Heizen mit der Sole-Wasser Wärmepumpe

Die Sole-Wasser Wärmepumpe ist eine Umweltheizung, die etwa zwei Drittel der Wärme für Haus und Warmwasserbereitung aus dem Boden zieht. Während das zum Beispiel mit Erdsonden funktioniert, transportiert die Sole (Gemisch aus Wasser und Frostschutz) die thermische Energie zum Wärmeerzeuger.

Funktion der Sole-Wasser Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser Wärmepumpe nutzt die ganzjährig konstanten Temperaturen im Erdreich zum Heizen. Damit das funktioniert, sind mindestens zwei Kreisläufe nötig: Der Sole- und der Kältemittelkreislauf.

Solekreis transportiert Energie zur Sole-Wasser Wärmepumpe

Der Solekreis verbindet die Erdwärmequelle mit der Wärmepumpenanlage. Er besteht in der Regel aus Kunststoffleitungen und wird von einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel (der Sole) durchflossen. Je nachdem, welche Kollektorart man nutzt, werden die Leitungen zum Beispiel tief in den Boden geführt, flächig unter der Erdoberfläche verlegt oder zu sogenannten Erdwärmekörben gewickelt.

Um die Druckverluste in den Leitungen und damit auch die Stromkosten der Solepumpe gering zu halten, gibt es meist mehrere Kreise. Wie bei einer Flächenheizung führen diese jeweils von einem Kollektor (zum Beispiel Erdsonde oder Flachkollektor) zum Sammler und von diesem zur Wärmepumpenanlage im Haus.

Mit dem Spaten wird Graben für den Kollektor einer Sole-Wasser-Wärmepumpe ausgehoben

Kältemittelkreislauf macht Umweltwärme im Haus nutzbar

Abhängig von der Kollektorart hat die Umweltwärme in der Regel eine Temperatur von bis zu zehn Grad Celsius. Da diese aber längst nicht ausreicht, um ein Haus zu beheizen, ist es die Aufgabe der Sole-Wasserwärmepumpe ihr Temperaturniveau weiter anzuheben. Möglich wird das im Kältemittelkreislauf, einem komplizierten Prozess, der in der Sole-Wasser Wärmepumpe abläuft. Wie dieser im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag „Funktionsweise der Wärmepumpe“.

Temperaturhub entscheidet über Heizkosten

Die Erdwärme lässt sich in einer Sole-Wasser Wärmepumpe nur mithilfe einer zusätzlichen Energiequelle für die Heizung nutzen. Diese kann zum Beispiel Strom oder Gas sein.

Generell gilt dabei, dass der Energieverbrauch sinkt, je kleiner der Temperaturunterschied zwischen Erdwärmequelle und Heizsystem ist. Steigt der sogenannte Temperaturhub durch hohe Vorlauftemperaturen der Heizung oder besonders niedrige Quelltemperaturen an, steigen damit auch die Heizkosten.

Kollektoren für die Sole-Wasser Wärmepumpe

Die thermische Energie aus der Erde lässt sich heute mit unterschiedlichen Kollektor-Arten gewinnen. Möglich ist das zum Beispiel mit Sondenbohrungen, Flachkollektoren, Künetten, Erdwärmekörbe oder Energiezäune.

Sondenbohrungen nutzen Geothermie

Eine Erdwärmesonde besteht aus Rohrleitungen, die bis zu 100 Meter tief in das Erdreich führen. Die sogenannten Sonden werden von der Sole durchflossen und können dem Boden je nach Qualität eine Leistung von rund 50 Watt je Meter entziehen. Für die Sole-Wasser Wärmepumpe eines Einfamilienhauses mit einer Heizlast von 12 Kilowatt sind rund 150 Bohrmeter nötig. Diese lassen sich jedoch auf verschiedene Bohrungen aufteilen.

Flachkollektoren für die die Sole-Wasser Wärmepumpe

Flachkollektoren ähneln einer Fußbodenheizung. Denn sie bestehen aus flächig verlegten Rohrleitungen, die ein bis zwei Meter unter dem Erdboden liegen. Während die Sole durch die Leitungen fließt, nimmt sie Wärme aus dem Erdreich auf und transportiert diese zur Sole-Wasser Wärmepumpe. Bei einer Entzugsleistung von rund 25 Watt sollten die Besitzer eines modernen Einfamilienhauses eine Fläche von rund 300 Quadratmetern einplanen.

Wichtig: Da Flachkollektoren gespeicherte Solarwärme aufnehmen, muss der Boden darüber unbebaut bleiben.

Künetten sammeln Umweltenergie platzsparend

Künetten bestehen genau wie Flachkollektoren aus Rohrleitungen im Erdreich. Um wertvollen Platz zu sparen, lassen sich diese jedoch ringförmig in ein bis zwei Meter breiten Gräben verlegen. Auf diese Weise entziehen sie dem Boden bis zu 100 Watt je Grabenmeter. Für die Sole-Wasser Wärmepumpe in einem modernen Einfamilienhaus ist dabei eine Grabenlänge von rund 80 Metern nötig.

Erdwärmekörbe versorgen die Sole-Wasser Wärmepumpe

Auch Erdwärmekörbe zählen zu den platzsparenden Kollektorarten. Sie bestehen aus zylindrisch aufgewickelten Rohren, sehen aus wie eine Sprungfeder und befinden sich unter der Erde. Je nach Größe können sie dem Boden eine Leistung von 500 bis 1.000 Watt entziehen. Für ein modernes Einfamilienhaus sind also etwa zwölf Körbe einzuplanen.

Energiezaun gewinnt thermische Energie

Der Energiezaun besteht aus speziellen Wellrohren, die wechselseitig über Zaunpfosten geführt sind. Thermische Energie für die Sole-Wasser Wärmepumpe gewinnen die Elemente jedoch nicht aus der Erde, sondern aus der Luft, dem Regen oder der solaren Strahlung. Nach Herstellerangaben sollen die Systeme 500 bis 1.000 Watt je Quadratmeter gewinnen. Für ein modernes Einfamilienhaus könnte dabei also schon eine Fläche von zwölf bis 15 Metern ausreichen.

Die Sole-Wasser Wärmepumpe im Vergleich

Vergleicht man Sole-Wasser-Systeme mit anderen Wärmepumpenarten, bieten sie eine günstige Möglichkeit zum Heizen mit Umweltwärme. Denn sie lassen sich mit Flachkollektoren fast überall ohne besondere Genehmigung installieren und gewinnen thermische Energie aus der Erde ganzjährig mit hohen Temperaturen. Zum Vergleich: Ist es im Winter richtig kalt, liegt die Umgebungsluft für eine Luftwärmepumpe oft weit unter null Grad Celsius. Das sorgt für einen hohen Temperaturhub und steigende Heizkosten.

Im Vergleich zur Wasser-Wasser Wärmepumpe lässt sich die Wärmequelle Erde vergleichsweise günstig anzapfen. Während die Brunnenanlage der Wasserwärmepumpe nicht selten mehr als 5.000 Euro kostet, gibt es Flachkollektoren für ein Einfamilienhaus schon für rund 3.000 Euro.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe heizt mit Wärme aus dem Erdreich. Sie lässt sich fast überall ohne besondere Genehmigung installieren und arbeitet dank hoher Quelltemperaturen sparsam. Im Vergleich zur Wasserwärmepumpe ist sie außerdem günstiger in der Anschaffung. Zumindest dann, wenn sie über Flach- oder Grabenkollektoren mit Wärme versorgt wird.

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