Wärmepumpen mit Erdkollektoren zeichnen sich durch eine hohe Effizienz aus und können auch dann verlegt werden, wenn eine Tiefenbohrung nicht möglich ist. Die vergleichsweise hohen Kosten für die Erschließung und Installation amortisieren sich aufgrund der eingesparten Energiekosten im Laufe der Jahre – und hohe Förderungen machen die Investition noch lohnenswerter.
Das Wichtigste im Überblick:
- Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) mit Erdkollektoren entzieht der obersten Erdschicht Wärmeenergie, die zum Heizen und für die Warmwasserbereitung genutzt werden kann.
- Die Erdkollektoren werden in einer Tiefe von 1–2 m verlegt.
- Dafür wird eine große Fläche auf dem Grundstück benötigt – etwa das Doppelte der zu beheizenden Fläche.
- Die Installation von Erdkollektoren für die Wärmepumpe ist weniger aufwendig als die Verlegung von Erdsonden.
- Erdwärmepumpen haben einen hohen Wirkungsgrad, sind sehr effizient und sparen langfristig Energie und Heizkosten.
Was sind die Erdkollektoren einer Wärmepumpe?
Erdkollektoren kommen bei Sole-Wasser-Wärmepumpen (auch Erdwärmepumpen genannt) zum Einsatz. Sie ermöglichen es der Wärmepumpe, dem Erdreich Wärmeenergie zu entziehen, um diese für den Haushalt nutzbar zu machen (sogenannte Geothermie ). Grundsätzlich gibt es zwei Ausführungen von Erdwärmepumpen:
- Wärmepumpen mit Erdsonden
- Wärmepumpen mit Erdkollektoren
Während Erdsonden etwa 40 bis 100 Meter tief und senkrecht ins Erdreich verlegt werden, liegen Erdkollektoren nahe der Erdoberfläche. Unter den Erdkollektoren gibt es wiederum verschiedene Ausführungen: Flächenkollektoren, (Ring-) Grabenkollektoren , Spiralkollektoren und Erdwärmekörbe . Bisweilen werden die Begriffe „Erdkollektoren“ und „Flächenkollektoren“ bei Wärmepumpen synonym als Oberbegriff verwendet.
Flächenkollektoren liegen nur etwa 1 bis 2 m tief in der Erde. Erdwärmekörbe hingegen werden einige Meter in die Tiefe eingelassen.
Eine Wärmepumpe mit Erdkollektoren können Sie insbesondere dann in Betracht ziehen, wenn Ihnen auf Ihrem Grundstück eine große Fläche zur Verfügung steht, eine Erdwärmebohrung aber nicht gewünscht oder möglich ist. Im Gegensatz zu einer Tiefenbohrung ist für das Verlegen von Flächenkollektoren keine behördliche Genehmigung notwendig – das Verlegen ist lediglich anzeigepflichtig.
Wie funktioniert eine Wärmepumpe mit Erdkollektoren?
Alle Wärmepumpen beziehen Wärmeenergie aus einer natürlichen, nachhaltigen Energiequelle. Welche Energiequelle das ist, ist am Namen erkennbar – bei Erdwärmepumpen ist es das Erdreich.
Ein Vorteil gegenüber Luft-Wasser-Wärmepumpen liegt darin, dass das Erdreich das ganze Jahr über eine konstante Temperatur von etwa 10 Grad Celsius hat. Sonneneinstrahlung, Regen sowie das umliegende Erdreich sorgen dafür, dass bei einer Entnahme von Wärmeenergie aus dem Erdreich stets Wärme „nachfließt“, sodass sich im Bereich der Kollektoren ein nachhaltiges Wärmeniveau einpegelt. Die Temperatur der Außenluft hingegen schwankt im Jahresverlauf stark – und gerade in der Heizperiode stellt die Außenluft weniger Wärmeenergie zur Verfügung.
Zwar werden die Flächenkollektoren einer Erdwärmepumpe „nur“ in einer Tiefe von etwa 1–2 m schnecken- oder schlangenförmig verlegt – das ist aber bereits unterhalb der Frostgrenze. Etwas tiefer liegen Erdwärmekörbe: Da sie eine Spiralenform haben (ähnlich einem runden Bastkorb) reichen sie etwa 2,5–4 m in die Tiefe.
Die Kollektoren selbst bestehen immer aus Kunststoff. Es handelt sich um dünne Rohre mit wenigen Zentimetern im Durchmesser. In ihnen zirkuliert die sogenannte Sole, eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel (Glykol).
Die Sole nimmt Wärme aus der Erde auf und transportiert sie an die Oberfläche zur Pumpe. Dort wird die Wärme weiter aufbereitet und nutzbar gemacht. Lesen Sie mehr über die Funktion einer Wärmepumpe in unserem Ratgeber.
Voraussetzungen und Flächenbedarf für Erdkollektor-Wärmepumpen
Ein Nachteil einer Erdwärmepumpe mit Flächenkollektoren liegt im Platzbedarf. Die Rohre dürfen nicht zu nah beieinander liegen, da sie sonst dem Erdreich punktuell zu viel Wärme entziehen würden. Das wiederum kann bei niedrigen Temperaturen zu einer Vereisung führen. Dadurch kann Regenwasser nicht richtig abfließen und der Boden verschlammt.
Außerdem müssen gewisse Sicherheitsabstände eingehalten werden, zum Beispiel zu Wasserleitungen oder Gebäuden. Dasselbe gilt für Bäume, die sensibel auf Temperaturveränderungen des Erdbodens reagieren können.
Als Faustregel gilt: Für eine Wärmepumpe mit Flächenkollektoren sollte das Zweifache der zu beheizenden Fläche zur Verfügung stehen. Bei einer Wohnfläche von 130 m2 entspricht das also einer Grundstücksfläche 260 m2, die benötigt wird. Etwas weniger Platz wird für Erdwärmekörbe sowie für Ringgrabenkollektoren benötigt (diese werden schlaufenförmig in die namengebenden Erdgräben eingelassen).
Auch die Bodenbeschaffenheit spielt eine Rolle: Feuchte (beispielsweise sehr lehmhaltige) Böden speichern die Wärme besser. Trockene (sandige) Böden halten weniger Wärmeenergie, sodass der Platzbedarf steigt.
Hinweis: Den genauen Flächenbedarf sollten immer Fachkräfte ermitteln. Sie berücksichtigen bei der Berechnung viele Faktoren, angefangen beim Heizbedarf und bis hin zur Bodenqualität.
Wissenswert außerdem: Eine Bodenversiegelung (etwa durch eine Bepflasterung oder gar ein Betonfundament) ist bei Wärmepumpen mit Erdkollektoren ausgeschlossen. Regenwasser könnte sonst nicht mehr in den Erdboden eindringen, wodurch der Nachschub an Wärmeenergie eingeschränkt wäre – das würde die Effizienz der Wärmepumpe schmälern. Auch eine Bepflanzung muss genau geprüft werden. Tiefwurzelnde Bäume oder Sträucher könnten die Erdkollektoren beschädigen und sind daher ebenfalls zu vermeiden. Rasenflächen oder oberflächliche Bepflanzungen sind hingegen unproblematisch.
Muss eine Wärmepumpe mit Erdkollektoren genehmigt werden?
Hier das Wichtigste zu den gesetzlichen Vorschriften:
- Die Verlegung von Flächenkollektoren für Wärmepumpen ist normalerweise nicht genehmigungspflichtig.
- Sie müssen das Vorhaben jedoch bei Ihrer Gemeinde anzeigen.
- Selbst Erdwärmekörbe, die etwas tiefer verlegt werden, erreichen in aller Regel nicht das Grundwasser. Sollte das jedoch im Ausnahmefall so sein, ist eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde zwingend notwendig.
Tipp: Sie müssen sich nicht allein um die Formalitäten kümmern. Ein Fachbetrieb unterstützt Sie bei jedem Schritt der Umsetzung und stellt sicher, dass alle Vorgaben erfüllt sind.
Vorteile und Nachteile von Wärmepumpen mit Erdkollektoren
Hier sehen Sie die Vor- und Nachteile von Erdwärmepumpen mit Flächenkollektoren, Grabenkollektoren oder Erdwärmekörben auf einen Blick:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
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Was kosten Wärmepumpen mit Erdkollektoren?
Die einmaligen Kosten für Wärmepumpen mit Flächenkollektoren oder anderen Erdkollektoren sind vergleichsweise hoch. Sie belaufen sich auf etwa 15.000–20.000 € für die Anschaffung und weitere 2.000–5.000 € für die Erschließung der Wärmequelle. Letztere können Sie senken, wenn Sie die Gräben für die Kollektoren selbst ausheben.
Die fortlaufenden Kosten fallen hingegen gering aus. Den größten Teil machen die Stromkosten aus. Beispielhaft können Sie für ein um das Jahr 2000 gebautes Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von 150 m2 mit Stromkosten von 600 bis 1.000 € jährlich rechnen, wobei hier viele Faktoren wie Dämmung und Heizverhalten eine Rolle spielen. Genaueres erfahren Sie auf unserer Seite zum Thema Stromverbrauch von Wärmepumpen.
Hinzu kommen Wartungskosten von etwa 400 € im Jahr.
