Sole-Wasser-Wärmepumpe – effiziente Wärmegewinnung aus Erdwärme

So funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe besteht im Grunde genommen aus vier zentralen Elementen: aus einer Erdsonde/einem Kollektor, einem mit Sole gefüllten Rohrsystem, einem Verdampfer sowie einem Wärmetauscher.

Diese Art der Wärmepumpe nutzt Erdwärme, um daraus Heizwärme zu erzeugen. Erde ist nämlich ein hervorragender Wärmespeicher. Selbst bei Minusgraden im Winter haben tiefere Erdschichten eine konstante Temperatur zwischen sieben und 13 Grad Celsius.

Sole-Wasser-Wärmepumpen beziehen die thermische Energie der Erde entweder über einen Erdkollektor oder eine Erdsonde.

• Wärmepumpe mit Erdsonde: Bei dieser Variante wird eine Erdsonde bis zu 100 Meter tief in die Erde gebohrt. Hierfür ist die Zustimmung der Bau- bzw. der zuständigen Wasserschutzbehörde erforderlich. Wird die Sonde noch tiefer ins Erdreich eingebracht, muss auch die zuständige Bergbaubehörde dem Bau zustimmen.
• Wärmepumpe mit Erdkollektor: Bei Erdkollektoren handelt es sich um ein Rohrsystem, das in einer Tiefe zwischen 80 Zentimetern und 1,5 Metern in der Erde schlangenförmig vergraben wird. In dieser Tiefe bleiben die Rohre vor Frost geschützt. Die benötigte Fläche für dieses Rohrsystem hängt vom Heizbedarf ab.
• Wärmepumpe mit Grabenkollektor: Im Gegensatz zu Erdkollektoren kann das Rohrsystem der Grabenkollektoren senkrecht in den Boden eingelassen werden. Dadurch lässt sich viel Fläche sparen.

Kollektoren und Erdsonde werden von Sole durchflossen. Diese Lösung kann Wärme sehr gut transportieren. Über das dünne Rohrsystem im Boden nimmt die Sole die Wärmeenergie der Erdschichten auf. Die Sole wird dann zum Verdampfer gepumpt. Dort erhitzt die erwärmte Sole ein Kältemittel. Durch Druck verdampft das Mittel und wird wärmer. Der Dampf setzt sich an einem Wärmetauscher ab und erwärmt das Heizungswasser oder Brauchwasser. Es gelangt von dort in den Heizkreislauf bzw. den Frischwasserkreislauf.

Sobald das Kältemittel abkühlt, verflüssigt es sich wieder und strömt zurück zum Verdampfer. Dort wird es dann wieder von der erwärmten Sole erhitzt und der Kreislauf beginnt von vorn.

Grundsätzlich gilt: Je geringer der Temperaturunterschied zwischen Ihrer Wärmequelle und der Temperatur des Heizungswassers ist, desto effizienter und kostensparender arbeitet eine Wärmepumpe.

Leistungssteigerung der Sole-Wasser-Wärmepumpe durch Wässern

Wenn das Erdreich über der Erdsonde bzw. den Erdkollektoren regelmäßig gewässert wird, z. B. mit gesammeltem Regenwasser, kann die Erde mehr Wärme speichern und somit auch wieder abgeben. Somit benötigt die Wärmepumpe weniger Strom, um das Temperaturniveau anzuheben.

Sinnvoll ist es auch, eine Solarthermie-Anlage mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe zu kombinieren. So kann die Solaranlage z. B. im Sommer überschüssige Wärmeenergie in den Boden leiten. Dort kann die Wärme vom Erdreich gespeichert und in der kälteren Jahreszeit abgegeben werden.

Wo ergibt eine Sole-Wasser-Wärmepumpe Sinn?

Damit eine Sole-Wasser-Wärmepumpe effizient arbeiten kann, sollte sie mit einer Heizungsanlage kombiniert werden, die nur eine geringe Vorlauftemperatur benötigt. Denn je geringer die Vorlauftemperatur ist, desto wirtschaftlicher arbeitet die Wärmepumpe. Im besten Fall sollte eine Vorlauftemperatur von 30 Grad Celsius ausreichen. Deshalb sind Wärmepumpen vor allem für Niedrigenergiehäuser geeignet, die über eine sehr hohe Wärmedämmung und eine Flächenheizung verfügen. Als effizient gilt eine Wärmepumpe dann, wenn das Verhältnis von erzeugter Heizenergie zu benötigter elektrischer Energie 4 zu 1 beträgt.

