Erdwärmepumpe: Alles über das Heizen mit Geothermie

Die Zahl der jährlich installierten Wärmepumpen hat sich in den letzten 12 Jahren auf über 120.000 verdoppelt. Insbesondere Erdwärmepumpen (auch Erdwärmeheizungen genannt) haben von diesem Trend profitiert. Trotz hoher Anfangsinvestitionen machen die niedrigen Betriebskosten die Geothermie zu den sparsamsten Heizsystemen, die heute auf dem Markt verfügbar sind.

Aber wie genau funktioniert eigentlich eine Erdwärmepumpe? Was kostet die Technologie und was müssen Sie beachten? Wir haben für Sie das Wichtigste rund um das Thema Geothermie zusammengestellt.

Die Vor- und Nachteile auf einen Blick

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Zu den beliebtesten Wärmepumpen zählt die Erdwärmepumpe, die aufgrund ihrer aufwendigen Installation zwar relativ teuer ist, sich aber in vielen anderen Punkten von Luftwärmepumpen und Wasserwärmepumpen positiv hervorhebt.

Was versteht man unter Geothermie?

Geothermische Energie ist unterhalb der Erdoberfläche abgespeicherte Wärmeenergie. Das Wort besteht aus den griechischen Begriffen „geo-“ für „Erde“ und „Thermie“ für „Wärme“. Insbesondere die Tierwelt nutzt Erdwärme seit jeher als zuverlässigen Energielieferanten, z. B. für den Winterschlaf. Inzwischen haben aber auch Sie die Möglichkeit, sich die Erdwärme zur Beheizung Ihrer Wohnfläche zunutze zu machen.

Wie funktioniert die Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe ist ein geschlossenes System, das der Erde die benötigte Wärmeenergie entzieht. In der Leitung der Pumpe ist ein flüssiges Kältemittel enthalten. Dieses Kältemittel besitzt die Eigenschaft, auch bei besonders niedriger Temperatur seinen Aggregatzustand zu wechseln.

Der Prozess findet über die folgenden vier Phasen statt:

• In der Wärmeaufnahme erwärmt sich das Kältemittel, welches im Verhältnis zum umliegenden Erdreich eine geringere Temperatur aufweist.
• Das erwärmte Kältemittel wird in der Verdichtungsphase unter Aufwendung von elektrischer Energie komprimiert. Die verdichtete Flüssigkeit weist dadurch nicht nur einen höheren Druck, sondern auch eine höhere Temperatur auf.
• Die Temperatur des Kältemittels ist inzwischen so hoch, dass es nun zu der Wärmeabgabe kommt. Die Wärme kann zur Beheizung und Erwärmung von Wasser genutzt werden. Im Prozess der Wärmeabgabe kühlt das Kältemittel gleichzeitig ab.
• Das Entspannungsventil sorgt für die Entspannung des Kältemittels, sodass es weiter abkühlt und an Druck verliert. Das Kältemittel ist nun wieder in seinem Ausgangszustand und bereit für die Wärmeaufnahme.

Die Art und Weise, wie Erdwärme erschlossen wird, kann sich je nach Lage, Budget und Geologie unterscheiden. Grundsätzlich können Sie sich zwischen zwei verschiedenen Varianten der Geothermie entscheiden.

Welche Arten von Geothermie gibt es?

Unterschieden wird zwischen zwei Arten von Erdwärmepumpe, die sich im Wesentlichen auf die Verlegung der Rohre bezieht:

• Geothermie mit Erdwärme-Kollektoren
• Geothermie mit Erdsonde

Die Geothermie mit Erdwärme-Kollektoren funktioniert über horizontal verlegte Rohre, die in ihrer Ausrichtung an eine Fußbodenheizung erinnern. Sie befinden sich nur 150 bis 200 Zentimeter unter dem Boden, dürfen allerdings nicht überbaut werden.

Bei der Geothermie mit Erdsonde wird eine vertikale Bohrung mit einer Tiefe bis zu 200 Meter vorgenommen. In einigen Fällen können auch mehrere Bohrungen parallel durchgeführt werden.

