Sole-Wasser-Wärmepumpe

Die Sole-Wasser-Wärmepumpe

Unser Erdreich ist ein ganz wunderbarer Wärmespeicher. In den obersten 10 bis 15 Metern prägen vor allem Sonneneinstrahlung, Luftkontakt und versickerndes Regenwasser die Bodentemperatur. Ab etwa zehn bis fünfzehn Metern Tiefe – dem Bereich, in dem Erdwärmesonden arbeiten – ist das Temperaturniveau ganzjährig weitgehend konstant, im tieferen Untergrund rund 7 bis 12 Grad Celsius. Erdkollektoren in rund 1,2 bis 1,5 Metern Tiefe nutzen dagegen oberflächennahe Wärme, die jahreszeitlich schwankt. Wie stark, hängt von Klima, Bodenfeuchte, Verlegetiefe, Dimensionierung und Wärmeentzug ab; eine allgemeingültige Temperaturspanne lässt sich dafür nicht angeben. Dieses Temperaturniveau reicht aus, damit die Wärmepumpe es mithilfe von Strom auf ein für Heizzwecke nutzbares Niveau anhebt.

Das Funktionsprinzip der Sole-Wasser-Wärmepumpe

Zum Heizen und für die Brauchwassererwärmung benötigt das Prinzip der Sole-Wasser-Wärmepumpe nicht nur die im Erdboden gespeicherte Wärme, sondern auch eine externe Energiequelle und ein ausgeklügeltes 3-Kreis-System. Egal, um welche Variante von Sole-Wasser-Wärmepumpen es sich handelt – Erdkollektor oder Erdsonde – beide benötigen einen geschlossenen Kreislauf. Hierin zirkuliert meist mit Frostschutzmittel versetztes Wasser, die Sole, um Wärme aus dem Erdreich aufzunehmen. Im Verdampfer überträgt die Sole diese Wärme auf das Kältemittel des zweiten Kreislaufs, das dabei verdampft; je nach Gerät kommen etwa Propan (R290) oder fluorierte Kältemittel zum Einsatz. Ein elektrisch angetriebener Verdichter erhöht anschließend Druck und Temperatur des Kältemitteldampfs. Im Verflüssiger gibt das Kältemittel die Wärme an den dritten Kreislauf ab – den Heizwasserkreis – und wird wieder flüssig. Ein Expansionsventil senkt danach Druck und Temperatur, bevor der Kreislauf erneut beginnt. Die entscheidende Zutat ist dabei die elektrische Antriebsenergie des Verdichters, nicht der Druck allein.

Vergleich: Luftwärmepumpe oder Erdwärmepumpe

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Erdwärme aus tieferen Schichten

Im Gegensatz zu Flächenkollektoren ist der Platzbedarf für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe auf Erdsonden-Basis relativ gering. Die Sonden werden mittels Tiefenbohrung vertikal in den Boden eingebracht, um dort die warmen Temperaturen auszunutzen. In der Regel werden die Erdsonden in Tiefen von 40 bis 100 Meter eingebracht.

Bohrungen mit mehr als 100 Metern Tiefe sind nach § 127 BBergG zusätzlich anzuzeigen; die Behörde prüft dann unter anderem eine mögliche Betriebsplanpflicht. Für Erdsonden ist außerdem je nach Bundesland und Standort eine Anzeige oder eine wasserrechtliche Erlaubnis bei der Unteren Wasserbehörde erforderlich. Maßgeblich sind das Wasserhaushaltsgesetz und die jeweiligen Landesregelungen. Sieht die Behörde durch Bohrarbeiten, Spüllösungen oder den Standort eine Gefahr für das Grundwasser, kann sie die Anlage untersagen.

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Oberflächennahe Erdwärmepumpe

Bei dieser Variante der Erdwärmeausnutzung wird die gespeicherte Wärme in den oberen Erdschichten ausgenutzt. Klassische Flächenkollektoren werden schlangenförmig verlegt – bundesweit sind rund 1,2 bis 1,5 Meter Verlegetiefe und mindestens 30 Zentimeter unter der örtlichen Frosttiefe ein brauchbarer Planungswert. Wie groß die Kollektorfläche ausfällt, ergibt sich aus Heizlast, Bodenart, Klimazone, zulässiger Entzugsleistung und jährlicher Entzugsenergie – aus der Wohnfläche allein lässt sie sich nicht ableiten. Wie stark die Temperatur am Kollektor über das Jahr schwankt, hängt von Verlegetiefe, Bodenart, Feuchte, Klima und Entzugsleistung ab; bestimmt wird das in der Auslegung nach VDI 4640. Auch Flächenkollektoren sind Erdaufschlüsse: Sie sind nach § 49 Absatz 1 Wasserhaushaltsgesetz einen Monat vor Beginn der Arbeiten anzuzeigen. Für Kollektoren bis vier Meter Tiefe außerhalb von Wasserschutzgebieten enthält § 49 Absatz 1 Satz 3 eine Erleichterung bei der Erlaubnisfrage – die Anzeigepflicht entfällt dadurch nicht. In Wasserschutzgebieten und nach Landesrecht kann mehr verlangt werden.

