Wie funktioniert eine Erdsonden-Wärmepumpe?

03.09.2020Helion
So funktioniert eine Erdsonden-Wärmepumpe: Wärmepumpen arbeiten mit der Energie aus Luft, Wasser oder Erde. Welche Quelle dabei zum Einsatz kommt, hängt mit der jeweiligen Systemvariante zusammen. So genannte Sole-Wasser-Wärmepumpen, auch Erdsonden-Wärmepumpen genannt, nutzen die Wärme der Erde und verwenden diese, um Gebäude zu beheizen. Diese Art der Energiegewinnung bietet verschiedene Vorteile. Wir erklären, wie genau eine Erdsonden-Wärmepumpe funktioniert.

 

Wärmepumpen sind gross im Kommen: In rund 90 Prozent der Neubauten kommen inzwischen Wärmepumpen als Heizsystem zum Einsatz. Die Technologie ist dabei nicht neu, sondern hat ihren Ursprung bereits im 19. Jahrhundert. Das Prinzip, nach dem Wärmepumpen arbeiten, ist grundsätzlich bei allen Varianten ähnlich. Unterschiede gibt es unter anderem bei der genutzten Energiequelle, der Installation und den damit verbundenen Anschaffungskosten. Bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird dem Erdreich Energie entnommen: Um eine möglichst gute und gleichmässige Leistung zu erzielen, wird dabei oft mehr als 100 Meter tief gebohrt.

 

Bohrungen in 100 Metern Tiefe: Wärmepumpe mit Erdsonde

Wie tief gebohrt wird, hängt dabei von der verwendeten Technik ab: Am häufigsten sind Wärmepumpen mit einer Erdsonde, die etwa 40 bis 100 Meter tief in der Erde installiert bzw. „abgeteuft“ wird. Durch die Vertikalität benötigt eine Erdsonde relativ wenig Platz. Ob eine solche Tiefbohrung möglich ist, hängt vom Standort und den Regularien der jeweiligen Gemeinde ab. Eine Alternative zur Erdsonde sind Erdkollektoren, die in etwa anderthalb Metern Tiefe horizontal in die Erde eingelassen werden. Daneben werden im Einzelfall Energiepfähle oder -körbe sowie Erdregister installiert.

 

Um Heizwärme zu erzeugen, entzieht die Erdsonde bzw. die Kollektoren der Erde Wärme: Das funktioniert mittels eines verlegten Rohrsystems, durch das eine Sole fliesst. Dieses Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel nimmt die Umgebungswärme auf und leitet sie an die „Zentraleinheit“ der Wärmepumpe weiter. Dort führt die Wärme zum Verdampfen eines Kältemittels. Das anschliessende Komprimieren des so entstandenen Kältemittelgases hat einen weiteren Anstieg der Temperatur zur Folge: Über einen Wärmetauscher (Wärmeüberträger) wird diese dann als Heizwärme an das Gebäude abgegeben.

 

Die Vorteile von Erdwärmepumpen

Der grösste Vorteil von Erdwärmepumpen besteht in der thermischen Speicherfähigkeit der Erde. Unabhängig von der Lufttemperatur beträgt die Temperatur des Erdreichs ganzjährig etwa zwischen sieben und 13 Grad Celsius. Das bedeutet, dass Sole-Wasser-Wärmepumpen das ganze Jahr über zuverlässig eine relativ gleichmässige Leistung liefern. Im Gegensatz dazu sinkt die Leistung von Luft-Wasser-Wärmepumpen während der kühleren Jahreszeit ab. Die Wärmepumpe benötigt dann mehr Energie, um die gewünschte Heizwärme zu erzielen.

Ein Vorteil aller Wärmepumpen ist ihre Energieeffizienz: Mit einem Teil Strom erzeugt eine Sole-Wasser-Wärmepumpe bis zu 5 Teile Wärme und sind somit eine äusserst effiziente Art, ein Gebäude zu beheizen – sogar noch wirtschaftlicher wird eine Wärmepumpe in Kombination mit einer Solaranlage. Ein Nachteil von Sole-Wasser-Wärmepumpen sind die im Vergleich zu Luft-Wasser-Wärmepumpen hohen Anschaffungskosten, die sich durch die aufwendigere Installation ergeben. Förderprogramme von Bund und Kantonen helfen, die Investition zu reduzieren.

 

Funktionsweise von Wärmepumpen: Welche Variante ist die richtige für Sie?

Sie interessieren sich für eine Erdsonden-Wärmepumpe? Wenn Sie nicht sicher sind, welche Variante für Sie die richtige ist, wenden Sie sich gerne an uns: Im Zuge der Kampagne des Bundes zum Thema erneuerbar Heizen bieten wir bei Helion eine kostenlose Impulsberatung an. Unsere zertifizierten Berater unterstützen Sie gerne bei Ihrem Vorhaben – sprechen Sie uns an!