Technik

Ein Erdkollektor ist ein großzügiges, weitläufiges Rohrsystem, das zirka einen Meter unter der Erdoberfläche verlegt wird. Am besten für einen Erdkollektor geeignet sind Lehmböden. Weniger gut geeignet sind sandige Böden. Im Bereich der Kollektoren darf die Erdoberfläche nicht verdichtet oder überdacht werden. Es darf dort also nicht asphaltiert oder ein Schwimmbad installiert werden, wohl aber kann die Erdoberfläche mit Flachwurzlern bepflanzt werden. Erdkollektoren verursachen geringe Materialkosten, sind unkompliziert zu verlegen und eignen sich insbesondere für Neubauten. Nachteilig ist, dass ein sehr großer Flächenbedarf erforderlich ist. Als Richtwert für den Flächenbedarf kann die zweifache beheizte Wohnfläche angesetzt werden.

Ist nicht ausreichend Grundfläche vorhanden, ist eine Tiefenbohrung, also die Verlegung einer Erdsonde empfehlenswert. Die Vertikalbohrungen erfolgen in eine Tiefe von 50 bis 150 Metern, in die Bohrlöcher werden Entzugsrohre eingebracht. Dafür benötigt man zumeist eine wasserrechtliche Genehmigung. Pro Bohrmeter können je nach Bodenbeschaffenheit im Mittel rund 50 bis 70 W Sondenleistung erreicht werden, das heißt, dass pro Bohrmeter mit 50-70 Watt Heizleistung gerechnet werden kann. Für ein Haus mit einer Heizlast von 10 kW sind demnach knapp 150 Meter Sondentiefe erforderlich, bei gutem Boden oder Vorhandensein von Grundwasserströmen auch weniger. Tiefensonden haben den Vorteil, dass für ihre Installierung wenig Platz erforderlich ist und die Sonden daher auch bei Sanierungen eine interessante Möglichkeit darstellen. Allerdings ist es erforderlich, dass die Bohrgeräte zum Grundstück zufahren können. Die Kosten für die Bohrung sind verhältnismäßig hoch. Die Bohrung selbst ist von Spezialfirmen durchzuführen, damit die Qualität der Bohrung sichergestellt ist.

Grundwasser stellt grundsätzlich eine sehr gute Wärmequelle dar, wenn es in ausreichender Menge und in der passenden Tiefe vorhanden ist und eine wasserrechtliche Genehmigung vorliegt. Zur Entnahme von Wärme aus dem Grundwasser müssen zwei Brunnen angelegt werden: ein Entnahmebrunnen und ein Schluckbrunnen. Die Brunnen sollten mindestens 10 bis 15 Meter voneinander entfernt sein. Die Tiefe beträgt etwa 6 bis 10 Meter. Für ein Einfamilienhaus sollte eine Entnahme von mindestes 2 m³ Grundwasser pro Stunde möglich sein. Klarheit darüber verschafft ein Pumpversuch. Ebenso empfehlenswert ist eine Wasseranalyse vor Installierung. Der große Vorteil der Wasser-Wasser-Wärmepumpe liegt darin, dass hohe Jahresarbeitszahlen erreicht werden. Nachteilig ist, dass eine wasserrechtliche Bewilligung erfolgen muss, dass sich die Wasserverhältnisse im Laufe der Zeit ändern können und dass bei diesen Anlagen etwas mehr an Wartungsaufwand erforderlich ist.

Auch die Außenluft kann als Wärmequelle dienen. Die Luft wird dabei mittels Ventilator über den Verdampfer geführt, die kalte Luft wird wieder ins Freie abgegeben. Die erzielbare Jahresarbeitszahl ist geringer als bei den Wärmequellen Erde und Wasser. Außenluftwärmepumpen werden oft als Warmwasserwärmepumpen eingesetzt, da die Investitionen relativ niedrig sind. Der Vorteil der Luftwärmepumpe liegt in der einfachen und kostengünstigen Installation, die Nachteile sind, dass die Wärmeentzugsleistung niedriger ist und dass es eventuell zu störenden Geräuschen kommen kann.

Insgesamt gesehen eignen sich Wärmepumpen – egal um welches System es sich handelt – besonders für die Installierung in Häusern mit geringem Energiebedarf wie beispielsweise Passivhäusern oder Niedrigenergiehäusern. Bei Sanierungen ist grundsätzlich und unabhängig vom gewählten Energiesystem immer zuerst die Totalsanierung der Gebäudehülle empfehlenswert, bevor dann das geeignete Energiesystem gewählt wird. Wärmepumpen werden auch im Sanierungsbereich zusehends öfter eingesetzt und bewähren sich bestens. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich Gebäude mit einer Wärmepumpe auch kühlen lassen.