27.11.2023, 10:45 Uhr | Lesezeit: 5 Minuten

Wenn man von einer Wärmepumpe spricht, geht es in den meisten Fällen um die sogenannte Luftwärmepumpe. Weniger bekannt ist die Erdwärmepumpe. Wie funktioniert sie, und was macht sie so besonders?

Die Funktionsweise der Erdwärmepumpe

Im Grunde arbeiten alle Arten von Wärmepumpen auf eine ähnliche Art und Weise. Sie nehmen über ein Kältemittel die Wärme einer anderen Quelle auf, die anschließend in einen geschlossenen Kreislauf gelangt und auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Dieser Prozess beheizt anschließend ein Gebäude oder versorgt es mit Warmwasser.

Eine Erdwärmepumpe nutzt dabei die natürliche Wärmeenergie, die im Erdreich gespeichert ist. Dabei ist es wichtig, zwischen Wärme und Temperatur zu unterscheiden. „Alles, was wärmer ist als der absolute Nullpunkt bei minus 273,15 Grad Celsius, erzeugt Wärme“, erklärt Dr.-Ing. Matthias Wagnitz vom Zentralverband Sanitär Heizung Klima auf myHOMEBOOK-Anfrage.

Die Bestandteile einer Erdwärmepumpe

Das System besteht im Wesentlichen aus drei Hauptkomponenten: dem Erdkollektor (Erdwärmesonde), der Wärmepumpe an sich und dem Heiz- oder Kühlsystem im Gebäude.

1. Erdkollektor: Diese Komponente besteht aus einem System von Rohren im Boden. Sie enthalten eine Flüssigkeit (in der Regel Wasser mit Frostschutzmittel), die Wärme aus dem Boden aufnimmt. Die Wärmeübertragung erfolgt entweder durch ein Flächenkollektorsystem, das horizontal in flachen Gräben liegt (mindestens 350 Quadratmeter Fläche), oder durch Sonden, die vertikal in tiefere Schichten des Bodens reichen (50 bis 100 Meter Tiefe).
2. Wärmepumpe: Die Erdwärmepumpe ist das Herzstück des Systems. Die Flüssigkeit aus dem Erdkollektor gelangt in den Verdampfer der Wärmepumpe und absorbiert dort die Wärme aus dem Boden. Diese Flüssigkeit verdampft und wird dann von einem Kompressor komprimiert, wodurch sich ihre Temperatur erhöht. Die so gewonnene Wärme wird über den Kondensator an das Heizsystem des Gebäudes abgegeben.
3. Heiz- oder Kühlsystem (Fußbodenheizung): Die gewonnene Wärmeenergie wird genutzt, um das Gebäude zu heizen. Bei Bedarf kann das System auch umgekehrt werden, um das Gebäude zu kühlen. In diesem Fall entzieht die Wärmepumpe dem Gebäude Wärme und führt sie über den Verdampfer zurück in den Erdkollektor, was zu einer Kühlung des Gebäudes führt.

Hinweis: Eine Erdwärmepumpe lässt sich meist auch mit konventionellen Heizkörpern und einer maximalen Vorlauftemperatur von 55 Grad Celsius vorteilhaft nutzen.

Mehr dazu: Welche Wärmepumpen es gibt und wie sie funktionieren

Was kostet eine Erdwärmepumpe?

Die Installation einer Erdwärmepumpe ist relativ kostspielig – sowohl in der Anschaffung als auch im Unterhalt. Auch deswegen ist diese Bauart wahrscheinlich weniger verbreitet als die Luftwärmepumpe. Hausbesitzer müssen laut der BHW Bausparkasse allein für die Erschließung Kosten in Höhe von ungefähr 7500 bis 10.500 Euro tragen. Insgesamt müssen sie je nach gewählter Ausführung mit ungefähr 30.000 Euro für eine Geothermie-Anlage und mit etwa 25.000 Euro für eine Luftwärmepumpe rechnen.

„Für den effizienten Betrieb im Altbau ist die Beratung durch eine Fachfirma unabdingbar“, rät Markus Simon von der BHW Bausparkasse. Der jährliche Stromverbrauch einer Erdwärmepumpe für ein Einfamilienhaus liegt im Schnitt bei 3750 Kilowattstunden. Abhängig vom Haus und Stromtarif belaufen sich dabei die Kosten auf ungefähr 1.200 Euro pro Jahr.

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Vor- und Nachteile im Überblick

Wie jede Art der Wärmegewinnung hat auch die Erdwärmepumpe gewisse Vor- und Nachteile.

Vorteile

1. Umweltfreundlichkeit: Erdwärmepumpen nutzen die natürliche Energie der Erde, was im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen mit fossilen Brennstoffen umweltfreundlicher ist.
2. Konstante Energiequelle: Die Erdwärme ist eine konstante Energiequelle und unabhängig von der Witterung. Erdwärmepumpen können deshalb effizient und zuverlässig arbeiten.
3. Niedrigere Betriebskosten: Langfristig können die Betriebskosten einer Erdwärmepumpe niedriger sein, da sie weniger Energie benötigt als herkömmliche Heizsysteme.
4. Heizen und Kühlen: Erdwärmepumpen können ein Gebäude nicht nur heizen, sondern auch kühlen – etwa in heißen Sommermonaten.

Nachteile

1. Hohe Anschaffungskosten: Die anfänglichen Installationskosten einer Erdwärmepumpe sind oft hoch, insbesondere für die Erdkollektoren und die Bohrungen, die für die Wärmeentnahme aus dem Boden erforderlich sind.
2. Platzbedarf: Für das Verlegen von Erdkollektoren oder das Bohren von Sonden wird ausreichend Platz im Garten oder um das Gebäude benötigt.
3. Abhängigkeit von Bodenbeschaffenheit: Die Effizienz einer Erdwärmepumpe hängt von der Beschaffenheit des Bodens ab. Mancherorts kann die Erschließung von Erdwärme schwieriger sein.
4. Regelmäßige Wartung: Wie alle Heiz- und Kühlsysteme brauchen auch Erdwärmepumpen eine regelmäßige Wartung, um optimal zu laufen.