Aufbau & Komponenten einer Erdwärmepumpe

Das System einer Erdwärmepumpe besteht aus einer Reihe von Komponenten, ohne die der 4-Phasen-Kreislauf nicht funktionieren würde. Im Folgenden geben wir Ihnen eine kurze Übersicht über die wichtigsten Komponenten und deren Funktionsweise:

• Kältemittel: Befindet sich in den Leitungen der Erdkollektoren bzw. der Erdsonde. Das Kältemittel verfügt über die besondere chemische Eigenschaft, dass es schon bei einer sehr geringen Temperatur in den gasförmigen Aggregatzustand übergeht.
• Verdampfer: Sorgt für die Übertragung der Umgebungswärme auf das Kältemittel. Dabei verdampft das Kältemittel und wird gasförmig.
• Verdichter / Kompressor: Dieses meist durch Strom betriebene Gerät verdichtet den Kältedampf, wodurch sich der Druck und seine Temperatur erhöhen.
• Verflüssiger / Kondensator: Gilt als Schnittstelle zwischen Heiz- und Wärmepumpenkreislauf. Hier wird die Wärmeenergie des Kältedampfes freigesetzt, sodass sich das Kältemittel unter abnehmendem Druck verflüssigt und abkühlt.
• Entspannungsventil: Befindet sich am Ende des Kreislaufs und sorgt für die Wiederherstellung der anfänglichen Druckverhältnisse.

Diese Komponenten sind für den Betrieb aller Wärmepumpen – außer Luft-Luft-Wärmepumpen - unerlässlich. Welche finanziellen Herausforderungen bei der Anschaffung einer Erdwärmepumpe auf Sie zukommen, erfahren Sie im nächsten Abschnitt.

Wie viel kostet eine Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe kostet je nach Montageaufwand und anderen Faktoren bis zu 33.000 €. Dabei lassen sich die Kosten für eine Erdwärmepumpe in Anschaffungs-, Montage- und Betriebskosten aufteilen. Einer der größten Kostenpunkte bei Erdwärmeheizungen ist die Erschließung bzw. Bohrung des Erdreichs. Wenn Sie sich Wärmekollektoren entscheiden, sind Ihre Kosten deutlich geringer, als bei einer Erdsonde. Das liegt daran, dass Sie für die Erdsonde metertiefe Bohrungen durchführen lassen müssen.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen die Kosten für eine Erdwärmepumpe im Detail: Wie hoch sind die Kosten einer Erdwärmepumpe?

Wie viel Strom verbraucht eine Erdwärmepumpe?

Die Stromkosten einer Erdwärmepumpe liegen im Jahr zwischen 500 € und 1.000 €. Dies hängt vom Wärmebedarf, der Jahresarbeitszahl und dem zugrunde liegenden Stromtarif ab.

• Wärmebedarf: Beschreibt die Gesamtmenge an thermischer Energie, die für die Beheizung der Wohnfläche über ein Jahr hinweg benötigt wird. Die Zahl wird in Kilowattstunden (kWh) bemessen und kann je nach Größe der Wohnfläche, Deckenhöhe und Isolierung stark variieren.
• Jahresarbeitszahl: Die Jahresarbeitszahl (JAZ) gibt an, in welchem Verhältnis thermische Energie aus der zugeführten elektrischen Energie gewonnen wird. Eine JAZ von 2,0 bedeutet also, dass aus 1 kWh elektrischer Energie 2 kWh thermische Energie gewonnen wird. Die Jahresarbeitszahl einer Erdwärmepumpe liegt bei 3,8 – 4,0.
• Stromtarif: Wer eine Wärmepumpe betreibt, profitiert dabei vom Wärmepumpenstromtarif. Dieser spezielle Tarif kann von allen Nutzern einer Wärmepumpe bezogen werden und liegt mit knapp 24 Cent knapp 6 Cent unter dem gewöhnlichen Haushaltsstrom.

