Sole Wasser Wärmepumpen: die Erdwärmepumpe

7. Oktober 2020
Heizungsfinder erklärt Ihnen in diesem Artikel die Funktionsweise der Erdwärme, welche durch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe erzielt wird. Sie erfahren die einzelnen Schritte und dass man diese Erdwärmepumpe auch zum Kühlen nutzen kann.
Dieser Artikel wurde erstellt von:
Christian Märtel, Redakteur www.Heizungsfinder.de
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Wie funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Sole-Wasser-Wärmepumpe – Erdkollektoren einer Erdwärmepumpe Die Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) bekommt ihre Wärmeenergie aus dem Boden. Entweder wird durch die Sonden diese Wärme aufgenommen, die 50 m bis 250 m tief in das Erdreich gebohrt werden oder von den Erdkollektoren (Bild-Quellen: BWP e.V.), die auf einer größeren Fläche, dafür aber flach unter der Erde verteilt sind. Die Kollektoren müssen bei etwa 1,2 m im Erdboden verlegt werden, damit sie im Winter nicht einfrieren. Die einzelnen Rohre brauchen Abstände von 0,6 m bis 0,8 m. Im Boden herrschen Temperaturen von -5 °C bis 25 °C je nach Tiefe und Jahreszeit. Diese Wärmepumpe benötigt einen Platzbedarf von 0,5 m³ bis zu 2 m³, je nach Ausführung.

Sole-Wasser-Wärmepumpe – Erdsonden einer Erdwärmepumpe Die Erdwärmepumpe nutzt die Wärme aus dem Erdreich, um das Heizungssystem zu erhitzen. Durch den elektrischen Antrieb wird das niedrigere Temperaturniveau der Wärmequelle auf ein höheres Temperaturniveau gehoben – einfach gesagt: die Temperatur steigt an. In der Sole-Wasser-Wärmepumpen Heizung zirkuliert ein Kältemittel, welches diese Wärmeenergie von der Erdwärmepumpe zur Heizung und wieder zurück transportiert. Wenn dieses Kältemittel die Umweltenergie aufnimmt, erwärmt es sich. Dann gelangt es in einen Verdichter, wo es komprimiert wird und dadurch der Druck und die Wärme weiter ansteigen.

Anschließend fließt das erwärmte, nun gasförmige Kältemittel zum Wärmetauscher und gibt seine Wärmeenergie an das Heizsystem ab. Dieser Heizkreislauf ist für die Erwär­mung der Heizung und des Brauchwassere zuständig. Durch diese Abgabe der Wärme kühlt das Kältemittel ab und wird wieder flüssig. Dann gelangt es zum Expansionsventil, welches den Druck in der Erdwärmepumpe kontrolliert reduziert. Als letzte Station wird das nun flüssige und kalte Kältemittel zum Verdampfer transportiert, wo es erneut die Wärme aus dem Boden aufnehmen kann und wieder gasförmig wird. Der Kreislauf beginnt von vorne.

Im Sommer kann die Sole-Wasser-Wärmepumpe auch zum Kühlen genutzt werden. Dafür ist ein zusätzlicher Wärmetauscher nötig, der die Wärme entzieht. Bei einer Benutzung von Erdsonden ist eine passive Kühlung möglich, da in den Tiefen der Erde die nötige kalte Temperatur bereits vorhanden ist und nicht mehr zusätzlich gekühlt werden muss. Über die Fußbodenheizung und Gebläsekonvektoren wird diese Kühle ins Haus abgege­ben.

Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Wärmequelle und Heizkreis ist, desto höher ist die Effizienz des Systems. Das heißt, dass man Erdwärmepumpen nur mit einer Flächenheizung (also großflächigen Heizkörpern oder einer Fußbodenheizung) betreiben sollte. Der Pufferspeicher sollte von einem Fachmann dimensioniert werden. Zum Nachheizen oder schnellen Aufheizen des Warmwassers benötigt man ansonsten über einen Elektroheizstab zusätzlichen Strom, was die laufenden Kosten erhöht.


Was kostet eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Die Kosten für eine Sole-Wasser oder Erwärmepumpe gliedern sich in verschiedene Bereiche.

