Gerade in der heutigen Zeit wird das Denken der Menschen immer nachhaltiger. Dabei denkt man in vielerlei Hinsicht um. Auch was das Eigenheim betrifft, kann einiges geändert werden. Beispielsweise der Stromanbieter oder eine eigene Photovoltaikanlage.
Aber auch um das Heizen sollte man sich Gedanken machen. Eine Erdwärmepumpe, welche die Energie durch Erdwärme nutzt, zählt hierbei zu den regenerativen Energien.
Erdwärmepumpe: Woher kommt Erdwärme
Geothermie, so nennt man die Erdwärme auch, wird in der Erdkruste entnommen und gilt als eine preisgünstige und umweltbewusste Heizmethode, welche immer beliebter wird. Die dort gespeicherte Wärme, in Form von thermischer Energie kann auch zum Heizen genutzt werden. Diese Art von Heizung findet man in vielen Neubaugebieten.
Im Falle, dass man sich eine Schaufel nimmt und ein tiefes Loch gräbt, merkt man bereits nach ungefähr 10-20 Metern, dass es zunehmend wärmer wird. Das haben in den 70er Jahren auch russische Forscher bemerkt, welche das tiefste Loch der Zeitgeschichte gegraben haben.
Ursprünglich wollten sie ein Loch von 15.000 Metern bohren, es wurde jedoch nach 12 km abgebrochen, da es dort bereits 180 °C warm war. Ursprünglich waren die Experten der Meinung, dass die Temperatur bei der Tiefe lediglich 100 °C betragen würde.
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Schätzungen zufolge, beträgt die Temperatur des Erdkerns, welcher sich mehr als 6000 km unter der Erdoberfläche befindet 6000 °C. Warum also nicht die Heizmittel aus der Erde beziehen? Heutzutage ist es auch möglich, die Heizmittel aus der Wärme der Sonne zu „füttern“. Dort beträgt die Temperatur interessanterweise auch um die 6000 °C.
Erdwärme nutzen – So geht’s!
In der Erde herrscht immer, egal ob Winter oder Sommer, ab einer Tiefe von 10 Metern, ganzjährig eine gleiche Temperatur. Zehn Meter unter der Erde herrscht eine Temperatur von 10 °C.
Eine Möglichkeit ist die Sole-Wasser Wärmepumpe mit Tiefensonden. Das Ganze funktioniert mittels geothermischer Kraftwerke. Um die Wärme zu Hause nutzen zu können, werden 100 m tiefe Rohre verlegt, auch Erdsonden genannt, in welchen ein Kühlmittel zirkuliert. Dieses ist dafür da, die Erdwärme aufzunehmen und nach oben weiterzuleiten.
Alternativ können auch Erdkollektoren verwendet werden, welche sich nur knapp unter der Erde befinden. Diese funktionieren ähnlich wie eine Fußbodenheizung. Sie laufen ein bis zwei Meter unter der Erde und nutzen die Wärme, welche durch die Sonnenenergie den Erdboden aufheizen. Ebenso wie die Wärme aus dem Regenwasser.
So funktionieren Erdwärmepumpen
Das Grundprinzip bei Wärmepumpen ist, dass der Betrieb nicht mehr über die Verbrennung von Rohstoffen läuft, sondern über Strom. Die Energie stammt hierbei von der Umgebungswärme.
Das Kühlmittel, welches sich in den Rohren befindet, wird unter Druck auf 40-60 Grad erhitzt. Es verdampft schon bei niedrigen Temperaturen. Der Dampf wird in einem Kompressor verdichtet und das Kältemittel wird gasförmig im sogenannten Wärmetauscher auf das Heizsystem übertragen. Anschließend wird das Kühlmittel wieder abgekühlt/entspannt und der Kreislauf kann erneut beginnen.
Eine Photovoltaikanlage in Kombination ist ratsam, da die Erdwärmepumpen strombetrieben sind. So kann ein umweltbewusster Kreislauf beginnen.
Erdwärmepumpen: Kosten
Eines ist sicher, die Anschaffung einer Erdwärmepumpe ist nicht billig. Zusätzlich muss durch externe Dienstleister gebohrt werden.
Tiefenbohrungen müssen mit ca. 60-80 Euro pro Bohrmeter gerechnet werden, hinzu kommen die Künetten und Flachkollektoren, welche bis zu 20 Euro pro Quadratmeter kosten. Für Erdwärmekörbe müssen wieder 2.000 Euro pro Stück berechnet werden und die Wärmepumpe wird zusätzlich mit 10 – 12.000 Euro berechnet.
