Erdwärmeheizung – Lohnt sich die Anschaffung?

Erdwärmeheizungen nutzen die konstante Wärmequelle des Erdreichs zu Heizzwecken. Das macht sie besonders effektiv. Gleichzeitig fallen bei der Planung und Installation durch die notwendige Erschließung der Wärmequelle erhöhte Kosten an. Wir vergleichen das Heizsystem mit anderen Heizungsarten und klären die Frage: Lohnt sich die Anschaffung einer Erdwärmeheizung für Hausbesitzer*innen?

Heizen mit Erdwärme – so funktioniert`s

Erdwärmeheizung – eine Begriffserklärung

Ist von einer Erdwärmeheizung die Rede, so ist im Fall eines Einfamilienhauses meist die Erschließung der auf dem Grundstück vorhandenen Wärme mithilfe einer Wärmepumpe gemeint. Alternativ kann daher auch von einer Erdwärmepumpe gesprochen werden.

Auf Ebene der Gemeinden oder Städte ist hingegen die Erschließung von größeren geothermischen Wärmevorkommnissen und die Verteilung der Wärme in sogenannten Wärmenetzen ein häufiges Thema. Im Folgenden soll lediglich auf die private Erdwärmeheizung eingegangen werden.

Funktion

Erdwärmeheizungen entziehen dem Erdreich mithilfe von Strom Wärme. Das ist sinnvoll, da im Erdreich (vor allem in tieferen Erdschichten) ganzjährig relativ konstante Temperaturen herrschen. Hat die Umgebungsluft im Winter Minustemperaturen, ist es unter der Erde immer noch verhältnismäßig warm. Die Wärme wird der Erde dabei mittels Sonden oder Kollektoren entzogen und über eine Wärmepumpe auf die nötige Heizungsvorlauftemperatur gebracht. 

Eine Erdwärmepumpe hat bis auf die Kollektoren bzw. Sonden einen ähnlichen Aufbau wie Luft- oder Grundwasserwärmepumpen und folgt immer dem gleichen Schema: 

1. Im ersten Schritt entzieht eine Wärmepumpe ihrer Umgebung (in diesem Fall dem Erdreich) Wärme. 
2. Die entzogene Wärme wird schließlich an einen Verdampfer abgegeben. Hier zirkuliert ein Kältemittel, das bereits bei niedrigen Temperaturen verdampft.
3. Das Kältemittel wird anschließend in gasförmigem Zustand in einem Verdichter weiter komprimiert. Hierdurch erhöht sich die Temperatur so weit, dass die zum Heizen nötige Vorlauftemperatur erreicht wird.
4. Schließlich kann die Wärme über einen Wärmetauscher an das Heizsystem abgegeben werden. 
5. Das Kältemittel kühlt dadurch ab, kondensiert und wird wieder zurück in den Verdampfer geleitet.

Kollektoren vs. Sonden

Erdwärmeheizungen sind in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich. Sogenannte Erdwärmesonden entziehen dem tiefen Erdreich Wärme. Da die Temperatur ab 10 Metern Tiefe konstant ist, gibt es hier keine Temperaturschwankungen und die Erdwärmeheizung kann sehr effizient arbeiten. Während bei 10 Metern Tiefe konstant 11 Grad herrschen, nimmt die Temperatur alle 30 Meter um etwa 1 Grad zu. Je tiefer die Sonde reicht, desto besser kann Wärme entnommen werden. Erdwärmesonden für Wohngebäude reichen meist 40-100 Meter in die Tiefe. Von tiefer Geothermie spricht man ab 400 Meter Tiefe und einer Temperatur von über 20 Grad.

Da bei der Installation einer Erdwärmepumpe Bohrungen erforderlich sind, fallen die Investitionskosten relativ hoch aus. Dafür hat man im Anschluss eine sehr effiziente Erdwärmeheizung.

Erdwärmekollektoren sind großflächige Rohrsysteme, die die oberflächennahe Erdwärme in anderthalb bis 2 Metern Tiefe nutzen. Sie sollten mindestens 30 cm unterhalb der Frostgrenze installiert werden. Der Flächenbedarf eines Erdwärmekollektors ist etwa doppelt so groß wie die zu beheizende Wohnfläche. Bei trockenen Böden kann sogar noch mehr Fläche notwendig sein. Daher sind Erdwärmekollektoren nur umsetzbar, wenn ausreichend freie Fläche im Garten verfügbar ist. Vor der Installation sollten außerdem die Wärmeleitfähigkeit, der Wassergehalt des Bodens und die Grundstückslage (Gefälle etc.) berücksichtigt werden. Erdwärmekollektoren sind vor allem bei Neubauten beliebt, da hier der Garten noch nicht angelegt ist und großflächige Erdarbeiten so weniger störend sind. Außerdem sind die Investitionskosten deutlich niedriger als bei einer Erdwärmeheizung mit Sonde.

Wie effizient ist eine Erdwärmeheizung?

Erdwärmeheizungen sind vor allem wegen ihrer hohen Effizienz beliebt. Eine Wärmepumpe macht es möglich, aus einer Kilowattstunde Strom mehrere Kilowattstunden Heizwärme zu erzeugen. Während Luft-Wasser-Wärmepumpen ca. 3,5-4 Kilowattstunden Heizwärme aus einer Kilowattstunde Strom erzeugen können, sind Erdwärmeheizungen etwas effizienter und können im Idealfall sogar ein Verhältnis von 1:5 erreichen. 