Erschließung der Wärmequelle

Die Wärmequelle muss unter dem Erdboden zunächst erschlossen werden. Ein Fachmann kann die Bodenbeschaffenheit vor Ort einschätzen und kennt die länderspezifschen Regionalvorgaben. Neben der Suche nach einen geeigneten Platz entstehen hier Kosten für die Platzierung von Flachkollektoren oder der Bohrung für eine Sonde. Die Sonde ist generell genehmigungspflichtig und in der Umsetzung teurer (da neben der Bohrung auch eine Vermantelung aus Beton notwendig ist) aber auch zuverlässiger. Bei der Entscheidung für Flachkollektoren kann man die Kosten senken, indem man Eigenleistungen erbringt. Man kann für die Erschließung der Wärmequelle mit ca. 10.000 Euro Kosten rechnen.

Anschaffungskosten für Erdwärmepumpe

Gute Geräte (z.B. Buderus Logatherm) kosten zwischen 6.000 und 8.000 Euro für ein Einfamilienhaus. Kostentreiber ist die gewünschte Heizleistung. Bei Altbauten mit schlechter Dämmung oder großen Heizflächen können daher auch höhere Kosten entstehen. Zusätzliche Kosten entstehen, wenn Sie die Wärmepumpe im Sommer als Klimaanlage nutzen möchten, da dann ein zusätzliches Lüftungsmodul notwendig ist.

Montage- und Anschlusskosten

Die Installation einer Erdwärmepumpe inkl. Speicher und Anschluss an Heizkreislauf kostet zwischen 4.000 und 5.000 Euro. Aufwändige Verrohrungen können die Kosten weiter erhöhen. Daher sollte der Ort der Aufstellung des Gerätes sorgfältig gewählt werden. Für den elektrischen Starkstromanschluss und Installation des Zählers muss ein entsprechender Elektriker kommen. Hier liegen die Kosten inkl. Einbau eines Wärmepumpenzählers bei ca. 1.000 Euro. Es ist häufig auch möglich entsprechende Zähler zu mieten.

Laufende Kosten einer Erdwärmepumpe

Grundsätzlich ist keine Wartung des Gerätes erforderlich. Bei einer erwarteten Lebensdauer von 20 Jahren ist das ein großer Vorteil gegenüber klassischen Heiztechniken wie Gas- oder Ölheizungen aber auch gegenüber regenerativen Systemen wie Pelletheizungen. Die Heizkosten sind vergleichsweise gering und liegen im Einfamilienhaus zwischen 500 und 1.000 Euro pro Jahr.

Die Kosten einer Sole-Wasser Wärmepumpe (oder Erdwärmepumpe) liegen bei mindestens 20.000 Euro.

Teil der Sole-Wasser Wärmepumpe Kosten (in Euro)
Erschließung der Erdwärmequelle Erdwärmesonde: ca. 10.000 Euro
Flächenkollektor: ca. 7.000 bis 10.000 Euro
Anschaffungskosten Erdwärmepumpe ca. 6.000 Euro bis 8.000 Euro
Montagekosten ca. 4.000 Euro
Anschlusskosten ca. 1.000 Eur

Was sind die Vor- und Nachteiler einer Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Kurz zusammengefasst finden Sie hier noch die häufigsten Argumente für und gegen eine Erdwärmepumpe:

Vorteile einer Erdwärmepumpe

  • Grundsätzlich kostenlose Energiequelle / geringe laufende Kosten
  • Kein Wartungsaufwand
  • Ungebundenheit an Stromanbieter für Wärmepumpenstrom
  • Geographische Unterschiede aber grundsätzlich überall verfügbar
  • Nutzung als Klimaanlage möglich
  • Förderung über BAFA und KfW möglich
  • Kein Gas, Öl oder andere Emissionen im Haus
  • Kein Schornstein notwendig

Nachteile eine Erdwärmepumpe

  • Hoher Platzbedarf (Sonde oder Kollektor)
  • Hohe Anschaffungskosten
  • Niedrige Temperaturen erforderlich (Flächenheizung und gute Dämmung)


Wann lohnt sich eine Erdwärmepumpe?

Sofern man eine entsprechend große Fläche für eine Bohrung oder Kollektoren hat sowie die Anschaffungskosten finanzierbar sind, sprechen für die Erdwärmepumpe besonders die geringen laufenden Kosten und die wartungsarme Technik. Bei der Finanzierung helfen die Förderungen für Wärmepumpen der KfW und des BAFA. Eine individuelle Kalkulation liefert der Wärmepumpen-Rechner.

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Erfahrungen & Fragen zum Thema Sole Wasser Wärmepumpe

Lohnt sich für uns eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektor oder eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Saug- und Schluckbrunnen?