- Flachkollektoren: Leiten Solarstrahlung in Wärme um
- Künetten: Grabenförmige Ausschachtung mit schrägen Wänden
- Erdwärmekörbe: Gewinnen die thermische Energie für die Wasserpumpe
- Wärmepumpe: Wandelt die thermische Energie um
Verschiedene Arten der Wärmepumpe
Bei Wasserpumpen, zum Ausschöpfen von Energie, gibt es Unterschiede. Diese können sowohl Warmwasser als auch Warmluft erzeugen. Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen Wasserpumpen:
- Luft-Wasser-Wärmepumpen (Saugt Luft an der Erdoberfläche an)
Der Preis einer Luft-Wasser-Wärmepumpenanlage beläuft sich auf ca. 10.000-15.000 Euro - Wasser-Wasser-Wärmepumpen (Nimmt die Energie aus dem Grundwasser)
Der Preis einer Wasser-Wasser-Wärmepumpenanlage beläuft sich auf ca. 20.000-25.000 Euro - Sole-Wasser-Wärmepumpen (Kollektoren oder Tiefensonden nehmen Wärme des Erdreichs auf)
Der Preis einer Sole-Wasser-Wärmepumpenanlage beläuft sich auf ca. 20.000-25.000 Euro - Luft-Luft-Wärmepumpe (Zur Energiegewinnung wird die Abwärme der Lüftungsanlage genutzt)
Der Preis einer Luft-Luft-Wärmepumpenanlage beläuft sich auf ca. 14.000-15.000 Euro
Die Wasserpumpe entzieht die Energie aus den Quellen; Luft, Wasser und Erde.
Finanzierung über staatliche Fördermittel
In Deutschland gibt es die Möglichkeit eine staatliche Finanzierung über das BAfA-Amt zu bekommen. BAfA steht für „Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle“.
Seit dem Jahr 2010 gibt es jedoch eine neue Regelung, welche nicht alle Wärmepumpen fördert. Diese muss speziellen Anforderungen entsprechen. Davon abhängig ist der sogenannte COP-Wert – „Coefficient of Performance“. Diese setzt die Wärmepumpenleistung zur Stromaufnahme ins Verhältnis.
Dieser Wert bestimmt unter anderem die Voraussetzungen einer Förderung. Diese ist abhängig je nach Größe und Art der Anlage.
Bei der Luft-Luft-Wärmepumpe kann ein Teil auch von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert werden. Jedoch fördert diese nur die Anschaffung der Luft-Luft-Wärmepumpe.
Vor- und Nachteile einer Erdwärmepumpe
Vorteile:
- Wartungsarmer Betrieb
- CO2 Frei
- Finanzierung über staatl. Fördermittel möglich
- Geringe Heizkosten
- Erneuerbare Energie
- Schornstein fällt weg
Nachteile:
- Hohe Anschaffungskosten
- Hohe Stromkosten bei falscher Planung
- Hoher Aufwand
Voraussetzungen für eine Erdwärmepumpe
Um diese Heizart zu beziehen sind bestimmte Voraussetzungen Pflicht. Nicht jeder kann sich eine Erdwärmepumpe einbauen lassen. Beispielsweise muss das Eigenheim über eine überdurchschnittlich gute Dämmung verfügen. Denn je weniger Energie benötigt wird, desto effizienter wird die Heizwärme bereitgestellt.
Grund dafür ist die sogenannte „Jahresarbeitszahl“. Damit wird der wirtschaftliche Verlust berechnet, der natürlich ausgeglichen werden muss.
Eine gute Jahresarbeitszahl beginnt mit 4,0 und wird nach oben immer besser. Als Hauseigentümer kann nach dem Einbau vom Strom- und Wärmemengenzähler die Jahresarbeitszahl selbst am Ende der Heizperiode berechnet werden.
