Sole-Wasser-Wärmepumpe – Funktion, Vorteile und Förderung

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Themen im Überblick

Die Erde ist ein riesiger, nahezu unerschöpflicher Wärmespeicher und gleichzeitig eine der wichtigsten Wärmequellen überhaupt. Ab einer bestimmten Tiefe hat das Erdreich eine konstante Grundtemperatur von etwa zehn Grad Celsius. Auch wenn die obere Erdschicht vereist ist, können Erdwärmepumpen weiterhin effizient arbeiten, da der Unterschied zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur auch im Winter verhältnismäßig gering bleibt. 

Wichtige Fakten auf einen Blick: 

  • Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdwärme als Energiequelle. Eine frostsichere Soleflüssigkeit zirkuliert in unterirdischen Kollektoren oder Sonden, entzieht dem Erdreich Wärme und transportiert sie zum Kältemittel der Wärmepumpe.
  • Sie erreichen hohe Jahresarbeitszahlen (JAZ), da die Temperatur im Erdreich das ganze Jahr über konstant ist. Dies führt zu geringen Betriebskosten und niedrigen CO2-Emissionen.
  • Die Erdwärme kann entweder über Erdkollektoren (flach verlegt) oder über Erdsonden (vertikal bis zu 100 Meter tief) erschlossen werden.
  • Der Staat unterstützt den Einbau von Sole-Wasser-Wärmepumpen mit hohen Zuschüssen.

Die Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch Erdwärmepumpe genannt, nutzt die in der Erde gespeicherte Wärme, um ein Haus effizient und umweltfreundlich zu beheizen. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe funktioniert nach folgendem Prinzip:

Zunächst wird thermische Energie aus dem Erdreich gewonnen und anschließend zum Kältemittel geleitet. Dieses verdampft und wird zusätzlich mithilfe eines Verdichters komprimiert. Dabei erhöht sich nicht nur der Druck, sondern auch seine Temperatur. Die dabei entstehende Wärme wird von einem Wärmetauscher (Verflüssiger) aufgenommen und an das Heizsystem weitergeleitet.

Wie der Prozess im Detail aussieht, erklärt der Artikel Funktionsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Tipp: Die konstante Bodentemperatur von 8 bis 12 Grad Celsius in einer Tiefe von 1,2 bis 1,5 Metern macht Erdwärme zu einer besonders zuverlässigen Energiequelle, die auch im Winter hohe Effizienz gewährleistet.

Viessmann erklärt: Die Wärmepumpe

Vorteile der Sole-Wasser-Wärmepumpe

Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Geothermie (unterhalb der Erdoberfläche vorhandene Wärmeenergie) auf sehr effiziente Art und Weise als Wärmequelle. Neben den attraktiven Förderprogrammen vom Staat sind die Vorteile einer Sole-Wasser-Wärmepumpe sehr zahlreich.

  • Kostenfreie Wärmequelle, die zu jeder Tageszeit zur Verfügung steht
  • Wartungsarm und lange Lebensdauer
  • Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen
  • Kühlen im Sommer
  • Reduktion der CO₂-Emission
  • Geringe Betriebskosten
  • Hoher Wirkungsgrad auch im Winter
  • Staatliche Förderung

Zu den wesentlichen Vorteilen einer Sole-Wasser-Pumpe gehört die Tatsache, dass die Wärmequelle quasi kostenfrei zur Verfügung steht. Lediglich der Antriebsstrom für den Verdichter muss noch bezogen werden. Hierbei bietet sich die Kombination mit einer Photovoltaik-Anlage an, welche die Sonneneinstrahlung in den benötigten Strom umwandelt. Die nahezu unendliche Wärmequelle trägt ferner dazu bei, dass der Rohstoffpreis weder wirtschaftlichen noch politischen Schwankungen unterliegt. Anlagenbesitzer sind dadurch deutlich unabhängiger von ihrem Brennstoffanbieter. Eine Erdwärmepumpe lässt sich sowohl monovalent als auch bivalent wirtschaftlich betreiben. Das bedeutet, dass im verwendeten Heizsystem entweder ein oder zwei verschiedene Wärmeerzeuger für die Heizungswärme und/oder das Warmwasser zuständig sind.

Übrigens: Mehr über Anschaffungs-, Installations- und Betriebskosten erfahren Sie in unserem Ratgeber zu den Kosten einer Wärmepumpe.

