Erdsonden sind eine der effizientesten Möglichkeiten, um ein Einfamilienhaus zu heizen und zu kühlen. Die Installation kann in vielerlei Hinsicht von Vorteil sein, hat aber auch einige Nachteile. In diesem Artikel erläutern wir die Funktionsweise sowie Installation und Kostenanalyse von Erdsonden.
Auf diese Punkte geht der Artikel ein:
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Was ist eine Erdsonde?
Eine Erdsonde ist ein effizienter Wärmetauscher, der in Verbindung mit Wärmepumpen eingesetzt wird. Sie besteht aus einem oder zwei U-förmigen Soleleitungen, die in ein tiefes Bohrloch versenkt werden. Diese Rohre entziehen dem Erdreich die vorhandene Wärmeenergie und machen die Erdwärmesonde zu einer erneuerbaren Energiequelle für eine Erdwärmepumpe.
Wie funktioniert eine Erdsonde?
Die Erdwärmesonde besteht aus einem geschlossenen Rohrsystem, das in die Erde eingebracht wird. Durch die Sonde fließt ein Kältemittel und nimmt dabei die Erdwärme auf. Anschließend wird das wärmere Kältemittel zur Wärmepumpe geleitet.
Dort wird es im Verdichter komprimiert, wodurch es sich weiter erhitzt. Anschließend wird die entstandene Wärme an das Heizsystem abgegeben. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Fußbodenheizung oder Heizkörper handeln.
Um das Kältemittel wieder abzukühlen und erneut in die Erdwärmesonde zu leiten, wird ein Expansionsventil eingesetzt. Durch das Ventil wird der Druck im Kältemittelkreislauf reduziert, wodurch das Kältemittel abkühlt und erneut in die Erdwärmesonde fließen kann.
Installation von Erdwärmesonden
Bevor eine Erdwärmesonde installiert werden kann, muss eine sogenannte Erdwärme-Tiefenbohrung ausgeführt werden. Dieses Verfahren erfordert eine sorgfältige Planung und den Erwerb einer Genehmigung.
Eine Erdwärmesonde ist ein vorgefertigtes Produkt, das in Systeme der oberflächennahen Geothermie in tieferen Erdschichten eingesetzt wird. Sie wird in der Regel als Fertigbauteil an die Baustelle geliefert und vom Hersteller im Werk einer Durchfluss- und Druckprüfung unterzogen, bevor sie eingebaut werden kann.
Nach dem Erstellen der Tiefbohrung wird die Erdwärmesonde zusammen mit einem Verfüllrohr in die Bohrung eingebracht. Über das Verfüllrohr wird das Bohrloch mit einer Mischung aus Betonitzement und Wasser gefüllt, die eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dadurch kann die Erdwärmesonde die Umgebungswärme effizienter aus dem Erdreich gewinnen.
Als Letztes wird die Erdsonde mit der Erdwärmepumpe verbunden. Sofern mehrere Erdwärmesonden im Erdreich untergebracht wurden, werden diese in einem Sammelschacht im Außenbereich zusammengeführt und dann an die Wärmepumpe angeschlossen. Bevor die Erdsonden und Soleleitungen vergraben werden, wird das System gefüllt, gespült und einer Druckprobe unterzogen. Nach Abschluss dieses Vorgangs ist das System einsatzbereit.
Wie tief wird gebohrt?
Tiefbohrungen für eine Wärmepumpen-Erdsonde werden normalerweise bis zu einer Tiefe von 100 Metern durchgeführt. Tiefere Bohrungen sind möglich, erfordern aber eine gesonderte Bergbaugenehmigung und werden daher selten durchgeführt. Sollte eine Erdsonde den Wärmebedarf eines Einfamilienhauses nicht decken können, werden mehrere Bohrungen bis zu 100 Meter Tiefe vorgenommen.
Erdwärme-Tiefenbohrung (Foto: Wikipedia)
Was kostet eine Erdsonde für die Wärmepumpe?
Die Kosten für die Anschaffung und Installation einer Wärmepumpen-Erdsonde liegen zwischen 4.000 und 8.000 € pro Erdwärmesonde. Um den Wärmebedarf eines durchschnittlichen Einfamilienhauses zu decken, sind üblicherweise zwei bis drei Sonden erforderlich. Somit können Sie mit Gesamtkosten von 8.000 bis 24.000 € rechnen. Die Kosten sind stark von der Entzugsleistung und damit von der Anzahl und Tiefe der Bohrungen abhängig.
