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Die Funktion von Erdwärmepumpen: Heizen mit Wärme aus dem Erdinneren

 

Eine Erdwärmepumpe transportiert thermische Energie aus dem Erdinneren an die Oberfläche und stellt sie für Heizung und Warmwasserbereitung zur Verfügung. Auf eine Kilowattstunde Strom kommt dabei in günstigen Fällen mehr als das Fünffache an Heizenergie. Das ist sowohl preiswert als auch umweltfreundlich. Der ökologische Vorteil steigt mit dem höheren Anteil grüner Energie am Strommix.

Die Funktionsweise von Erdwärmepumpen ist die gleiche wie bei anderen Wärmepumpen und auch Klimaanlagen und Kühlschränken. Charakteristische Eigenheiten gibt es in erster Linie bei der Energiequelle und bei der Richtung der Übertragung.

 

Sondenbohrungen und Flächenkollektoren

 

Geothermie ist die Bezeichnung für die thermische Energie aus Erdinneren. Sie entsteht in Oberflächennähe durch gespeicherte Sonnenstrahlung und in tieferen Schichten durch die aufsteigende Wärme aus dem Erdmantel. Nach menschlichen Maßstäben ist das eine unerschöpfliche Energiequelle.

In Hochenthalpielagerstätten in geologisch aktiven Regionen, in denen die Hitze ungewöhnlich nah an die Oberfläche aufsteigt, lässt sie sich direkt nutzen. Aber auch in Niederenthalpielagerstätten ist weniger intensive Erdwärme eine sehr attraktive Energiequelle zur Wärmegewinnung mit Erdwärmepumpen.

Für die effiziente Funktion der Erdwärmepumpe ist das Erschließen des Wärmereservoirs im Boden nötig. Das erfolgt bei Erdwärmeheizungen am häufigsten durch Sondenbohrungen. In den Sonden, die mehrere Hundert Meter tief sein können, zirkuliert Sole als Kältemittel. Sie nimmt Wärmeenergie auf und transportiert sie in einem geschlossenen, selbsterhaltenden Kreislauf zur Wärmepumpe. Ein Kompressor verdichtet sie, konzentriert sie und überträgt sie auf den Heizkreis. Dabei ist vor allem für die Arbeit des Kompressors elektrische Energie nötig. An Stelle einer tiefen Erdsonde lässt sich auch ein Flächenkollektor, Grabenkollektor oder Erdwärmekorb verwenden.

 

Wenig Kosten, Emissionen und hohe Förderung mit guter JAZ

 

Die Leistungszahl JAZ gibt Aufschluss über die reale Effizienz der gesamten Wärmepumpenheizung unter Standortbedingungen. Hohe Werte bedeuten, dass viel Wärme mit wenig Strom gewonnen ist. Veraltete Erdwärmepumpen funktionieren nur mit zwei Zuständen: An und aus. Das ist ineffektiv und teuer. Moderne Invertertechnologie erlaubt den Geräten, sich stufenlos an den Bedarf anzupassen. So lässt sich mit geringem Verbrauch das Temperaturniveau halten. Das ist gut für die Umwelt und für die Betriebskosten.

Besonders durch die Sondenbohrungen sind Wärmepumpenheizungen teuer in der Anschaffung. Doch mit hoher Effizienz und niedrigen Heizkosten über die gesamte Lebensdauer können sich für eine Erdwärmepumpe die Kosten in hohem Maß amortisieren. Eine hohe JAZ ist auch Voraussetzung für den Erhalt von Fördermitteln des BAFA und für den Zugang zu attraktiven KfW-Förderprogrammen. Damit lässt sich die Energiewende im Heizungskeller einfach finanzieren.

 

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