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Wie funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe: Ist es die Investition wert?

Sole-Wasser-Wärmepumpen, auch als Erdwärmepumpen bekannt, sind moderne und umweltfreundliche Heizsysteme, die die im Erdreich gespeicherte Wärme als erneuerbare Energiequelle nutzen. In diesem Artikel erklären wir das Funktionsprinzip der Erdwärmepumpen, stellen die verschiedenen Typen vor und fassen die wichtigsten Vor- und Nachteile dieser Technologie zusammen.

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Wärmepumpen
4 Minuten Lektüre

Inhalt

Das Prinzip einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe wandelt geothermische Energie aus dem Erdreich effizient in Wärme für die Beheizung von Häusern und die Warmwasserbereitung um. Sie nutzt die ganzjährig konstante Temperatur der Erdkruste, die in einer Tiefe von etwa 20 Metern bei rund 10 °C liegt.

Wie funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe

Der Prozess einer Sole-Wasser-Wärmepumpe besteht aus vier Hauptschritten:

Wärmegewinnung aus dem Erdreich:

  • Über ein Rohrleitungssystem, das ein flüssiges Kältemittel mit niedriger Temperatur enthält, entzieht die Anlage dem Erdreich Wärme. 
  • Das erwärmte Kältemittel wird in einen Wärmetauscher, den sogenannten Verdampfer, geleitet.

Temperaturerhöhung:

  • Im Verdampfer verdampft das Kältemittel und gelangt anschließend in den Kompressor
  • Dort wird das Kältemittelgas verdichtet, wodurch seine Temperatur steigt.

Wärmeübertragung an das Heizsystem:

  • Das erhitzte Kältemittel strömt in den Kondensator, wo es seine Wärme an das Heizungswasser abgibt. 
  • Das erwärmte Heizungswasser wird dann zur Beheizung des Hauses und zur Warmwasserbereitung genutzt.

Der Kreislauf wird abgeschlossen:

  • Das Kältemittel wird im Expansionsventil entspannt und abgekühlt, wodurch es wieder in den flüssigen Zustand übergeht.
  • Das abgekühlte Kältemittel fließt zurück in den Verdampfer, wo sich der Kreislauf wiederholt.

Diese Art von Wärmepumpe kann auch umgekehrt betrieben werden, d. h. der Prozess kann in umgekehrter Richtung ablaufen und das Gebäude wird durch Wärmeentzug aus dem Erdreich gekühlt. Dieses geschlossene Kreislauf-System bietet eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Heizlösung für verschiedene Gebäudetypen.

Unterschiedliche Typen von Sole-Wasser-Wärmepumpen

Sole-Wasser-Wärmepumpen gibt es in zwei grundlegenden Varianten:

1. Mit Oberflächen-Wärmetauscher (horizontales System):

Die Wärmetauscher werden in einer nicht gefrierenden Tiefe im Boden platziert (bis zu 2 Meter). 

Der Anschaffungspreis dieser Systeme ist im Vergleich zu Wärmepumpen mit Tiefbohrungen niedriger. Allerdings weisen sie auch einen geringeren Wirkungsgrad auf und benötigen eine ausreichend große Fläche.

Mit Oberflächen-Wärmetauscher (horizontales System)

2. Mit Tiefbohrungen (vertikales System):

Die Wärme wird aus einem vertikalen, tiefen Bohrloch (50-150 Meter) entnommen.

Tiefbohrungen eignen sich besonders für Grundstücke mit begrenztem Platzangebot. Sie bieten im Vergleich zu horizontalen Systemen einen höheren Wirkungsgrad, der auch bei niedrigen Außentemperaturen erhalten bleibt. Allerdings sind die Anschaffungskosten aufgrund der aufwendigeren Installation höher.

Typy tepelných čerpadel země-voda - vertikální systém

Obwohl Schlieger keine Sole-Wasser-Wärmepumpen anbietet, stellen unsere Luft-Wasser-Wärmepumpen eine ausgezeichnete Alternative dar für all jene, die eine zuverlässige, effiziente und kostengünstige Heiz- und Kühllösung suchen.

Die wichtigsten Vor- und Nachteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Vorteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe:

  • Stabile Heizleistung: Die Anlage kann das ganze Jahr über gleichmäßig Wärme aus dem Erdreich entziehen, auch bei niedrigeren Temperaturen.
  • Hoher Wirkungsgrad: Mit Heizfaktoren von bis zu 3,0-5,0 kann eine hohe Effizienz erreicht werden, was bedeutet, dass bis zu 3-5 kWh Wärme pro kWh Strom erzeugt werden.
  • Umweltfreundliche Lösung: Erdwärmepumpen sind eine umweltfreundliche Wärmequelle mit minimalen Treibhausgasemissionen und Schadstoffen.
  • Geringer Wartungsaufwand: Erdwärmepumpen sind relativ wartungsarm. Sie erfordern lediglich eine jährliche Inspektion und eine gelegentliche Filterreinigung.
  • Lange Lebensdauer: Erdwärmepumpen haben in der Regel eine lange Lebensdauer (bis zu 20 Jahre oder mehr).
  • Vielfältigkeit: Erdwärmepumpen können nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen in den Sommermonaten eingesetzt werden.
  • Niedrige Betriebskosten: Nach der anfänglichen Investition sind die Betriebskosten im Vergleich zu herkömmlichen Heizmethoden niedriger.

Nachteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe:

  • Hohe Anschaffungskosten: Die Installation ist aufgrund der Komplexität teurer als bei anderen Heizsystemen.
  • Komplexe Installation: Die Installation eines Systems erfordert spezialisierte Fachkenntnisse
  • Abhängigkeit von den geologischen Bedingungen: Die Effizienz wird von den örtlichen geologischen Bedingungen beeinflusst, die vor der Installation sorgfältig geprüft werden müssen.
  • Mehr Platzbedarf: Für die Installation von Erdwärmepumpen ist ausreichend Platz auf dem Grundstück erforderlich, um Erdkollektoren oder Bohrlöcher unterzubringen.

Erdwärmepumpen stellen eine effiziente und umweltfreundliche Heizungslösung dar, jedoch sollten die Komplexität ihrer Implementierung und die Anfangsinvestition berücksichtigt werden. Vor dem Kauf einer Erdwärmepumpe ist es wichtig, alle Vor- und Nachteile sorgfältig abzuwägen und eine detaillierte Marktforschung durchzuführen.

Kosten für die Wärmepumpen

Der Preis einer Sole-Wasser-Wärmepumpe variiert je nach mehreren Faktoren, darunter die Leistung der Wärmepumpe, die Art des Systems und die Tiefe des Bohrlochs oder die Bodenbeschaffenheit.

Wir müssen also in die Gesamtkosten folgendes mit einbeziehen:

  • Den Preis der Wärmepumpe selbst: 

Dieser liegt zwischen 8000 und 15 000 Euro und hängt von der Marke, dem Modell, der Leistung und anderen Parametern ab.

  • Den Preis für Erdarbeiten und Bohrungen:
    Die Kosten für Erdkollektoren bewegen sich zwischen 5.000 und 10.000 Euro, während sie für Erdsonden zwischen 8.000 und 15.000 Euro liegen. Der Gesamtpreis hängt von der Länge und Tiefe der Bohrlöcher, der Bodenbeschaffenheit und anderen Faktoren ab.
  • Installationskosten:

Die Installationskosten umfassen die Verlegung der Rohrleitungen, den Anschluss an das Heizsystem des Hauses sowie die Inbetriebnahme und Einstellung durch einen qualifizierten Installateur. In der Regel belaufen sich diese Kosten auf 4.000 bis 8.000 Euro.

  • Sonstige Kosten:

Zusätzliche Kosten können für Planung, Genehmigungen, zusätzliche Materialien wie Wärmetauscher, Pumpen, Steuerungssysteme und eventuelle Anpassungen am bestehenden Heizsystem anfallen.

Wie viel Geld können Sie mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe einsparen?

Erdwärmepumpen gehören zu den wirtschaftlichsten Heizungs-Optionen und ermöglichen erhebliche Einsparungen bei den Betriebskosten.

Die Einsparungen mit einer Erdwärmepumpe können zwischen 50 % und 80 % im Vergleich zu einem Gas-Heizkessel liegen. Das bedeutet, dass Sie bei bisherigen jährlichen Kosten von 800 Euro für Gasheizung und Warmwasser mit einer Erdwärmepumpe Ihre Ausgaben auf 160 bis 400 Euro pro Jahr senken können. Die tatsächlichen Einsparungen hängen von den Energiepreisen, der Art der vorhandenen Heizung, den klimatischen Bedingungen und dem Heizfaktor der Wärmepumpe ab.

Die Effizienz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Effizienz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird üblicherweise durch den Heizfaktor (COP) ausgedrückt. Der Heizfaktor gibt an, wie viel mehr Wärme die Wärmepumpe im Vergleich zum verbrauchten Strom erzeugt. Ein höherer Heizfaktor deutet auf eine höhere Effizienz hin.

Ein Beispiel: Unsere Luft-Wasser-Wärmepumpen haben einen COP von 4,4. Das bedeutet, dass Sie für 1 kW Energie 4,4 kW Wärme gewinnen.

Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen liegt der Heizfaktor typischerweise zwischen 3,0 und 5,0.

Faktoren, die die Effizienz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe beeinflussen: 

  • Die Temperatur mehrere Meter unter der Erdoberfläche ist relativ konstant, so dass die Wärmepumpe auch im Winter effizient arbeiten kann.
  • Die Leistung der Pumpe ist proportional zu der aus dem Gebäude entweichenden Wärme. Eine bessere Isolation bedeutet eine höhere Effizienz.
  • Die richtige Installation und Planung des Systems für das jeweilige Gebäude ist ebenfalls wichtig.