Vor- und Nachteile von Erdsonden
Erdwärmesonde sind eine kostengünstige und klimaneutrale Wärmequelle und somit eine hervorragende Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen wie Gas oder Heizöl. Doch wie bei allen Technologien gibt es auch bei der Nutzung von Erdwärmesonden Vor- und Nachteile.
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| klimaneutrale Energiequelle | unzweckmäßige Bodenbeschaffenheit |
| geringer Platzbedarf im Haus | hohe Investitionskosten |
| komfortables, sicheres und effizientes systemumkehrbares System, sodass Heizen und Kühlen möglich ist | Genehmigungspflicht |
| kommt auch bei geringer Grundstücksflächen infrage | |
| ganzjährig konstante Entzugsleistung | |
| kann bei bestehenden Bauten nachgerüstet werden | |
| attraktive Förderungen beantragbar |
Alternativen zu Erdwärmesonden
Erdsonden sind eine der teuersten Lösungen der oberflächennahen Geothermie, da sie in tieferen Erdschichten installiert werden. Nur der Eisspeicher ist in der Anschaffung teurer, dafür aber ein hochmodernes und -effizientes geothermisches Heizungs- und Kühlsystem. Diese beiden System finden meist Anwendung, wenn Grundstücke nicht ausreichend Fläche zur Installation von anderen Systemarten bieten. Wer über genügend Grundstücksfläche verfügt, entscheidet sich vornehmlich für die kostengünstigere Variante der Flächenkollektoren wie die Erdkollektoren und die Erdwärmekörbe.
Erdkollektoren
Ein Erdkollektor besteht aus vielen im Erdreich vergrabenen Soleleitungen, die einen großen Wärmetauscher bilden. Auf diese Weise können sie die Wärme aus der Erde entziehen und als Energiequelle für Erdwärmepumpen genutzt werden.
Erdwärmekörbe
Erdwärmekörbe sind spiralförmige Erdwärmetauscher, die in einer Tiefe bis vier Meter in das Erdreich eingegraben werden.
Eisspeicher
Eine Eisheizung ist ein Heizsystem, das einen Eisspeicher als Wärmespeicher für die Wärmepumpe verwendet. Dieser Speicher wird in der Regel aus Beton gebaut und in den Boden eingegraben. In Kombination mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe und einem Solar-Luftabsorber kann er Wärme aus dem Erdreich und dem Wasser sowie aus der Umgebungsluft gewinnen. Dies ermöglicht eine effiziente und kostengünstige Art der ganzjährigen Beheizung und Kühlung des Hauses, ohne auf externe Energiequellen angewiesen zu sein.
Häufig gestellte Fragen
Sind Erdsonden genehmigungspflichtig?
Der Einsatz einer Erdwärmesonde obliegt einer wasserrechtlichen Erlaubnis. Für jede Tiefbohrung muss eine Erlaubnis bei dem zuständigen staatlichen geologischen Institut eingeholt werden. Außerdem ist für Bohrungen, die tiefer als 100 Meter gehen, eine bergrechtliche Genehmigung erforderlich.
Eignen sich Erdsonden für den Altbau?
Erdsonden können zum Beheizen von Altbauten eingesetzt werden. Vor größter Bedeutung ist eine gute Isolation des Hauses, da Altbauhäuser schlechter gedämmt als Neubauten ist und weisen aufgrund dessen einen höheren Wärmebedarf auf. Dadurch müssen mehrere Erdsonden installiert werden, was sehr kostenintensiv ist. Es lohnt sich also vorerst in Wärmedämmung zu investieren und das Haus auf den heutigen Standard zu isolieren.
Wie ist die Lebensdauer von Erdsonden?
Die Lebensdauer einer Erdwärmesonde kann sehr lang und möglicherweise sogar unbegrenzt sein. Die Hersteller schätzen die Lebensdauer oft auf über 100 Jahre, wenn:
- das Bohrloch ordnungsgemäß gebaut,
- zertifizierte Erdwärmesonden installiert und
- Soleleitungen korrekt verlegt wurden.
Ohne ordnungsgemäßen Einbau und Wartung kann die Lebensdauer der Tiefengeothermiebohrung deutlich kürzer ausfallen. Daher ist es wichtig, dass alle Komponenten der Anlage korrekt ausgeführt werden, um einen maximalen Nutzen aus dem System zu ziehen.
Fazit
Eine Erdsonde in Verbindung mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe ist eine hervorragende Lösung zum Heizen und Kühlen eines Hauses. Auch wenn die Installation eine hohe Anfangsinvestition erfordert, bieten diese Systeme zahlreiche langfristigen Vorteile. Bei sorgfältiger Auswahl und fachgerechter Installation können Sie die Vorteile dieses Systems über Jahre hinweg nutzen.
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