Warum die Erdwärmepumpe effizienter arbeitet

Der wichtigste physikalische Grund ist der Temperaturhub, also der Abstand zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur – die einzige Größe ist er allerdings nicht: Geräteeffizienz, Quellenauslegung, Hydraulik, Speicher, Regelung, Taktung, Warmwasserbereitung und Hilfsenergie wirken ebenso. Besonders stabil ist die Quellentemperatur bei Erdsonden; Flächenkollektoren schwanken deutlich stärker. Ab etwa zehn Metern Tiefe hält der Boden ein jahreszeitlich vergleichsweise stabiles Temperaturniveau – auch dann, wenn die Außenluft auf minus 10 °C fällt. Eine Luftwärmepumpe muss an genau diesen Tagen die größte Spanne überbrücken, und zwar ausgerechnet dann, wenn das Haus am meisten Wärme braucht. Die Erdwärmepumpe arbeitet dagegen das ganze Jahr über mit nahezu derselben Quelle.

In der Feldstudie des Fraunhofer ISE schlägt sich das in den Messwerten nieder: erdgekoppelte Anlagen im Gebäudebestand im Mittel bei einer Jahresarbeitszahl von 4,3 (Spanne 3,6 bis 5,4), Luft-Wasser-Anlagen bei 3,4 (Spanne 2,6 bis 4,9). Zwei Einschränkungen gehören dazu: Die erdgekoppelten Anlagen der Stichprobe arbeiteten mit Erdwärmesonden – auf Flächenkollektoren lassen sich die 4,3 nicht ohne Weiteres übertragen –, und die Stichprobe ist nicht repräsentativ für den Markt. Die Spannen überlappen sich außerdem deutlich: Einzelne Luft-Wasser-Anlagen erreichten höhere Jahresarbeitszahlen als einzelne Erdreichanlagen. Wie die Kennzahlen zustande kommen und worauf Sie beim Vergleich achten müssen, erklärt der Ratgeber zum Wirkungsgrad von Wärmepumpen; die direkte Gegenüberstellung beider Bauarten steht im Vergleich Luft- oder Erdwärmepumpe.

Bauliche Voraussetzungen

Egal ob Erdsonde oder Flächenkollektor, das zu beheizende Objekt muss gewissen Kriterien entsprechen, damit der Einsatz einer Erdwärmeheizung effizient möglich ist. Die Heizkörper sollten mit möglichst niedriger Vorlauftemperatur auskommen: Bis etwa 55 Grad Celsius am kältesten Tag gelten als gute Voraussetzung, niedrigere Werte verbessern die Effizienz zusätzlich. Flächenheizungen kommen mit Vorlauftemperaturen von rund 30 Grad aus und punkten daher bei der Effizienz besonders.

Eine gute Wärmedämmung der Gebäudehülle senkt dann zusätzlich die nötige Heizlast und damit die Heizkosten. Je mehr Heizenergie aus der nötigen elektrischen Energie gewonnen werden kann, desto wirtschaftlicher arbeitet die Wärmepumpe. Bei einer Jahresarbeitszahl von 4 erzeugt die Wärmepumpe aus einem Teil Strom rechnerisch vier Teile Wärme. Über das ganze Jahr gemittelt beschreibt dieses Verhältnis die Jahresarbeitszahl (JAZ). Davon zu unterscheiden ist die Leistungszahl COP (Coefficient of Performance), die nur einen einzelnen Betriebspunkt im Prüflabor beschreibt. Sole-Wasser-Wärmepumpen lassen sich auch in Altbauten nachrüsten; entscheidend sind Heizlast und die am kältesten Tag nötige Vorlauftemperatur. Je nach gewähltem System wird hierfür ein entsprechender Platzbedarf vorausgesetzt.

Was eine Erdwärmepumpe kostet

Bei der Erdwärmepumpe macht nicht das Gerät den Unterschied zu anderen Bauarten, sondern der Weg zur Wärmequelle. Die folgenden Spannen gelten für ein Einfamilienhaus, komplett installiert und vor Abzug der Förderung.

Die Kosten hängen stark von Heizlast, Boden, Bohrtiefe, regionalen Preisen und nötigen Arbeiten im Haus ab – vergleichen Sie Angebote nur mit identischem Leistungsumfang. Kostenangaben aus unterschiedlichen Ratgebern sind ohnehin nur vergleichbar, wenn Leistungsumfang, Erschließung, Umbauten im Haus und der Umgang mit der Altanlage transparent ausgewiesen sind. