So funktioniert das Heizen mit Erdwärme

Mit der Wärmepumpe Erdwärme für das Heizen nutzen

In der Erde ist Wärme gespeichert. Diese besteht grundsätzlich aus verschiedenen Schichten – von der Erdkruste über den Erdmantel bis zum Erdkern. Dabei nimmt die Temperatur zu und liegt in 6.000 Kilometer Tiefe bei ungefähr 5.000 Grad Celsius. Möchten Hausbesitzer die in der Erde gespeicherte Wärme zum Heizen nutzen, funktioniert das aktuell am besten mit einem Heizsystem wie der Wärmepumpe. Diese holt thermische Energie aus dem Boden und macht sie für den Einsatz im Haus nutzbar. Hierbei gilt, je tiefer die Bohrungen, desto höher sind Energiegewinn und Effizienz der Anlage.  

Solekreis holt Energie aus dem Boden

Damit das Heizen mit Erdwärme gelingt, muss die kostenfreie Energie zunächst zur Wärmepumpe gelangen. Möglich ist das mit einem sogenannten Solekreis, der aus langen Kunststoffrohrleitungen besteht. Durch diese Erdwärmeleitungen zirkuliert ein Gemisch aus Wasser und Frostschutz (Sole) zwischen Erdwärmequelle und Wärmepumpenanlage. Während die Sole durch die erdverlegten Leitungen strömt, nimmt sie thermische Energie auf und erwärmt sich. In der Wärmepumpe angekommen, gibt sie die Energie wieder ab und die Temperatur der Sole sinkt. Damit der Energiebedarf für das Heizsystem möglichst gering ist, wird der Solekreis in mehrere einzelne Abschnitte geteilt. Ein Sammler verbindet dann alle miteinander und leitet das Gemisch weiter zur Wärmepumpe.

Wärmepumpe hebt die Temperatur der Umweltwärme

Die Erdwärme-Wärmepumpe hebt das Temperaturniveau der kostenfreien Umweltwärme und macht sie für den Haushalt nutzbar. Möglich ist das in einem weiteren Kreislauf, bei dem ein spezielles Medium (Kältemittel) verdampft, verdichtet und wieder verflüssigt wird. Wie das im Detail funktioniert, erklärt der Beitrag „Funktionsweise der Wärmepumpe“. Der Kältemittelkreislauf ist vom Solekreis zur Gewinnung der Wärme aus dem Erdreich zu unterscheiden. 

Das richtige Haus zum Heizen mit Erdwärme – Neu- und Altbau

Umweltwärme lässt sich immer dann besonders effizient einsetzen, wenn ihr Temperaturniveau nur wenig angehoben werden muss. Am besten funktioniert das in neuen oder sanierten Gebäuden mit einer Flächenheizung. Denn diese benötigen durch eine gute Dämmung nur wenig Energie und kommen durch die großen Heizflächen auch mit besonders niedrigen Vorlauftemperaturen aus. Üblich ist hier eine Fußbodenheizung, um die Erdwärme nutzbar zu machen. In Altbauten oder generell Bestandsgebäuden, in denen es nur mit hohen Vorlauftemperaturen warm wird, kann das Heizen mit Erdwärme dagegen höhere Energiekosten verursachen, da für den Prozess der Temperaturanhebung mehr Strom notwendig ist. Das heißt aber nicht, dass in Altbauten ein Nachrüsten mit einer Geothermie-Wärmepumpe ausgeschlossen ist. Hier sollten lediglich die notwendigen Umfeldmaßnahmen bedacht und kalkuliert werden.  

Energiequellen zum Heizen mit Erdwärme

Die Geothermie lässt sich heute mit verschiedenen technischen Lösungen anzapfen. Möglich sind dabei zum Beispiel Sondenbohrungen, Flachkollektoren, Künetten oder Erdwärmekörbe.

Sondenbohrungen holen Wärme aus der Tiefe

Erdwärme-Tiefenbohrungen sind besonders typisch, wenn es um das Heizen mit Erdwärme geht. Sie bestehen aus Leitungen, die bis zu 100 Meter tief in die Erde eingebracht werden. Während das zwar aufwendig ist, können sie Umweltenergie ganzjährig mit etwa fünf bis zehn Grad Celsius an die Oberfläche befördern. Je nach Region lassen sich dabei je Bohrmeter etwa 50 Watt gewinnen. Für ein modernes Gebäude sollten Hausbesitzer dabei mit rund 150 Tiefenmetern rechnen, die sich auf mehrere Bohrungen aufteilen lassen.

