Wärmepumpe und Künetten: Erdwärme effizient gewinnen

Wärmepumpen nutzen in der Umwelt gespeicherte Energie für die Beheizung von Gebäuden. Besonders gut funktioniert das mit sogenannten Erdwärmepumpen. Diese gewinnen in der Erde gespeicherte Solarwärme zum Beispiel mit Sondenbohrungen, Flachkollektoren oder Künetten. Worin sich diese Möglichkeiten unterscheiden und was bei der Planung von Bohrungen, Kollektoren oder Künetten zu beachten ist, erklären wir in diesem Beitrag.

Mann gräbt Graben für Künetten-Kollektor einer Erdwärmepumpe

Wie funktioniert eine Wärmepumpe?

Anders als eine typische Gasheizung gewinnt eine Wärmepumpe die Energie für Heizung und Warmwasserbereitung nicht über eine Verbrennung, sondern einen physikalischen Prozess. Dabei wird der Umwelt – zum Beispiel mit Künetten aus der Erde – Energie entzogen. Da das Temperaturniveau dieser aber zu niedrig ist, muss es technisch angehoben werden. Wie das im Detail funktioniert, erklären wir auf der Seite Wärmepumpe.

Worin liegt der Vorteil von Erdwärmepumpen?

Im Gegensatz zu anderen Energiequellen, wie zu Beispiel der Luft, hat das Erdreich ganzjährig ähnliche Temperaturen. Auch wenn diese von der Beschaffenheit der Böden, der Tiefe und der Entzugsleistung der Wärmepumpe abhängig ist, kann die Heizung damit im Vergleich effizienter und sparsamer arbeiten.

Einen weiteren Vorteil bietet die Möglichkeit, das Erdreich als Wärmespeicher zu nutzen. Dabei kann die überschüssige Wärme der Solarthermie genutzt werden, um die Temperatur des Erdreichs anzuheben und die Effizienz der Wärmepumpe zu erhöhen.

Wie kann die Erdwärme gewonnen werden?

Geht es darum die kostenfreie Umweltwärme aus der Erde zu gewinnen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Häufig eingesetzt werden dabei zum Beispiel:

  • Sondenbohrungen
  • Flachkollektoren
  • Künetten

Erdwärme über Sondenbohrungen gewinnen

Eine der bekanntesten Möglichkeiten, die Wärme aus dem Erdreich zu gewinnen, sind Sondenbohrungen. Dabei werden Rohrleitungen – die sogenannten Erdsonden – in bis zu 100 Meter tiefe Bohrlöcher eingebracht. Die Leitungen werden von einer Sole genannten Flüssigkeit durchflossen, die die Wärme aus dem Erdreich zur Erdwärmepumpe transportiert. Je nach Tiefe der Bohrung und Qualität des Bodens können so etwa 50 Watt je Meter gewonnen werden.

Für ein modernes Einfamilienhaus werden Sondenbohrungen von insgesamt rund 150 Metern benötigt, die in der Regel auf mehrere Bohrungen aufgeteilt werden.

Flachkollektoren entziehen Erdwärme aus großen Flächen

Sind Sondenbohrungen aus rechtlichen Gründen nicht möglich, kann die Erdwärme auch über Flachkollektoren gewonnen werden. Wie bei einer Fußbodenheizung werden dabei von Sole – mit Frostschutzmittel versetztem Wasser – durchflossene Rohrleitungen in einer Tiefe von etwa einem Meter unter der Oberfläche verlegt. Je nach Beschaffenheit des Bodens können diesem dabei rund 25 Watt je Quadratmeter entzogen werden.

Für die Erdwärmepumpe in einem modernen Einfamilienhaus wird dabei in der Regel eine freie und nicht überbaute Fläche von rund 300 Quadratmetern benötigt.

Künetten gewinnen Erdwärme platzsparend

Sind weder Sonden noch Flachkollektoren eine Option, bieten Künetten eine gute Alternative. Künetten bestehen aus sich überschneidenden Rohrschlangen, die in Gräben von etwa einem Meter Breite ungefähr 1 bis 2 Meter unter der Erdoberfläche verlegt werden. Auch hier werden die Rohrschlangen von Sole durchflossen, um dem Boden Energie zu entziehen. Je Grabenmeter können der Heizung dabei oft schon 100 Watt zugeführt werden.

Werden die Künetten für die Wärmepumpe eines modernen Einfamilienhauses geplant, können Hausbesitzer überschlägig mit einem Graben von etwa 80 Metern Länge rechnen. Aufgeteilt auf mehrere Künetten, sollte das auch auf kleineren Grundstücken möglich sein.

Worin liegt der Vorteil von Künetten?

Künetten, die in schmalen Gräben verlegten Erdkollektoren einer Wärmepumpe, können ohne besondere Genehmigung im Erdreich verlegt werden. Darüber hinaus sind sie platzsparender als Flachkollektoren und günstiger als Sondenbohrungen.

Wie bei allen anderen Systemen, über die Umweltenergie aus der Erde gewonnen werden kann, hängt auch die Entzugsleistung von Künetten von der Beschaffenheit der Böden ab. Besonders hoch ist diese vor allem bei feuchten Böden. Ist die Erde auf dem eigenen Grundstück eher sandig und trocken, muss die Länge der Künetten in der Regel vergrößert werden.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Durch die hohen Temperaturen im Erdreich sind Erdwärmepumpen eine besonders effiziente Möglichkeit, mit kostenfreier Umweltenergie zu heizen. Mit Künetten-Kollektoren kann die im Erdreich gespeicherte Solarwärme dabei meist günstig und platzsparend gewonnen werden.

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