Erdwärmepumpe: Funktion, Kosten, Vor- und Nachteile

Anna Vöpel
Zuletzt aktualisiert: 28/06/2024
Kategorie: Wärmepumpe

Erdwärmepumpen werden in Deutschland aufgrund ihrer hohen Effizienz immer beliebter. Wie eine Erdwärmepumpe funktioniert, wie viel sie kostet und welche Vor- und Nachteile sie hat, erfahren Sie in diesem Ratgeber. 

Das Wichtigste zuerst

  • Eine Erdwärmepumpe nutzt Wärme aus dem Erdreich und gibt sie an das Heizsystem für Heizung und Warmwasser weiter.
  • Es gibt verschiedene Systeme zur Erdwärmenutzung für Erdwärmepumpen, darunter Erdsonden, Flachkollektoren und Erdkörbe.
  • Eine Erdwärmepumpe für ein Einfamilienhaus kostet insgesamt etwa 13.000 bis 37.000.
  • Erdwärmepumpen werden durch die BEG-EM gefördert, mit Zuschüssen bis zu 70% der Kosten.
  • Erdwärmepumpen sind effizient, stromsparend, wartungsarm, jedoch sind die Installationskosten hoch und die Erschließung der Wärmequelle komplex.

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe? 

Eine Erdwärmepumpe entzieht die natürliche Wärme aus dem Erdreich und gibt diese über einen Verdampfer an den Kältemittelkreislauf weiter. Über den Verdichter wird dem Kältemittel zusätzliche Energie in Form von Strom hinzugefügt. Die erzeugte Wärmeenergie wird anschließend weiter an das Heizsystem gegeben und zum Heizen sowie zur Warmwasserbereitung genutzt.

Funktion Erdwärmepumpe

So funktioniert eine Erdwärmepumpe

Damit die Erdwärmepumpe die Wärme aufnimmt, muss sie mit einem Erdwärmetauscher verbunden sein. Dieser ist mit einem Glykol-Wasser-Gemisch gefüllt, auch als Sole bekannt. Daher die Bezeichnung.

Je nach örtlichen Gegebenheiten, haben Sie die Auswahl zwischen Erdsonden, Flächenkollektoren oder Erdwärmekörben. 

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Erdwärmepumpe mit Sonde

Bei Erdsonden handelt es sich um ein oder zwei u-förmige Rohre, die in einem Bohrschacht untergebracht sind. Pro Einfamilienhaus benötigt man meist ein bis drei solche Bohrschächten - je nach Tiefe und Wärmebedarf. Dafür müssen Erdwärme-Tiefenbohrungen durchgeführt werden, für die Sie eine behördliche Zustimmung benötigen. Die Sonden werden in einem Sammelschacht zusammengebracht. Dieser wird anschließend mit dem Verdampfer der Wärmepumpe verbunden. 

Erschließung von Erdwärme mit Sonde

Erdwärmesonden eignen sich besonders für Hauseigentümer mit kleinen Grundstücken. Da sie tief in das Erdreich ragen, beanspruchen sie wenig Platzbedarf. Das hat zudem den Vorteil, dass die Temperaturen im Erdreich sehr konstant sind. Dadurch erreichen Erdwärmepumpen mit Sonde einen höheren Wirkungsgrad und bieten höhere Versorgungssicherheit als Flachkollektoren (zu denen wir gleich kommen). Nachteilig sind die bereits erwähnte Genehmigung sowie die höheren Planungs- und Installationskosten. 

Wie tief muss eine Tiefenbohrung sein?

Die Erdwärme-Tiefenbohrungen sind meist 30 bis 70 Meter tief. Maximal dürfen die Bohrungen 100 Meter tief sein. Über diese Tiefe hinaus bedarf es an einer zusätzlichen Genehmigung nach Bergrecht. 

Erdwärmepumpe mit Flachkollektoren

Flachkollektoren sind Rohre, die im Kreis oder in Serpentinen im Erdreich verlegt sind. Sie befinden sich in einer Tiefe von circa 1,5 Meter und nehmen die oberflächennahe Erdwärme auf. Meist werden sie in mehrere Kreise geteilt und ebenfalls in einem Sammelschacht zusammengebracht. Dieser schließt dann an die Wärmepumpe an. 

Erschließung von Erdwärme mit Flächenkollektor

Flächenkollektoren benötigen eine größere Grundstücksfläche, sind dafür aber kostengünstiger und einfacher zu installieren. Sie benötigen keine Genehmigung und können die Erdarbeiten sowie Verlegung sogar selbst übernehmen. Allerdings ist die Temperatur über das ganze Jahr gesehen etwas weniger konstant und schwankt zwischen 5 und 10 Grad Celsius. Somit ist der Wirkungsgrad etwas niedriger. Zudem dürfen die Kollektorflächen weder bebaut noch verschaltet sein, da der Erdboden seine Wärme durch die gespeicherte Sonneneinstrahlung erhält.