Hier erfahren Sie aller über den Stromverbrauch von Wärmepumpen.

Ist eine Erdwärmeheizung sinnvoll?

Obwohl eine Erdwärmepumpe in vielerlei Hinsicht zu den besten Heizsystemen überhaupt zählt, macht die Investition jedoch nicht bei jedem Sinn.

Besonders rentabel ist Geothermie nämlich erst dann, wenn Ihr Eigenheim über eine gute Dämmung verfügt. Ebenfalls vorteilhaft wäre eine geringe Heizwassertemperatur. Dazu tragen vor allem Flächenheizungen, wie z. B. Fußbodenheizungen bei.

Eine Installation macht daher bei Neubauten Sinn. Vor allem die Verlegung von Erdsonden kann sich auf einem unbebauten Grundstück als wesentlich leichter erweisen. Trotzdem kann auch auf eine Wärmepumpe nachgerüstet werden. Ob es eine Erdwärmeheizung sein muss oder eine andere Variante lässt sich nur im Einzelfall entscheiden.

Erstellen Sie vor der Investitionsentscheidung unbedingt einen Kostenplan. Wer sich vor der Anschaffung der Wärmepumpe eine Übersicht über die gesamten Anschaffungskosten und den zu erwartenden Betriebskosten macht, behält seine Ausgaben im Blick. Holen Sie sich dafür unbedingt ein Angebot von zwei bis vier Anbietern ein.

Alles über Wärmepumpen und deren Finanzierung können Sie hier nachlesen: Was kostet eine Wärmepumpe? Die Preise in 2023

Sie möchten herausfinden, wie hoch Ihr aktueller Gasverbrauch ist oder Ihre aktuellen Heizkosten ermitteln? Nutzen Sie dafür unsere Gasverbrauchsrechner und Heizkostenrechner.

Fazit:

Geothermie gehört du den umweltschonendsten Heizsystemen und läuft bei sehr niedrigen Betriebskosten. Vor allem bei Neubauten mit Flächenheizungen ergibt die Erdwärmepumpe Sinn.

Sollten Sie jedoch in einem weniger gut isolierten Altbau leben, lohnt sich die Erdwärmepumpe zumindest aus finanzieller Sicht nicht. Noch dazu sollten die hohen Anschaffungskosten in Betracht gezogen werden. Bei schlechten geologischen Beschaffenheiten oder einer ungünstigen Lage Ihres Grundstücks kann die Bohrung einer Erdsonde sehr teuer werden.

Vor allem unter den Gesichtspunkten des Klimaschutzes macht die Kombination von Wärmepumpe und Photovoltaikanlage, mit der Sie Strom selbst erzeugen, Sinn. Schaffen Sie es, den Strombedarf der Heizung über Solarstrom zu decken, haben Sie eine vollkommen klimaneutrale Heizung.

Hier können Sie prüfen, ob sich eine PV-Anlage auch in Ihrem Fall lohnt:

Wichtig ist dabei aber:

Der Strom für den Betrieb der Wärmepumpe wird vom Staat subventioniert und liegt 5 - 15 Cent / kWh unter dem normalen Stromtarif. Dieser Sonderstromtarif gilt aber nur für die Wärmepumpe und auch nur solange diese den Strom über einen gesonderten Stromzähler bezieht.

Um den produzierten Solarstrom für die Wärmepumpe nutzen zu können, müssten jedoch sowohl die Solaranlage als auch die Wärmepumpe über denselben Stromzähler laufen. Das ist grundsätzlich möglich, jedoch würde damit auch der Sonderstromtarif entfallen.

Weil der Heizbedarf im Winter am höchsten ist, während der Stromertrag der Solaranlagen genau dann reduziert ist, muss externer Strom zum Normalpreis bezogen werden.

In den meisten Fällen lohnt es sich aus finanzieller Perspektive also am meisten, den Sonderstromtarif für die Wärmepumpe, und den Solarstrom für den restlichen Strombedarf des Hauses zu nutzen.

Unser Tipp:

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