Drei Wege zu den natürlichen Wärmequellen

Wärmepumpen können die in der Umwelt gespeicherte Wärme auf unterschiedliche Arten nutzen: Je nach Funktionsweise der Wärmepumpe dienen das Erdreich, die Umgebungsluft oder das Grundwasser als Wärmequellen.

Welche Wärmepumpen gibt es?

Unsere Erde ist ein optimaler Wärmespeicher. Ihre Temperatur nahe der Oberfläche ist während des ganzen Jahres relativ konstant (zwischen 8 und 12 °C). Die Wärme, die dem Boden entzogen wird, ist übrigens nur ein Bruchteil der dort gespeicherten Sonnenenergie. So bleiben Pflanzen unbeschädigt.
 
Zur Nutzung des Erdreichs als Wärmequelle gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten:

Erdsonden (Rohrschlangen) werden bis zu 100 m tief in den Boden eingelassen. Die Sonden bestehen aus zwei U-förmigen Kunststoffrohren, in denen Wasser, das mit Frostschutzmittel versetzt ist (Sole), fließt. Der Durchmesser einer Erdsonde ist nicht größer als eine gängige Musik-CD.

Erdsonden

Wärmepumpe mit Erdwärmesonde: U-Rohre aus Kunststoff sitzen eingebettet in Spezialbeton in bis zu 130 Meter tiefen Bohrlöchern. Eine Umwälzpumpe lässt Sole zirkulieren. Typ: Sole/Wasser.

Vorteile: geringer Platzbedarf, überbaubar, sammelt etwa 50 Watt pro Meter Erdsonde.

Nachteile: Bohrung nur mit Genehmigung (in Wasserschutzgebieten schwierig), Bodengutachten empfehlenswert, Lkw-Zufahrt für Bohrgerät nötig.

Erschließungskosten: bis 10.000 Euro.

 

Erdkollektoren sind ein waagrechtes Rohrschlangensystem, das etwa 20 cm unter der Frostgrenze verlegt wird und durch das Sole fließt. Sole ist ein frostsicheres Glykol-Wasser-Gemisch, das die gespeicherte Sonnenwärme des Erdreichs aufnimmt. Im Verdampfer der Wärmepumpe wird die Sonnenwärme an das Kältemittel abgegeben.

Erdkollektoren

Wärmepumpe mit Erdwärmekollektor: Ein Rohrnetz liegt ein bis zwei Meter tief im Garten vergraben, durch das Sole zirkuliert. Sandböden eignen sich gut. Typ: Sole/Wasser.

Vorteile: keine Genehmigung notwendig, sammelt zehn bis 40 Watt pro Quadratmeter.

Nachteile: großer Platzbedarf (Faustregel: beheizte Wohnfläche mal 2); Fläche darf weder versiegelt, bebaut oder mit tiefwurzelnden Bäumen bepflanzt werden.

Erschließung: 3.000 bis 5.000 Euro.

 

Wärmepumpe zapft Grundwasser an: Im Förderbrunnen steigt acht bis zehn Grad warmes Grundwasser hoch, die Wärmepumpe kühlt es um drei Grad ab und schickt es durch einen Schluckbrunnen wieder zurück.

Wasser-Wärmepumpe

Ist Grundwasser vorhanden, eignet es sich ideal als Wärmequelle. Denn seine Temperatur bleibt während des ganzen Jahres relativ konstant (zwischen 7 und 12 °C). Benötigt werden lediglich zwei Brunnen: ein Förderbrunnen, der das Wasser holt, und ein Schluckbrunnen, der es zurückleitet. Im Förderbrunnen steigt acht bis zehn Grad warmes Grundwasser hoch, die Wärmepumpe kühlt es um drei Grad ab und schickt es durch einen Schluckbrunnen wieder zurück. Für ein Einfamilienhaus benötigt man ab etwa 0,5 l Grundwasser je Sekunde. Typ: Wasser/Wasser.

Vorteile: geringer Platzbedarf, konstante Wärmequelle: Ein bis zwei Kubikmeter Wasser bringen rund zehn Kilowatt.

Nachteile: wasserrechtliche Genehmigung oft schwierig, aufwendiger Bau der Brunnen (bis zu 15 Meter tief).

Erschließungskosten: bis 6.000 Euro.

 

Die Luft-Wärmepumpe saugt Umgebungsluft durch Löcher in der Hauswand an. Oder Gerät im Garten aufstellen. Typ: Luft/Wasser oder Luft/Luft.

Luft-Wärmepumpe

Luft gibt es als Wärmequelle überall. Sie lässt sich ohne großen baulichen Aufwand erschließen. Bei der Luft-Wärmepumpe führen Ventilatoren die Außenluft am Verdampfer der Wärmepumpe vorbei, der ihr Wärme entzieht. Da mit fallender Außentemperatur die Leistung der Wärmepumpe nachlässt, unterstützt sie ein Elektro-Heizstab an den wenigen extrem kalten Tagen des Jahres.

Vorteile: günstig, geringer Platzbedarf, benötigt rund 400 Kubikmeter Außenluft je Kilowatt.

Nachteile: Die Außenluft ist an einem Sechstel aller Heiztage zu kalt. Dann wird Zuheizen über einen Elektro-Heizstab oder eine Zweitheizung nötig. Reifbildung zwischen -5 und +7 Grad möglich. Oft laute Ventilatoren.

Erschließungskosten: bis 1.000 Euro.