Neben diesen Tatsachen gibt es noch mehrere Voraussetzungen, welche unabdinglich erfüllt werden müssen:
Bei Sole-Wasser Wärmepumpe mit Erdkollektoren:
- Keine bis wenig Wurzeln
- Kein kiesiger, sandiger, feuchter Boden
- Grundstücksgröße 1,5 bis 2 mal so groß wie die Wohnfläche
- Frei von Genehmigung
Bei Sole-Wasser Wärmepumpe mit Erdsonden
- Bohrgerät muss auf Grundstück zugänglich sein
- Genehmigung muss erfolgen (Durch Wasserbehörde des Kreises)
- Ein Bodengutachten muss erfolgen
Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpe
- Genehmigung muss erfolgen (Durch Wasserbehörde des Kreises)
- Baulicher Abstand zwischen Brunnen min. 15 Meter
- Grundwasseruntersuchung muss erfolgen
Bei Luft-Wasser-Wärmepumpe
Da eine hohe Geräuschentwicklung entsteht, muss auf Nachbarschaft Rücksicht genommen werden.
Bei Luft-Luft-Wärmepumpe
Wärmerückgewinnung durch Lüftungsanlagen welche neben dem Haus stehen
Wärmepumpen in Altbauten
Da in einem ungedämmten Altbau die Vorlauftemperatur des Heizwassers besonders hoch sein muss und die Heizperiode 240 Tage dauert, sind dies Nachteile für eine Wärmepumpenanlage.
Steckt man jedoch genügend Zeit und Aufwand in eine Sanierung des Altbaus, kann durchaus eine Erdwärmepumpe eingebaut werden. Lediglich die Wände und die Fenster müssen genug isoliert sein, sodass so wenig Energie wie möglich verloren geht – folglich muss die Heizung weniger leisten und die Vorlauftemperatur lässt sich niedriger einstellen.
Wie tief muss die Bohrung bei Erdwärme-Sonden sein?
Essenziell bei einer Bohrung für die Sonden ist, dass das Bohrloch mindestens zwei Meter Abstand zum Haus aufweist, damit das Haus nicht in der Standfestigkeit beeinträchtigt wird. Im Falle, dass mehrere Sonden eingebaut werden, sollte dieser Sicherheitsabstand sogar bis zu 5-6 Meter betragen.
Die Festlegung der Bohrtiefe bedarf einiger Faktoren. Darunter zählen beispielsweise der Wärmebedarf des Hauses, die wärmeleitenden Eigenschaften, das Vorhandensein von Grundwasser und die darunter liegenden Gesteine. Nach der Prüfung dieser Punkte, wird die Bohrtiefe festgelegt.
Test zur Funktion der Erdwärmepumpe im Altbau
Es ist möglich ganz einfach zu testen, ob sich die Erdwärmepumpe in einem Altbau lohnen kann. An einem sehr kalten Tag die Vorlauftemperatur auf 45-50 Grad Celsius begrenzen und anschließend die Thermostate aufdrehen. Wenn das Haus eine wohlige Wärme erreicht, kann sich die Erdwärmepumpe durchaus lohnen.
Falls dies nicht der Fall seine sollte, man aber dennoch auf erneuerbare Energien setzt, kann auch eine Hybrid-Heizung genutzt werden. Dabei wird die alte Öl- oder Gasanlage über einen sogenannten Pufferspeicher mit der Wärmepumpe verbunden. Sobald die Pumpe zu teuer wird, schaltet eine Regelung den konventionellen Wärmerzeuger hinzu.
Was passiert bei Stromausfall?
Da die Wärmepumpen mit Strom betrieben werden, anders als bei Brennstoffen, funktioniert der Ablauf des Heizsystems nur dann, wenn ein Notstromaggregat bereitgestellt wird. Bei kurzen Ausfällen, dient jedoch die Restwärme, des Heizsystems.
Fazit zur Erdwärmepumpe
Falls die Möglichkeit besteht, eine Erdwärmepumpe anzuschaffen ohne Mehrkosten zu verursachen, sollte man diese nutzen. Der Mensch wird mit der Zeit nachhaltiger und hat die Chance Energie aus Mutter Natur zu gewinnen. Solch eine Anlage lässt sich perfekt mit einer Photovoltaikanlage verbinden, so wird ein nachhaltiger Kreislauf geschaffen.
Wer in einen Altbau solch eine Wärmepumpe einbauen möchte, der sollte sich im Klaren darüber sein, dass das Haus gut isoliert sein muss. Generell sollte man sich in Bezug auf Erdwärmepumpen ausgiebig von einem Fachmann beraten lassen.
Info: Die Details zum Thema Erdwärmepumpe beziehen sich auf die Förderung und Voraussetzungen in Deutschland. Für Details für Österreich am besten direkt zu den Kosten, Vorteilen, Einsatzmöglichkeiten und Modellen bei einem Anbieter für Erdwärmepumpen beraten lassen und sich bei Experten umfassend informieren!