Erdkollektoren und Erdsonden von Erdwärmepumpen haben eine sehr lange Lebensdauer. Die Geräte sind zudem äußerst wartungsarm, da nur wenige bewegliche Komponenten verbaut werden. Die Planung und Installation erfolgen in der Regel durch einen Fachbetrieb, sodass ein sicherer Betrieb von Beginn an gewährleistet ist.

In warmen Sommermonaten lässt sich eine Sole-Wasser-Wärmepumpe auch zum Kühlen (Natual Cooling) nutzen indem die Wärme des Raumes über die Fußbodenheizung an das Erdsondensystem abgegeben wird. Das Erdreich speichert diese Wärme und kann sie in der folgenden Heizperiode abrufen. In diesem Betrieb laufen lediglich die Umwälzpumpe und die Regelung, wodurch Natural Cooling eine energiesparende und kostengünstige Methode zur Gebäudekühlung darstellt.

Wie dieser Vorgang im Detail aussieht, erklärt der Abschnitt Natural und Active Cooling.

Denn die zum Heizen notwendige Energie ist bei Erdwärmepumpen zum einen klimafreundlich und zum anderen direkt auf dem eigenen Grundstück vorhanden. Lange und CO₂-intensive Transportwege entfallen komplett. Die Nutzung der Erdwärme bedeutet zugleich eine Reduzierung von CO₂-Emission. Gegenüber dem Betrieb einer Gas- oder Ölheizung gelangen dadurch bis zu 90 Prozent weniger Abgase in die Ozonschicht.

Sole-Wasser-Wärmepumpen sind ein wichtiger Baustein der Sektorkopplung – der Verknüpfung von Strom- und Wärmemarkt. Sie nutzen überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien (z.B. aus Wind- und Solaranlagen), um umweltschonend zu heizen. Dadurch tragen sie dazu bei, die Klimaziele der Bundesregierung zu erreichen und die Stabilität des Stromnetzes zu sichern.

Zwei Arten der Wärmequellenerschließung

Die Effizienz der Sole-Wasser-Wärmepumpe (kurz auch: Sole-Wärmepumpe) hängt maßgeblich von der Art der Wärmequellenerschließung ab. Man unterscheidet hierbei zwischen Erdkollektoren und Erdsonden.

 ErdkollektorenErdsonden
FlächenbedarfGroße, ebene Fläche (ca. 1,5-fache der zu beheizenden Fläche)Gering (einige Quadratmeter)
InstallationHorizontal, in 1,2 bis 1,5 m TiefeVertikal, in 40 bis 100 m Tiefe
KostenGeringer als ErdsondenHöher als Erdkollektoren
GenehmigungMeist keine Genehmigung erforderlich (je nach Bundesland)Genehmigung durch die Untere Wasserbehörde notwendig
EffizienzAbhängig von Bodenbeschaffenheit und VegetationSehr hohe, stabile Effizienz durch konstante Tiefentemperatur

Erdkollektoren werden unterirdisch verlegt

Erdkollektoren zur Wärmegewinnung bestehen aus einem waagerecht verlegten Rohrsystem, das sich etwa ein bis zwei Meter unter der Erdoberfläche befindet. Eine frostsichere Soleflüssigkeit zirkuliert in den Rohren, nimmt die Wärme aus dem Erdreich auf und leitet sie zur Wärmepumpe. Die Energiequelle für die Erdkollektoren sind Sonnenstrahlen und Regenwasser. Die benötigte Kollektorfläche ist in der Regel 1,5- bis 2-mal so groß wie die zu beheizende Fläche des Gebäudes.

Detaillierte Informationen zum Thema Erdsonden lesen Sie in unserem Ratgeber zu Erdkollektoren für Sole-Wasser-Wärmepumpen.

[1] Vitocal Sole/Wasser-Wärmepumpe [2] Speicher-Wassererwärmer [3] Heizwasser-Pufferspeicher

Erdsonden gewinnen Wärme aus tieferen Erdschichten

Erdsonden sind eine Alternative zu Erdkollektoren, bei denen Rohre vertikal bis zu 100 Meter tief in die Erde gebohrt werden. Eine Soleflüssigkeit nimmt dort ganzjährig konstant bleibende Erdwärme auf und transportiert sie zur Wärmepumpe. Im Vergleich zu Erdkollektoren benötigen Erdsonden wenig Platz und können auch zur Kühlung genutzt werden.

Detaillierte Informationen zum Thema Erdsonden lesen Sie in unserem  Ratgeber zu Erdsonden für Sole-Wasser-Wärmepumpen.