Wie alle Wärmepumpen werden auch Wärmepumpen mit Erdkollektoren so geplant, dass die anfängliche Investition sich in den nächsten Jahren amortisiert – meist innerhalb eines Jahrzehnts. Das liegt an den reduzierten Heizkosten. Dem gegenüber steht eine sehr lange Lebensdauer der Wärmepumpe. Hier geht man standardmäßig von 15–20 Jahren aus, längere Zeiträume sind nicht unrealistisch. Die Sole-Leitungen bleiben noch einige Jahrzehnte länger im Boden und werden bei einem Geräteaustausch weitergenutzt.
Außerdem können Sie die Investitionskosten dank Fördermöglichkeiten um bis zu 70 % senken.
Förderung für Wärmepumpe und Erdkollektoren
Seit 2024 wird insbesondere der Austausch eines ineffizienteren Heizsystems gegen eine Wärmepumpe staatlich stark unterstützt: Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) können Sie einen Zuschuss in Höhe von maximal 70 % der förderfähigen Kosten erhalten. Die maximale Höhe der förderfähigen Kosten liegt bei 30.000 €, sodass der Zuschuss sich auf höchstens 21.000 € belaufen kann. Diese Förderung ist auch für Wärmepumpen mit Erdkollektoren erhältlich.
Da die Förderungen und die zu erfüllenden Bedingungen bisweilen schwierig zu überblicken sind, bietet Buderus Ihnen hierbei Unterstützung: Der Buderus Förderservice in Kooperation mit der febis Service GmbH begleitet Sie auf dem Weg zur bestmöglichen Förderung.
Fazit: Wärmepumpen mit Erdkollektoren als günstige, effiziente Alternative
Sole-Wasser-Wärmepumpen (Erdwärmepumpen) heizen effizient, umweltschonend und günstig. Wärmepumpen mit Erdkollektoren haben einen großen Platzbedarf auf dem Grundstück, lassen sich mit etwas eigener Vorarbeit aber günstiger installieren. Sind die Kollektoren einmal verlegt, ermöglichen sie der Wärmepumpe über Jahrzehnte einen wartungsarmen Betrieb.
Die anfänglich hohen Investitionskosten amortisieren sich im Laufe der Zeit dank der Einsparungen bei den Energiekosten. Nach etwa einem Jahrzehnt hat sich die Investition ausgezahlt und die Wärmepumpe liefert kostengünstig Strom aus einer nachhaltigen Quelle.
Häufig gestellte Fragen zu Wärmepumpen mit Erdkollektoren
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Flächenkollektoren für Wärmepumpen werden in einer Tiefe von lediglich 1–2 m verlegt. Grabenkollektoren und Erdwärmekörbe werden etwas tiefer in die Erde eingelassen und benötigen etwa 2,5–4 m tiefe Aushubarbeiten. Dafür brauchen sie weniger Platz in der Breite.
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Als Faustregel können Sie damit rechnen, dass Sie die Fläche, die beheizt werden soll, etwa verdoppeln müssen. Doch auch die Beschaffenheit Ihres Bodens hat Einfluss darauf, wie viel Fläche die Erdkollektoren benötigen: Feuchte Böden speichern Wärme aus Sonne und Regen besser, sodass Sie hier mit weniger Fläche für die Kollektoren auskommen als bei sehr trockenen Böden. Grundsätzlich sollte immer eine Fachfirma die benötigte Grundfläche berechnen.
Ist für die Flächenkollektoren einer Wärmepumpe nicht genug Platz vorhanden, können stattdessen auch Grabenkollektoren oder Erdwärmekörbe verlegt werden.
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Ein pauschales „besser“ gibt es nicht. Mit beiden Arten kann eine Wärmepumpe sehr energiesparend betrieben werden. Hier sehen Sie die wichtigsten Punkte im Vergleich:
Erdsonden:
- werden bis zu 100 Meter tief in die Erde eingelassen
- benötigen wenig Platz auf dem Grundstück
- erfordern aufwendige Bohrungen
- sind teurer als Erdwärmekollektoren
- sind genehmigungspflichtig
Erdkollektoren:
- sind vergleichsweise günstig zu verlegen
- erfordern weniger Arbeit bei der Erschließung
- sind nicht genehmigungspflichtig
- benötigen sehr viel Platz auf dem Grundstück
- Grundstücksfläche darf nicht versiegelt werden
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Generell sind Erdwärmepumpen für Altbauten eine gute Wahl. Sie sind effizient, können einen großen Wärmebedarf decken und liefern dank der konstanten Erdtemperatur von etwa 10 °C das ganze Jahr über zuverlässig Heizwärme.
Ob die Erschließung des Erdreichs möglich ist, hängt jedoch vom Grundstück ab. Ebenso sollte eine Fachkraft beurteilen, ob eine Wärmepumpe mit Flächenkollektoren oder mit Erdsonden sinnvoll ist oder ob eine Grundwasserwärmepumpe bzw. ein bivalentes System mit einer Luft-Wärmepumpe die bessere Wahl wäre.