Wichtige Voraussetzungen für Erdsonden

Sondenbohrungen benötigen besondere Genehmigungen. In einigen Regionen kann das die Installation auch verhindern. Wichtig ist hierbei grundsätzlich, dass eine Erdwärmebohrung so viel Energie liefern muss, dass die Wärmepumpe mit überschaubarem Aufwand ausreichend Heizwärme erzeugen kann. Klären Sie das im Vorfeld. Ihr Installateur vor Ort kann Sie dazu beraten.

Wie lange dauern Erdwärmebohrungen?

Auf diese Frage gibt es keine pauschale Antwort. Dies ist von Anzahl und Tiefe der Bohrungen ebenso abhängig wie von den Witterungsbedingungen und der Beschaffenheit des Bodens.

Flächenkollektoren für Erdwärme werden oberflächennah verlegt

Eine Alternative zu den Erdsonden sind Flachkollektoren. Sie ermöglichen das Heizen mit Erdwärme auch ohne Genehmigung und bestehen aus unterirdisch verlegten Rohrschlangen. Diese ähneln einer Fußbodenheizung und können jedem Quadratmeter etwa 25 Watt entziehen. Für ein modernes Haus sollten Verbraucher dabei eine Fläche von rund 300 Quadratmetern zur Verfügung haben. Damit sich die Erde mithilfe der Sonne regenerieren kann, sollten Flachkollektoren nicht überbaut werden.

Künetten und Wärmekörbe zum Heizen mit Erdwärme

Ist der Platz auf dem eigenen Grundstück begrenzt, gibt es heute eine Reihe platzsparender Alternativen. Zwei Beispiele dafür sind Künetten und Wärmekörbe. Bei Künetten liegen die Leitungen des Solekreises in Form von Ringen in schmalen Gräben. Sie sind platzsparender als Flachkollektoren und einfach zu installieren. Um die Effizienz zu erhöhen, lassen sich die Grabenkollektoren dabei auch mit einem Energiezaun verbinden. Erdwärmekörbe bestehen dagegen aus aufgewickelten Rohrschlangen. Diese sehen aus wie Sprungfedern und werden in etwa drei Meter tiefen Gräben installiert.

Wann ist das Heizen mit Geothermie wirtschaftlich?

Im Vorfeld einer Planung und des Kaufs stellen sich viel Hausbesitzer verständlicherweise die Frage, wie hoch die Effizienz, die Wirtschaftlichkeit, eines neuen Heizsystems ist. Das gilt im Besonderen für das Heizen mit Erdwärme. Denn hier sind einige Umfeldmaßnahmen zu berücksichtigen, die je nach Ausführung höhere Kosten als zum Beispiel für eine Luftwärmepumpe mit sich bringen.  

Grundsätzlich gilt, dass zur Effizienz und zum Amortisationszeitraum kaum eine valide Aussage getroffen werden kann. Die Wirtschaftlichkeit einer Heizung hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Die Erdwärmeheizung muss in jedem Falle individuell an das Verbrauchsverhalten  sowie an das Gebäude angepasst werden. Tiefe und Umfang der wärmeaufnehmenden Bauteile richtet sich dabei nach:

• Beschaffenheit des Erdreichs
• Grad der Versiegelung
• klimatischen Einflüssen

Wie viel kostet das Heizen mit Erdwärme?

Die Kosten der Erdwärme beziehungsweise einer Erdwärmepumpe gliedern sich in die Bereiche Erschließung und Technik. Die Erschließung beschreibt dabei das Material und die Montage der Erdkollektoren. Während Hausbesitzer für Tiefenbohrungen mit rund 60 bis 100 Euro pro Bohrmeter rechnen müssen, kosten Flachkollektoren und Künetten zehn bis 30 Euro pro Quadratmeter. Erdwärmekörbe schlagen dagegen mit rund 2.500 Euro pro Stück zu Buche. Die Wärmepumpe für das Heizen mit Erdwärmepumpe kostet zusätzlich noch einmal 10.000 bis 15.000 Euro. Da die Kosten regional sehr unterschiedlich sein können, empfehlen wir Ihnen jedoch grundsätzlich einen Installateur zurate zu ziehen. Dieser berät Sie ganz individuell und findet unter Berücksichtigung aller Einfluss- und Kostenfaktoren die passende Lösung für Sie.