Ob Luft- oder Erdwärmepumpe: Wie viel Wärme aus einer Kilowattstunde Strom erzeugt werden kann, ist nicht absolut, sondern hängt neben der Wärmepumpentechnologie von vielen weiteren Faktoren ab. Entscheidend ist vor allem die Dämmung und die Vorlauftemperatur des Heizsystems. So kann ein schlecht isoliertes Haus manchmal sogar nur ein Strom-Wärme-Verhältnis von 1:2 erreichen. 

Kosten einer Erdwärmeheizung

Erdwärmeheizungen kosten 25.000 bis 40.000 €. Das ist im Vergleich zu anderen Heizungsarten sehr viel und liegt vor allem an den Erdarbeiten und Erdbohrungen. Im Vergleich zwischen Kollektor und Sonde ist der Erdwärmekollektor die eindeutig günstigere Wahl. Da hier keine Bohrungen notwendig sind, belaufen sich die Kosten auf ca. 25.0000 € bis 30.000 €. Eine Erdwärmeheizung mit Sonde kann hingegen bis zu 40.000 € kosten. Wer eine günstigere Wärmepumpe sucht, sollte sich stattdessen für die Luft-Wasser-Wärmepumpe entscheiden. Bei dieser sind keine Erdarbeiten notwendig, was die Gesamtkosten deutlich reduziert.

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Erdwärmeheizung oder Luft-Wasser-Wärmepumpe?

Deutlich beliebter als die Erdwärmeheizung ist die sogenannte Luft-Wasser-Wärmepumpe. Diese nutzt statt der Erdwärme die Umgebungsluft zum Heizen. Doch warum ist das so? Ist die Erdwärmeheizung mit Sonde oder Kollektor nicht eigentlich effizienter?

Erdwärmeheizungen sind tatsächlich etwas effizienter als Luftwärmepumpen. Das liegt daran, dass die Außenluft größeren Temperaturschwankungen unterliegt und vor allem im Winter kälter ist als das Erdreich. Aus diesem Grund sind die Heizkosten mit einer Erdwärmepumpe oftmals etwas niedriger als bei der Wahl einer Luft-Wasser-Wärmepumpe. Diesem leichten Effizienzvorteil stehen allerdings zahlreiche Nachteile gegenüber. 

Das Hauptproblem einer Erdwärmepumpe ist, dass die erforderlichen Erdarbeiten die Anschaffungskosten deutlich erhöhen. Das macht sie im Vergleich zu Luftwärmepumpen unattraktiver. Denn muss man bei der Anschaffung erheblich mehr zahlen, ist auch die leicht verbesserte Effizienz kein so großer Vorteil mehr. 

Auch die Planung einer Erdwärmeheizung ist deutlich komplexer. Während bei der Luft-Wasser-Wärmepumpe lediglich ein geeigneter Aufstellort gefunden werden muss, ist bei einer Erdwärmeheizung zunächst zu klären, ob sich das Grundstück für die Installation eignet. Bei einer Erdwärmesonde muss zudem sichergestellt werden, dass der Untergrund für die Erdbohrungen in Frage kommt. Im Fall eines Kollektors kommt es hingegen auf das Gefälle auf dem Grundstück und die zur Verfügung stehende Fläche an. 

Wichtig ist sowohl bei der Sonde als auch beim Kollektor, dass genügend Wärme vorhanden ist. Hinzu kommt: Nicht immer wird die Erdwärmeheizung im Neubau installiert! Im Altbau ist nicht jede*r Hausbesitzer*in davon begeistert, dass für die Installation der neuen Heizung der Garten umgegraben werden muss.

Neben Erd- und Luftwärmepumpen steht theoretisch auch noch die Grundwasser-Wärmepumpe zur Verfügung. Diese ist jedoch besonders selten, da sie durch Erdarbeiten und Bohrungen ähnlich teuer ist wie die Erdwärmesonde. Außerdem muss die Anlage in vielen Fällen von der Wasserbehörde genehmigt werden und es besteht das Risiko, dass der Grundwasserspiegel absinkt.

Sie möchten mehr über die verschiedenen Wärmepumpentypen erfahren? Was Luft-, Erd- und Grundwasser-Wärmepumpen unterscheidet, erfahren Sie in unserem YouTube-Video:

Lohnt sich die Anschaffung?

Erdwärmeheizungen ermöglichen effizientes Heizen mit Umweltenergie und sind somit eine klimafreundliche Heizungsart. Im Vergleich zur Luft-Wasser-Wärmepumpe ist die Installation einer Erdwärmeheizung jedoch deutlich teurer und komplizierter. Meist rechtfertigt die etwas bessere Effizienz einer Erdwärmeheizung diesen Aufwand nicht. Wer dennoch auf eine Erdwärmeheizung setzen möchte, sollte eher auf Erdwärmekollektoren im Neubau setzen. Ist hier ausreichend Grundstück vorhanden, kann die Heizung unkompliziert vor der Anlage des Gartens realisiert werden. 

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