Wie viel Fläche benötigen Erdkollektoren?

Die Fläche der Kollektoren entspricht meist 1,5- bis 2,5-mal der Wohnfläche. Wie viel Fläche Sie tatsächlich benötigen, hängt primär von der Bodenbeschaffenheit und vom Wärmebedarf ab. 

Erdwärmepumpe mit Körben

Ein Erdwärmekorb ist ein spiralförmiger Korb aus PE-Rohren. Er ist oben breiter und unten schmaler. Diese Körbe sind nützlich, wenn der Platz begrenzt ist. Sie werden in einer Tiefe von einem bis vier Metern in den Boden eingelassen. Es sind keine Bohrungen erforderlich, aber Sie dürfen die Fläche darüber nicht bebauen oder versiegeln. 

Erschließung von Erdwärme mit Erdwärmekorb

Erdwärmekörbe haben den Vorteil, dass sie günstig und trotzdem platzsparend sind. Sie nutzen ebenfalls die oberflächennahe Geothermie, weswegen keine Genehmigung erforderlich ist. Hier können Sie ebenfalls den Großteil der Installationsarbeiten selbst ausführen, wobei Grabarbeiten bis zu 5 m Tiefe notwendig sind. Zudem beeinflusst die Bodenbeschaffenheit die Anzahl an Wärmekörben.

Wie viel Fläche benötigen Erdwärmekörbe?

Bei der Installation der Erdwärmekörbe benötigen Sie etwa 35 bis 50 m² Fläche, wobei davon 15 bis 30 m² unversiegelt sein müssen. Der Abstand zwischen den Körben sollte 5 bis 7 Meter betragen und zu Gebäuden oder Straßen etwa 2 Meter. 

Was kostet eine Erdwärmepumpe? 

Eine Erdwärmepumpe für ein Einfamilienhaus kostet im Durchschnitt 13.000 bis 37.000 €. Für die Anschaffung entstehen Kosten von 9.000 bis 14.000 €, für die Installation 2.000 bis 3.000 €. Der Preis für die Erschließung des Erdreichs beträgt 2.000 bis 20.000 €. 

KostenstelleKosten Erdwärmepumpe mit SondeKosten Erdwärmepumpe mit FlächenkollektorenKosten Erdwärmepumpe mit Erdwärmekorb
Anschaffungskosten9.000 € - 14.000 €9.000 € - 14.000 €9.000 € - 14.000 €
Installationskosten3.000 €2.000 €2.000 €
Erschließungskosten8.000 - 20.000 €3.000 - 8.000 €2.000 - 5.000 €
Gesamtkosten20.000 - 37.000 €14.000 - 24.000 €13.000 - 21.000 €

Lohnt sich eine Erdwärmepumpe? 

Die Investition in eine Erdwärmepumpe amortisiert sich innerhalb von zehn bis zwölf Jahren. Das zeigt der folgende Vergleich.

VariableErdwärmepumpeGasheizung
Anschaffungskosten20.000 €10.000 €
Anschaffungskosten, mit 30% Förderung14.000 €k. A.
Wirkungsgrad400 %90 %
Wärmebedarf20.000 kWh20.000 kWh
Jährliche Heizkosten(20.000 kWh / 4) * 0,30 €/kWh = 1.500 €(20.000 kWh / 0,9) * 0,10 €/kWh = 2.200 €
Jährliche Wartungskosten200 €350 €
Jährliche Betriebskosten1.700 €2.550 €
Gesamtkosten nach 1 Jahren14.300 €12.550 €
Gesamtkosten nach 2 Jahren17.400 €15.100 €
Gesamtkosten nach 3 Jahren19.100 €17.050 €
Gesamtkosten nach 5 Jahren22.500 €21.750 €
Gesamtkosten nach 7 Jahren25.900 €26.450 €
Gesamtkosten nach 10 Jahren31.000 €35.500 €

In unserem Beispiel sind die Kosten bereits nach sieben Jahren ausgeglichen - auch dank einer staatlichen Förderung für Wärmepumpen.

Werden Erdwärmepumpen gefördert? 

Erdwärmepumpen werden im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude für Einzelmaßnahmen (BEG-EM) gefördert. Diese Förderung zielt auf den Austausch von Heizungsanlagen in selbst genutzten Wohngebäuden ab. Der Zuschuss beträgt bis zu 70% der Gesamtkosten, maximal 30.000 € pro Wohneinheit. Insgesamt also maximal 21.000 €.

Wie viel Strom verbraucht eine Erdwärmepumpe? 

Erdwärmepumpen verbrauchen durchschnittlich zwischen 2.250 und 4.500 kWh Strom pro Jahr. Der Stromverbrauch wird von Faktoren wie der Heizleistung, dem Wirkungsgrad und den jährlichen Heizstunden der Wärmepumpe beeinflusst. Aufgrund des etwas höheren Wirkungsgrads verbrauchen Erdwärmepumpen mit Sonde etwas weniger Strom als mit Flächenkollektoren oder Erdwärmekörben.