Lohnt sich für uns eine Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdkollektor oder eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Saug- und Schluckbrunnen? Für meine Anfrage schildere ich zunächst die wichtigsten Eckdaten zum Istzustand unserer Heizsituation: Ist-Zustand: Zur Zeit beheizen wir unser Eigenheim mit ca. 10300kWh pro Jahr mit einer alten Gas-Brennwerttherme (1999) und ca. 10 Raummeter Holz pro Jahr im Kaminofen, also nochmal ca. 10000kWh. Zusätzlich liefert eine Solarthermieanlage (4m² auf 30°geneigtem Süddach) Wärme für Warmwasser und Rücklaufanhebung (300l Pufferspeicher). Verschiedene Online-Energierechner kommen für unser Haus (unten 80m² Altbau (1845) mit dicken Bruchsteinwänden aber Doppelglasisolierfenstern (1998), oben 60m² Neubau (2001) mit 20cm Dämmung und Doppelisolierglasfenstern) auf ca.20000-24000kWh Heizenergiebedarf. Bislang sind wir mit einem Heizungsvorlauf von ca. 50°C ausgekommen, wobei wir Rippenheizkörper in allen Räumen + Fußbodenheizung in Küche und Bad (zusammen ca.30m²) nutzen (unten 3-lagige Heizkörper aus der Zeit vor der Dachsanierung). Da wir nur 2 Personen sind, ist der Warmwasserbedarf nicht sehr hoch, wir nutzen aber auch für Spülmaschine und Waschmaschine das heiße Wasser aus dem Warmwassertank. Elektrischen Strom benötigen wir zur Zeit ca. 4000kWh pro Jahr, möchten aber eine kleine Photovoltaikanlage (ca. 20m² , mehr passt nicht auf die 30° Süddachfläche) und ggf. einen Stromspeicher installieren, um teilweise unseren Eigenbedarf zu decken, u.a. für Elektroauto und ggf. Wärmepumpe. Zur Zeit sind neben Kühlschrank und Gefrierschrank eine Trinkwassertiefbrunnenpumpe in 80m Tiefe und eine Abwasserpumpe die größten Dauerstromverbraucher. Optionen mit Beratungsbedarf zum Ersatz der Gasbrennwerttherme: Da wir auf dem Land in Alleinlage leben und noch ein angrenzendes Wiesengrundstück (ca. 70m x 100m) besitzen, das im Winter normalerweise einen Grundwasserstand ca. 0,5m unter der Oberfläche hat, also in normalen Jahren sehr nass ist, dachten wir an die Option eines Erdkollektors mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe. Da wir für unsere Gartenwasserversorgung einen sehr ergiebigen Einspülbrunnen zur Grundwasserförderung in 5m Tiefe haben, liegt auch die Überlegung nah, ob die zusätzliche Anlage eines Saug- und Schluckbrunnens zum Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll sein könnte. Abschluss-Frage: Können sich die genannten Wärmepumpen-Anlagen bei unseren Bedingungen (vor allem wegen der größeren Temperaturspreizung durch die wenigen Flächenheizungen (wegen wertvoller Holzfußböden nicht nachrüstbar) überhaupt ökologisch und finanziell binnen 20 Jahren rechnen? Vielen Dank für Ihre Antwort! Mit freundlichen Grüßen! Imke Baumann
Antwort von Schemmel u. Kraus Sanitär-Heizung-Solar

Nein! Das wird sich nach Abwägung der Gegebenheiten nicht rechnen, da eine Wärmepumpenanlage inkl. Erdkollektor und
Installation ca. 17000-20000€ kosten würde. So ein System ist bei Heiztemperaturen von 35-40 oC bei einer ausschließlichen Flächenheizung angesagt. Bei 50oC wäre der Wirkungsgrad Strom/Wärme ca. 1-3,5 oder besser gesagt mit einer kWh Strom entstehen ca. 3,5 kWh Wärme. Bei Zugrundelegung von einem Strompreis von 25 Cent würde also eine kwH Wärme 7,14 Cent kosten. Das ist von den Betriebskosten sogar teurer als eine kWh Erdgas von ca. 6 Cent.

Ein System mit Wasser direkt aus einem Brunnen, würde nur bei ausgezeichneter Wasserqualität (Eisen, Mangan,Kalk)
störungsfrei funktionieren. Solche Systeme werden eigentlich nicht mehr gebaut. Der Austausch der Heizgerätes (Brennwert) stellt meines Erachtens die wirtschaftlichste und stör unanfälligste Technik dar. Hier wären ca. 6000-7000€ zu veranschlagen.
Gegebenenfalls könnte ich beratend zu Seite stehen.

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