Erdsondenheizung: Mit der Wärme aus dem Erdreich heizen

Die Erdsondenheizung ist gross im Kommen. Angesichts der Diskussionen um Klimawandel und den steigenden Öl- und Gas-Preisen setzen immer mehr Hausbesitzer auf Wärmepumpen, welche die erneuerbare und emissionsfreie Wärme aus der Erde fürs Heizen bezieht.

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Erdsondenheizungen entziehen der Erde die Wärme zum Beheizen Ihres Eigenheims. Foto: © LCalek / iStock / Thinkstock
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Wärmepumpen-Heizungen sind zum einen wegen ihrer Öko-Bilanz beliebt. Denn die Wärmepumpe nutzt die einheimische und erneuerbare Umgebungswärme (Luft, Erde, Wasser) zum Heizen oder zur Warmwasseraufbereitung. Zum andern werden sie auch wirtschaftlich zunehmend interessanter, wenn man sich die steigenden Preise für die nicht erneuerbaren Energiequellen wie Gas und Öl vor Augen hält. Besitzer von Wärmepumpen-Heizungen sind von Preisschwankungen am Energiemarkt unabhängig. So überrascht es nicht, dass bereits jedes dritte neu gebaute Einfamilienhaus mit einer Wärmepumpe beheizt wird. Je nach Funktionsweise entzieht die Wärmepumpe dann der Luft oder dem Erdreich Wärme.

Funktionsweise von Erdsondenheizungen

Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, abhängig ob die Pumpe der Luft, der Erde oder dem Wasser Wärme entzieht. Im folgende wird Ihnen die Funktionsweise einer Wärmepumpen-Heizung erläutert, welche dem Erdreich Wärme entzieht.

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Grafik 1 zeigt den Aufbau einer Wärmepumpen-Heizung, welche der Erde und dem Wasser Wärme entzieht. Foto: © arahan - Fotolia.com

Eine Wärmepumpen-Heizung besteht aus drei Teilen, einer Wärme-Quellanlage, einer Wärmepumpe mit Kompressor und einer Wärmeverteilung (siehe Grafik 1, Wärmepumpen-Heizung). Die Wärmequellanlage entzieht der Erde Umgebungswärme. Die Wärmequellanlage wird dabei waagerecht als Erdkollektor oder senkrecht als Erdsonde ins Erdreich installiert. Erdkollektoren heissen Rohrsysteme, welche horizontal unter der Frostgrenze bei einer Tiefe von rund 1 bis 1,5 Meter verlegt werden. Für ein Einfamilienhaus ist dafür eine unbebaute und unversiegelte Fläche von 200 bis 250 Quadratmeter nötig. Denn der Boden bezieht seine Wärme aus Regenwasser und Sonneneinstrahlung. Bei Erdsonden werden die Rohre nach einer Tiefenbohrung bis 10 Meter vertikal ins Erdreich installiert. Ab einer Tiefe von etwa 10 Metern liegt die Temperatur konstant bei rund 10 Grad. Durch die Rohre wird eine frostresistente Flüssigkeit gepumpt. Diese Flüssigkeit transportiert die Umgebungswärme und überträgt diese an ein in der Wärmepumpe zirkulierendes Kältemittel.

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Grafik 2 zeigt den Aufbau einer Wärmepumpe mit Kompressor. Foto: © arahan - Fotolia.com

In der Wärmepumpe zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf ein Kältemittel, das auch bei Minus-Temperaturen kocht und verdampft (siehe Grafik 2, Wärmepumpe). Hier sollten Sie darauf achten, ein möglichst umweltneutrales Kältemittel wie Propan zu nutzen. Beim Verdampfen entzieht das Kältemittel dem Wärmequellenkreislauf Wärme. Der Dampft gelangt in den mit Strom betriebenen Verdichter, auch Kompressor genannt. Dieser verringert das Volumen des gasförmigen verdampften Kältemittels und erhöht damit das Temperaturniveau weiter. Das heisse Kältemittel strömt nun weiter in den Verflüssiger, wo die gewonnene und weiter erhitzte Umgebungswärme an den Wärmeverteiler (Heizungskreislauf) übertragen wird. Dabei verflüssigt sich das Kältemittel wieder und über ein Entspannungsventil, welches den Druck weiter abbaut, wird das nun vollständig abgekühlte und flüssige Kältemittel erneut dem Verdampfer zugeführt.

Die Wärmeverteilung funktioniert wiederum über einen Kreislauf, in welchem der Wärmeträger Wasser oder Luft zirkuliert. Das erhitzte Wasser oder die warme Luft wird durch ein Rohrsystem in die verschiedenen Heizkörper gepumpt, welche die Wärme an die Raumluft abgeben. Als Heizkörper gelten Radiatoren in den Räumen oder Rohrsysteme für Wand- und Bodenheizungen. Anschliessend wird das abgekühlte Wasser oder die abgekühlte Luft zurück zum Verflüssiger der Wärmepumpe geführt.