[1] Vitocal Wärmepumpe [2] Speicher-Wassererwärmer [3] Heizwasser-Pufferspeicher

Genehmigung für Erdbohrungen

Möchten Sie eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, mithilfe von Erdsonden als Grundwasserwärmepumpe betreiben, ist eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde zwingend erforderlich. Bei Erdkollektoren ist in der Regel keine Genehmigung, sondern lediglich eine Anzeige bei der zuständigen Verwaltungsbehörde notwendig. Experten empfehlen dennoch, das geplante Vorhaben mit der zuständigen Verwaltungsbehörde abzustimmen, um die Machbarkeit zu klären und unnötige Kosten zu vermeiden. 

Bei Arnd Peiffer im Tegernseer Tal

Perfektion passt zu Peiffer. Keine Frage, dass der Biathlet für die Planung und den Einbau einer innovativen Technik – Wärmepumpe, Photovoltaik und Stromspeicher – zur Energieversorgung seines neuen Zuhauses seinen Partner Viessmann hinzugezogen hat.

Welche Sole-Wasser-Wärmepumpe ist die richtige?

Die Wahl der passenden Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • Grundstücksgröße: Wie viel Platz steht für die Erschließung zur Verfügung? Bei großen Gärten sind Erdkollektoren eine Option. Bei kleinen Grundstücken oder Neubauten sind Erdsonden oft die bessere Wahl.
  • Heizlast des Gebäudes: Wie viel Energie wird benötigt, um das Haus zu beheizen? Die Wärmepumpe muss die passende Leistungsklasse haben.
  • Individuelle Bedürfnisse: Soll die Anlage auch kühlen können? Wünscht man sich eine besonders hohe Effizienz?

Tipp: Lassen Sie sich von einem Viessmann Fachpartner beraten, um die optimale Lösung für Ihre spezifische Situation zu finden.

Förderung der Sole-Wasser-Wärmepumpe

Wer sich für den Kauf einer Sole-Wasser-Wärmepumpe entscheidet, kann mit finanziellen Hilfen vom Staat rechnen. So gibt es im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) beispielweise einen Zuschuss für die Heizungsmodernisierung im Gebäudebestand. Ausführliche Informationen zu Voraussetzungen und Konditionen finden Sie im Abschnitt Förderung der Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Sole/Wasser-Wärmepumpen für gewerbliche und kommunale Nutzung

Sole/Wasser-Wärmepumpen nutzen das Erdreich als primäre Energiequelle. Dies geschieht mit Erdkollektoren oder Erdsonden, die in die Erde eingebracht werden, um die dort vorhandene Wärme zu gewinnen. Die Sole/Wasser-Wärmepumpen für den gewerblichen und kommunalen Einsatz zeichnen sich besonders durch ihren umweltschonenden Betrieb aus und senken die Kosten für die Erzeugung von Heizenergie und Brauchwasser deutlich.

 

Vitocal 300-G

Vitocal 350-G

Nenn-Wärmeleistung

einstufig: 21,2 bis 42,8 kW; zweistufig: 42,4 bis 85,6 kW,

20,5 bis 84,6 kW

Einsatzbereich

Mehrfamilienhaus, Gewerbe, Kommunen, Neubau und Modernisierung

Einfamilienhaus, Zweifamilienhaus, Mehrfamilienhaus, Gewerbe, Kommunen, Neubau und Modernisierung

FAQ: Häufig gestellte Fragen zu Sole-Wasser-Wärmepumpen

Sole-Wasser-Wärmepumpen nutzen Erdwärme, die ganzjährig konstant ist. Luft-Wasser-Wärmepumpen entziehen der Außenluft Wärme, deren Temperatur stark schwankt. Sole-Wasser-Wärmepumpen sind daher in der Regel effizienter, benötigen aber eine aufwendigere Erschließung.

Ja, für Erdsonden ist in der Regel eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde erforderlich, da hier in das Erdreich eingegriffen wird. Für Erdkollektoren ist dies je nach Bundesland oft nicht der Fall, eine Nachfrage bei der zuständigen Gemeinde ist aber ratsam.

Die Gesamtkosten variieren stark je nach Art der Erschließung. Eine Anlage mit Erdkollektoren ist in der Regel günstiger als eine mit Erdsonden. Die Investition kann jedoch durch hohe staatliche Förderungen erheblich gesenkt werden. Eine konkrete Kostenschätzung erhalten Sie von einem Fachpartner.

Ja, sie können auch im Altbau genutzt werden, vorausgesetzt, die Heizflächen (z.B. große Heizkörper oder Fußbodenheizung) sind für niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegt. Eine umfassende energetische Sanierung (Dämmung) kann die Effizienz zusätzlich steigern.

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