Zur Effizienzsteigerung ist folgendes zu empfehlen:

  • Die Optimierung des Bohrlochs
  • Regelmäßige Wartung der Systeme und Komponenten.
  • Verwendung von Qualitätskomponenten, inklusive Kompressor und Wärmetauscher.

Unterschied zwischen Sole-Wasser- und Luft-Wasser-Wärmepumpen

Merkmal Sole-Wasser  Luft-Wasser
Anschaffungspreis Höher Geringer
Betriebskosten Geringer Höher (insbesondere in kälteren Gebieten)
Effizienz Höher (auch bei niedrigen Temperaturen) Geringer (sinkt mit sinkender Lufttemperatur)
Platzbedarf Größere Fläche für Kollektoren erforderlich Platzsparend
Installation Schwieriger und teurer Einfacher und günstiger
Wartung Geringerer Wartungsbedarf Höherer Wartungsaufwand (insbesondere beim Verdampfer)
Lebensdauer Länger (bis zu 25 Jahre) Kürzer (bis zu 20 Jahren)
Geeignet für Häuser mit ausreichend Platz, Niedrigenergiehäuser Alle Arten von Häusern

Die ideale Wahl der Wärmepumpe hängt von Ihren individuellen Anforderungen, Bedürfnissen und Möglichkeiten ab. Unsere Experten stehen Ihnen zur Verfügung, um Ihnen bei der Auswahl zu helfen und Ihnen unverbindlich Ihre Investitionsrendite sowie die voraussichtliche Höhe staatlicher Förderungen zu berechnen. Zögern Sie nicht, Kontakt mit uns aufzunehmen.

Installation von Sole-Wasser-Wärmepumpen (3 grundlegende Fragen)

Wie lange dauert es, eine Erdwärmepumpe zu installieren?

Die Installationszeit einer Erdwärmepumpe variiert je nach verschiedenen Faktoren. Sie erfolgt typischerweise in mehreren Schritten, einschließlich Vorbereitung des Aufstellungsortes, Bohrarbeiten im Boden und der eigentlichen Installation der Anlage. Die Dauer kann zwischen einigen Tagen und mehreren Wochen liegen, abhängig von der Komplexität des Projekts.

  • Vorbereitung des Aufstellungsortes
  • Bohrarbeiten
  • Einbau und Anschluss der Pumpe

Wie hoch ist der Wirkungsgrad des Systems in Abhängigkeit von der Bodenart?

Der Wirkungsgrad des Systems kann stark von der Bodenart abhängen. Böden mit höherer Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Sandböden, ermöglichen eine effizientere Wärmeübertragung von den Kollektoren zur Wärmepumpe, was zu einer höheren Effizienz führt. Hingegen kann eine geringere Wärmeleitfähigkeit des Bodens, wie bei Lehmböden, zu einer verringerten Effizienz führen.

Mit welchen Kosten ist bei der Installation zu rechnen?

Die Installationskosten können je nach Komplexität des Systems und dem Arbeitsaufwand für das Projekt variieren. Regionale Faktoren sowie Material- und Arbeitspreise spielen ebenfalls eine Rolle. Es ist ratsam, individuelle Angebote einzuholen, um die genauen Kosten für Ihre spezifischen Anforderungen zu erfahren.

Bietet der Staat Förderungen an?

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Zusammenfassung

Erdwärmepumpen stellen die ideale Lösung dar, wenn langfristige Stabilität und Effizienz in der Heizung gefragt sind. Insbesondere finden sie Anwendung in neu errichteten oder gut isolierten Häusern, wo Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert werden.

Bevor Sie sich für eine Erdwärmepumpe entscheiden, sollten Sie Folgendes beachten:

  • Größe und Isolation des Hauses: Die benötigte Leistung der Wärmepumpe hängt von der Größe und Isolierung des Hauses ab. Größere und weniger isolierte Häuser erfordern leistungsstärkere Pumpen.
  • Bodenbeschaffenheit: Unterschiedliche Bodenarten haben unterschiedliche thermische Eigenschaften, die die Effizienz der Wärmepumpe beeinflussen können.
  • Klimabedingungen: Erdwärmepumpen sind ideal für Regionen mit einem relativ konstanten Temperaturprofil im Boden, was eine effiziente Wärmeübertragung auch in kalten Perioden ermöglicht.
  • Platzbedarf: Im Vergleich zu Luft-Wasser-Wärmepumpen benötigen Sole-Wasser-Wärmepumpen ausreichend Platz für die Installation von Erdkollektoren oder -sonden.
  • Investition: Der Anschaffungspreis einer Erdwärmepumpe ist höher als bei anderen Pumpentypen, was jedoch durch niedrigeren Betriebskosten ausgeglichen wird.

Die Investition in eine Erdwärmepumpe lohnt sich, insbesondere wenn Sie die Vorteile wie stabile Leistung unter verschiedenen Temperaturbedingungen und langfristig niedrige Betriebskosten nutzen können.

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