Heizleistungjährlicher Stromverbrauchjährliche Stromkosten
5 kW2.250 kWh865 € / Jahr
6 kW2.700 kWh1.009 € / Jahr
7 kW3.150 kWh1.153 € / Jahr
8 kW3.600 kWh1.297 € / Jahr
9 kW4.050 kWh1.441 € / Jahr
10 kW4.500 kWh1.585 € / Jahr

Was sind die Vor- und Nachteile einer Erdwärmepumpe?

Erdwärmepumpen sind effizient, weil das Erdreich ganzjährig eine konstante Temperatur behält. Sie sparen Strom und sind wartungsarm. Im Sommer sorgen sie für passive Kühlung. Die Erschließung der Wärmequelle ist jedoch komplex und die Installationskosten hoch.

Vorteile einer ErdwärmepumpeNachteile einer Erdwärmepumpe
hoher Wirkungsgradhohe Investitionskosten
niedrige Betriebskostenaufwendige Erschließung der Wärmequellen
wartungsarmim Altbau schwer umsetzbar
Nutzung von natürlicher und erneuerbarer Energiegroße Grundstücksflächen notwendig (für Erdkollektoren und Erdwärmekörbe)
geringere Emissionenteure und genehmigungspflichtige Tiefenbohrungen (Erdsonde)
hohe Betriebssicherheit
zukunftssicheres Heizsystem
Förderung bis 40% möglich
hohe Langlebigkeit
passive Kühlung

Wie lange hält eine Erdwärmepumpe? 

Eine Erdwärmepumpe erreicht eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren. Erdsonden und Erdkollektoren halten sogar 50 Jahre, herkömmliche Öl- und Gasheizungen dafür lediglich 15 bis 20 Jahre. 

Was sind die bekanntesten Hersteller von Erdwärmepumpen?

Im Folgenden listen wir die bekanntesten Hersteller von Erdwärmepumpen für Sie auf.

Hersteller von ErdwärmepumpenHerkunftsland
Alpha InnotecDeutschland
BuderusDeutschland
BoschDeutschland
DaikinJapan
DimplexIrland
IDMÖsterreich
Mitsubishi ElectricJapan
NibeSchweden
NovelanDeutschland
OchsnerDeutschland
Stiebel EltronDeutschland
VaillantDeutschland
ViessmannDeutschland
WeishauptDeutschland
WaterkotteDeutschland
WolfDeutschland

Welche Alternativen zu einer Erdwärmepumpe gibt es?

Ist eine Erdwärmepumpe aufgrund der örtlichen Gegebenheiten oder aus finanziellen Gründen nicht umsetzbar, bieten sich die Grundwasserwärmepumpe und die Luftwärmepumpe an. Erstere ist die effizienteste Art der Wärmepumpe, jedoch ist sie schwer umsetzbar und planungsintensiv. Die Luftwärmepumpe ist die günstigste und am einfachsten installierbare Wärmepumpe. Sie bietet viele Aufstellmöglichkeiten und eignet sich deswegen besonders für den Altbau.

EigenschaftLuft-Wasser-WärmepumpeSole-Wasser-WärmepumpeWasser-Wasser-Wärmepumpe
WärmequelleUmgebungsluftErdreichGrundwasser
NutzungHeizung und WarmwasserHeizung und WarmwasserHeizung und Warmwasser
Am häufigsten im ... eingesetztAltbauNeubauNeubau
Aufstellort WärmepumpeInnen, Außen oder SplitInnenInnen
Erschließung der Wärmequelleeinfach und kostengünstigaufwändig und kostenintensivaufwändig und kostenintensiv
Flächenbedarf Wärmequellekeine zusätzliche Fläche notwendigErdkollektor: 1,5- bis 2,5-mal die Wohnfläche, Kollektoren in 1,5 m Tiefe außen, keine Überbauung der Fläche möglich; Erdsonde: Sonden 30 - 100 m tief gebohrt; 1 bis 3 Sonden notwendig.Brunnenanlage in 10 - 20 m Tiefe
Effizienzmittelmäßighochsehr hoch
Jahresarbeitszahl34 - 4,55
Vorteilegünstigere Anschaffung, einfach und schnell installierbar, aktive Kühlungniedrige Stromkosten, äußerst effizient, passive Kühlungniedrige Stromkosten, sehr effizient, gut für hohe Heizleistung, passive Kühlung
Nachteilehöhere Stromkosten, eventueller LärmpegelBohrung für Erdsonde oder Graben für Erdkollektoren, keine Versiegelung des Bodens möglichEs müssen 2 Brunnen gebohrt werden, standortabhängig

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