengeführt und gemeinsam an die Wärmepumpe angeschlossen. Verschiedene Druckproben und Spülvorgänge gewährleisten dabei, dass alle Arbeiten ordnungsgemäß ausgeführt werden und die Anlage zuverlässig läuft.

Kosten und Fördermittel für eine Erdwärmebohrung  

Die Kosten der Bohrungen können sich von Projekt zu Projekt stark unterscheiden. So hängen sie von den geplanten Bohrtiefen unter anderem auch von der Bodenbeschaffenheit ab. Richtwerte liegen zwischen 30 und 70 Euro je Bohrmeter. Eine zuverlässige Auskunft ist hier nur mit dem Angebot einer Fachfirma möglich.

Förderung für die Wärmepumpe mit Erdwärmebohrung

Sole-Wärmepumpen sind durch die hohen Temperaturen der Erdwärme besonders effizient und werden daher vom Staat gefördert. Bauherren und Hausbesitzer können die Mittel über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) beantragen, bevor sie mit der Umsetzung beginnen. Dabei bekommen sie mindestens 4.500 Euro (oder 45 Euro pro Kilowatt). Während im Neubau das Erreichen einer hohen Jahresarbeitszahl (mind. 4,5) Pflicht ist, bekommen Sanierer für Anlagen mit der gleichen Effizienz sogar 6.750 Euro (oder 45 Euro pro Kilowatt).

Heizung.de Autor Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Über eine Erdwärmebohrung gewinnen Wärmepumpen viel Umweltenergie. Der Vorteil liegt dabei in den hohen Temperaturen der Wärmequelle. Denn diese senken den Temperaturhub und somit auch den Strom- oder Gasverbrauch der Wärmeerzeuger. Während die benötigte Tiefe der Leitungen von der Heizlast und der Bodenbeschaffenheit abhängt, sind in einigen Regionen Deutschlands spezielle Genehmigungen nötig. Nachdem Fachfirmen die Bohrungen erstellt haben, bringen sie die Sonden ein und nehmen die Wärmepumpe in Betrieb. Die Kosten sind projektabhängig zu kalkulieren und werden durch hohe BAFA-Zuschüsse abgefedert. 

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