Erdwärmepumpen: Aufbau, Funktion und Wirtschaftlichkeit

Die Erdwärmepumpe, auch als Geothermie-Wärmepumpe bekannt, nutzt die natürliche Wärmeenergie aus dem Erdreich, um Gebäude effizient zu heizen und mit Warmwasser zu versorgen. Doch woraus besteht eine Erdwärmepumpe eigentlich und wie genau funktioniert diese?

Der Aufbau der Erdwärmepumpe

Eine Erdwärmepumpe besteht in der Regel aus folgenden Komponenten:

• Verdampfer
• Kompressor
• Kondensator
• Expansionsventil
• Wärmepufferspeicher

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Die Funktion einer Erdwärmepumpe beruht auf dem Prinzip der Wärmeübertragung und dem Kreislauf eines Kältemittels. Dabei nutzt eine Erdwärmepumpe die im Erdreich gespeicherte Wärmeenergie. Dafür werden entweder Erdsonden oder Erdkollektoren verwendet. Erdsonden werden in Bohrlöchern in den Boden eingebracht, während Erdkollektoren als horizontale Flächen im Erdreich verlegt werden. Das Kältemittel, das in der Wärmepumpe zirkuliert, nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf.

Dieses gelangt in den Verdampfer, wo es in Kontakt mit der aufgenommenen Wärmeenergie steht. Durch die Wärmezufuhr verdampft das Kältemittel und wechselt von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand. Nun ermöglicht der gasförmige Zustand des Kältemittels dem Kompressor, das Gas zu verdichten und den Druck zu erhöhen. Dadurch steigt auch die Temperatur des Kältemittels an. Das erhitzte und komprimierte Kältemittel gelangt in den Kondensator, wo es die aufgenommene Wärmeenergie an das Heizsystem oder das Warmwassersystem abgibt. Dabei kühlt das Kältemittel ab und wechselt zurück in den flüssigen Zustand.

Das flüssige Kältemittel durchläuft das Expansionsventil, wo der Druck und die Temperatur des Kältemittels reduziert werden. Dadurch kann der Kreislauf von vorne beginnen. Das abgekühlte und entspannte Kältemittel gelangt erneut zum Verdampfer, um weitere Wärmeenergie aus dem Erdreich aufzunehmen. Der Kreislauf wiederholt sich, solange die Erdwärmepumpe in Betrieb ist.  
Durch diesen kontinuierlichen Kreislauf kann die Erdwärmepumpe die im Erdreich gespeicherte Wärmeenergie nutzen und sie in nutzbare Wärme für das Heiz- und Warmwassersystem des Gebäudes umwandeln.

Welche Arten von Erdwärmepumpen gibt es?

Es gibt zwei Hauptarten von Erdwärmepumpen: Erdsonden-Wärmepumpen und Erdkollektor-Wärmepumpen. Die Wahl der geeigneten Art von Erdwärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie beispielsweise dem verfügbaren Platz, den Bodenbedingungen und den individuellen Anforderungen des Gebäudes.

Erdsonden-Wärmepumpen

Erdsonden-Wärmepumpen sind eine Art von Erdwärmepumpen, bei denen Wärme über Erdsonden aus dem Erdreich entnommen wird. Die Erdsonden bestehen aus Kunststoffrohren, die in Bohrlöcher oder Gräben im Boden eingeführt werden und dort die Wärme aus dem Erdreich aufnehmen.

Erdkollektor-Wärmepumpen

Erdkollektor-Wärmepumpen, auch als Flächenkollektor-Wärmepumpen bekannt, nutzen ein Netzwerk aus Kunststoffrohren, das flach im Boden verlegt wird, um die Erdwärme für Heiz- und Kühlzwecke zu nutzen. Durch dieses System kann die Wärmeenergie aus dem Boden effizient aufgenommen und für den Betrieb der Wärmepumpe genutzt werden, was zu einer umweltfreundlichen und kosteneffizienten Heiz- und Kühlungslösung führt.

Wirtschaftlichkeit einer Erdwärmepumpe

Die Wirtschaftlichkeit einer Erdwärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann je nach individuellen Bedingungen variieren. Darunter gibt es folgende Aspekte, die die Wirtschaftlichkeit einer Erdwärmepumpe beeinflussen können:

• Anschaffungskosten
• Lebensdauer
• Wartungskosten
• Fördermöglichkeiten

Die Wirtschaftlichkeit einer Erdwärmepumpe hängt von den Installationskosten, der Energieeffizienz und den lokalen Energiepreisen ab. Langfristig kann eine Erdwärmepumpe jedoch Kosteneinsparungen bieten und gleichzeitig zu geringeren CO₂-Emissionen beitragen.

Wie viel kostet eine Erdwärmepumpe?

Die Kosten einer Erdwärmepumpe variieren stark je nach verschiedenen Faktoren. Neben den Anschaffungskosten fallen beispielsweise Kosten für Erdarbeiten, die Installation oder zusätzliche Leistungen an. Hierunter fallen beispielsweise ein Wärmepufferspeicher, die Regelungstechnik, der Anschluss an das Heizsystem und Wartungskosten. Es ist wichtig anzumerken, dass es regionale Unterschiede geben kann und die genauen Kosten einer Erdwärmepumpe von Land zu Land und von Region zu Region unterschiedlich sein können.

Häufig gestellte Fragen zur Erdwärmepumpe