Sole-Wasser-Wärmepumpen, oft auch als Erdwärmepumpen bekannt, sind mittlerweile eine weit verbreitete Technologie zur effizienten Beheizung von Gebäuden. Sie nutzen die konstante Temperatur des Erdreichs, um Wärmeenergie zu gewinnen. In diesem Artikel werden wir uns näher mit dem Funktionsprinzip dieser Wärmepumpenart befassen und die Vor- und Nachteile der Nutzung von Erdwärme diskutieren.
Das Funktionsprinzip einer Erdwärmepumpe
Die Erdwärmepumpe arbeitet nach einem Prinzip, das es ermöglicht, die konstante Temperatur des Erdreichs als Energiequelle zu nutzen. Die Wärmepumpen selbst befinden sich oberhalb der Erdoberfläche und nutzen entweder Erdsonden oder Erdkollektoren, um die benötigte Erdwärme aufzunehmen.
Hier ist, wie es funktioniert:
- Der Verdampfer: In der Wärmepumpe zirkuliert ein Kältemittel mit einem niedrigen Siedepunkt. Dieses Kältemittel nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf. Der Verdampfer ist dafür verantwortlich, das Kältemittel von seinem flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand zu überführen, indem er ihm die benötigte Wärmeenergie entzieht.
- Der Verdichter: Der nächste Schritt erfolgt im Verdichter, der die Temperatur weiter erhöht, indem er das Volumen des Kältemittels verringert und den Kältemitteldampf komprimiert.
- Die Wärmeabgabe: Sobald das Kältemittel die erforderliche Temperatur erreicht hat, wird es zum Wärmetauscher geleitet, wo es die gesammelte Wärme an das Heizsystem abgibt. Dadurch wird Ihr Zuhause beheizt.
- Die Kondensation: Das abgekühlte Kältemittel kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit und verliert dabei den noch vorhandenen Druck durch das Expansionsventil. Dieses Ventil leitet das Kältemittel zurück zum Verdampfer, um den Kreislauf von vorne zu beginnen.
Erdsonden vs. Erdkollektoren
Es gibt zwei Hauptmethoden zur Gewinnung von Erdwärme:
Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdsonden (Tiefenbohrung)
Bei der Installation von Erdsonden ist zu beachten, dass eine oder mehrere Bohrungen in den Boden notwendig sind. Die Anzahl und Tiefe der Bohrungen hängen von den Bodenverhältnissen sowie Ihrem Energiebedarf ab, den die Wärmepumpe für das Heizen erbringen muss. Die Erdsonden werden vertikal bis zu einer Tiefe von 100 Metern in den Boden eingeführt. Anschließend kann die durch die Rohrleitung zirkulierende Sole aufgenommen und zur Wärmepumpe transportiert werden. Perfekt für die Wärmepumpe sind die konstanten Temperaturen im Erdreich auch in den kalten Wintermonaten. Dies resultiert aus der Speicherung der Sommerwärme im Boden, wodurch eine zuverlässige Wärmequelle für die Wärmepumpe entsteht.
Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdkollektoren
Es gibt auch die alternative Methode Erdkollektoren einzusetzen, die horizontal oder in Schleifen in einer Tiefe von durchschnittlich einem bis zwei Meter unter der Erdoberfläche verlegt werden. Diese längliche Variante ermöglicht es, die natürliche Wärmeenergie effizient zu nutzen, ohne auf tiefere Bohrungen zurückzugreifen. Ein Gemisch aus Wasser und umweltfreundlichem Frostschutzmittel nimmt die Erdwärme auf und leitet diese über einen Wärmetauscher zur Wärmepumpe weiter.
Voraussetzungen für die Installation
Die Installation einer Erdwärmepumpe erfordert sorgfältige Planung und Genehmigungen. Ein professionelles Bodengutachten ist unverzichtbar, um die Eignung des Standortes sicherzustellen und die erforderlichen Genehmigungen für Bohrungen zu erhalten. Der Platzbedarf auf Ihrem Grundstück hängt davon ab, ob Sie Erdsonden oder Erdkollektoren verwenden möchten, vorausgesetzt es ist genügend Abstand zum Nachbarn vorhanden.
Vorteile:
- Hohe Effizienz: Eine der herausragenden Eigenschaften von Sole-Wasser-Wärmepumpen ist ihre hohe Effizienz. Dank der konstanten Temperatur des Erdreichs kann die Wärmepumpe das ganze Jahr über konstante Leistung erbringen. Es entsteht keine Eisbildung unter der Erde, was die Effizienz weiter steigert. Im Vergleich dazu hat eine Luft/Wasser-Wärmepumpe einen schlechteren COP-Wert.
- Platzsparend, wenn umsetzbar: Sole-Wasser-Wärmepumpen benötigen weniger Platz als Luft-Wasser-Wärmepumpen, da sie keine großen Außengeräte oder Lüftungssysteme benötigen. Die Erdsonden oder Erdkollektoren können unauffällig in den Boden eingebracht werden, was diese Wärmepumpenvariante besonders geeignet für Gebäude mit begrenztem Platzangebot macht.
- Langfristige Wirtschaftlichkeit: Obwohl die Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe anfangs kostenintensiver sein kann als andere Heizsysteme, kann sie langfristig wirtschaftlich sein. Die Lebensdauer dieser Wärmepumpen ist in der Regel etwas länger als die von Luft-Wasser-Wärmepumpen.
Nachteile:
- Hohe Installationskosten: Die Installation von Sole-Wasser-Wärmepumpen erfordert in der Regel beträchtliche Investitionen. Der Bohrprozess für Erdsonden oder die Verlegung von Erdkollektoren ist teuer, und Sie benötigen oft eine Genehmigung für die Bohrungen. Die Kosten können leicht über 60.000 € betragen.
- Lange Wartezeiten: Die Nachfrage nach Bohrungen kann hoch sein, was zu längeren Wartezeiten führen kann. Die Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe erfordert Geduld.
- Geologische Bedingungen: Die Machbarkeit der Installation von Erdsonden oder Erdkollektoren kann von den geologischen Bedingungen und der Beschaffenheit des Bodens abhängen. Hartes, steiniges oder wasserundurchlässiges Gelände kann die Installation erschweren oder gar unmöglich machen.
- Wartungsaufwand: Sole-Wasser-Wärmepumpen erfordern Wartungen, insbesondere in Bezug auf die Überprüfung und Spülung der Erdsonden oder Erdkollektoren. Ablagerungen oder Verschmutzungen können die Effizienz der Wärmepumpe beeinträchtigen. Darüber hinaus ist der Wartungsaufwand im Vergleich zu Luft-Wasser-Wärmepumpen höher.
Falls Sie weitere Fragen zu diesem Thema haben, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Unsere Experten können entweder persönlich vorbeikommen oder alle Ihre Fragen zufriedenstellend am Telefon beantworten. Bitte zögern Sie nicht, sich bei Bedarf bei uns zu melden.