Sole-Wasser-Wärmepumpe – Funktion, Vorteile und Förderung

Die Funktionsweise einer Sole-Wasser-Wärmepumpe

Wie alle anderen Wärmepumpen funktioniert eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nach dem gleichen 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 dieser Prozess im Detail aussieht, erklärt der Artikel Funktionsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Die Erdwärme lässt sich grundsätzlich via Erdwärmepumpe auf zwei Arten gewinnen: entweder über Erdkollektoren, die oberflächennah verlegt werden oder über Erdsonden, die bis zu 100 Meter tief in die Erde vordringen. Beide Varianten stellen wir Ihnen in den nächsten Abschnitten vor.

Erdkollektoren werden unterirdisch verlegt

Für die Gewinnung der Erdwärme wird ein Rohrsystem waagerecht und schlangenförmig unterhalb der Frostgrenze verlegt. Die Tiefe beträgt etwa ein bis zwei Meter unter der Rasen- oder Erdoberfläche. Im Rohrsystem zirkuliert eine Sole aus frostsicherer Flüssigkeit, welche die thermische Energie aufnimmt und an den Wärmetauscher übergibt. Wie groß die benötigte Kollektorfläche sein muss, hängt unter anderem vom Heizbedarf des betreffenden Gebäudes ab. In der Praxis beträgt sie das 1,5- bis 2-fache der zu beheizenden Fläche. Erdkollektoren nehmen Wärmeenergie aus dem oberflächennahen Bereich auf. Die Energie wird durch Sonneneinstrahlung und Regenwasser bereitgestellt. Daher spielt die Bodenbeschaffenheit für den Energieertrag der Kollektoren eine entscheidende Rolle. Wichtig ist, dass die Fläche über dem Rohrsystem nicht asphaltiert oder zugebaut wird. Worauf beim Verlegen der Erdkollektoren noch geachtet werden muss, lesen Sie im Artikel Erdkollektoren für Sole-Wasser-Wärmepumpen.

Sole-Wasser-Wärmepumpe

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

Erdsonden gewinnen Wärme aus tieferen Erdschichten

Eine Alternative zu Erdkollektoren sind Erdsonden. Mithilfe von Bohrungen werden die Erdsonden vertikal oder schräg in die Erde eingelassen. Auch sie durchfließt eine Sole, die in einer Tiefe von 40 bis 100 Metern die Erdwärme aufnimmt und sie an einen Wärmetauscher weitergibt. Da ab einer Tiefe von etwa zehn Metern die Temperatur das ganze Jahr über konstant bleibt, arbeiten Erdsonden auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen effizient. Sie benötigen im Vergleich zu Erdkollektoren zudem nur wenig Platz und können auch im Sommer hervorragend zum Kühlen verwendet werden. Wie tief die Bohrung sein muss, hängt auch hier vom Heizbedarf und von der Wärmeleitfähigkeit des Bodens ab. Da bei einer Bohrung bis zu 100 Metern mehrere grundwasserführende Schichten durchbrochen werden, sind für Erdbohrungen immer Genehmigungen einzuholen.

Wärme aus dem Erdreich (Sonde)

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

Genehmigung für Erdbohrungen

Möchten Anlagenbesitzer ihre Sole-Wasser-Wärmepumpe, kurz auch Sole-Wärmepumpe, mithilfe von Erdsonden als Grundwasserwärmepumpe betreiben, müssen sie behördliche Genehmigungen durch die unteren Wasserbehörden einholen. Da die Anforderungen von Bundesland zu Bundesland variieren können, sollten Interessenten im Vorfeld Informationen einholen. Anders als bei Erdsonden ist für die Installation von Erdkollektoren keine Genehmigung notwendig. Die Arbeit muss lediglich angezeigt werden. Experten empfehlen dennoch, das geplante Vorhaben mit der zuständigen Verwaltungsbehörde abzustimmen, um die Machbarkeit und Voraussetzungen aus wasserwirtschaftlicher Sicht abzuklären. Das verhindert auch unnötige Planungskosten und ist in den meisten Fällen kostenfrei. Die Auskunft kann in einigen Fällen telefonisch erteilt werden.

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 ihre Umweltfreundlichkeit aus und senken die Kosten für die Erzeugung von Heizenergie und Brauchwasser deutlich.