Welche Vor- und Nachteile hat die Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe hat gegenüber anderen Wärmepumpen-Systemen verschiedene Vorteile:

• Sie können verschiedene Systeme zur Wärmegewinnung nutzen (Erdkollektor, Erdsonde oder Grubenkollektor).
• Die Erdwärme kann ganzjährig genutzt werden.
• Für Erdkollektoren oder Grabenkollektoren ist keine Genehmigung erforderlich.
• Die Sole-Wasser-Wärmepumpe kann im Sommer auch zum Kühlen eingesetzt werden.
• Diese Art der Heizung erzeugt keine Emissionen.
• Im Betrieb mit Strom aus einer PV-Anlage ist die Wärme der Sole-Wasser-Wärmepumpe CO2-neutral.

Zu den Nachteilen der Sole-Wärmepumpe zählen:

• Für eine hohe Wärmeleistung sind bei Erdkollektoren viel Fläche oder bei Erdsonden eine große Tiefe erforderlich.
• Die Kosten für eine Sondenbohrung können sehr hoch ausfallen.
• Wird eine Erdsonde genutzt, sind Genehmigungen erforderlich.
• Die Installations- und Anschaffungskosten sind höher als bei anderen Wärmepumpen.

Was kostet eine Sole-Wasser-Wärmepumpe?

Wenn Sie eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzen wollen, sollten Sie mit Kosten von bis zu 50.000 Euro rechnen. Die Kosten für die Wärmepumpe haben einen vergleichsweise geringen Anteil an den Gesamtkosten. Der größte Kostenfaktor ist die Erschließung der Energiequelle.

• Erschließung der Wärmequelle: In diesem Fall prüft ein Experte, wo sich der Einbau der Flachkollektoren oder die Erdsonde lohnt. Für die Bohrung und das Installieren der Erdsonde bzw. das Verlegen des Rohrsystems für die Erdkollektoren sollten Sie mit mindestens 10.000 Euro rechnen. Mit steigender Kollektorfläche bzw. Tiefe der Erdsonde steigen die Kosten. So kann auch eine Ummantelung der Erdsonde mit Beton notwendig werden, welche die Kosten nochmals erhöht.
• Wärmepumpe: Wie teuer die Wärmepumpe an sich wird, hängt von ihrer Nennleistung ab. Eine für ein Einfamilienhaus ausreichende Wärmepumpe kostet ungefähr zwischen 30.000 und 35.000 Euro. Soll die Wärmepumpe Zusatzfunktionen wie Kühlen im Sommer erfüllen, können die Kosten höher ausfallen.
• Installationskosten: Um die Erdwärmepumpe zu installieren und die Verbindung zum Heizkreislauf oder zu einer Solarthermieanlage herzustellen, sollten Sie zwischen 4.000 und 5.000 Euro rechnen. Die Kosten hängen u. a. auch davon ab, wie groß das Rohrsystem der Wärmepumpe ausfällt. Je näher die Pumpe an der Sonde bzw. den Kollektoren ist, desto günstiger wird die Verrohrung. Zu den Montagekosten kommen rund 1.000 Euro für den Einbau eines Wärmemengenzählers.

Anschaffungskosten durch Wärmepumpen-Förderung senken

Der Einbau einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird gemäß der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) gefördert. Als Basiszuschuss erhalten Sie für die Anschaffung einer Wärmepumpe 30 Prozent. Für den frühzeitigen Austausch Ihrer alten Heizung (z. B. Gas oder Öl) gegen eine Wärmepumpe erhalten Sie max. 20 Prozent Klimageschwindigkeits-Bonus. Haushalten mit geringerem Einkommen wird ein sogenannter Einkommens-Bonus in Höhe von 30 Prozent gewährt. Sole-Wasser-Wärmepumpen erhalten aufgrund ihrer Energiequelle Erdwärme zusätzlich einen Effizienz-Bonus von 5 Prozent. Die verschiedenen Förderkomponenten können miteinander kombiniert werden, sind jedoch auf max. 70 Prozent Förderung begrenzt.

Bei der Förderung der Heizung handelt es sich um eine anteilige Erstattung der förderfähigen Kosten. Diese liegen bei maximal 30.000 Euro. Hierzu zählen die Wärmepumpe und das Zubehör ebenso wie die Kosten für die Vorarbeiten oder Bohrungen. Für die Wärmepumpen-Förderung muss der Antrag vor dem Vertragsabschluss mit dem Handwerksbetrieb gestellt werden.

Fazit: Mit umweltfreundlicher Technik Emissionen senken und Heizkosten sparen

Mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe haben Sie die Möglichkeit, je nach Konstellation, komplett emissionsfrei und CO2-neutral zu heizen. Voraussetzung für die effiziente Nutzung dieser Heizung ist eine exzellente Wärmedämmung in Kombination mit einer Flächenheizung. Nutzen Sie Strom aus der eigenen PV-Anlage für die Wärmepumpe, können Sie sich nahezu autark von Energieversorgern ganzjährig mit Wärmeenergie versorgen.

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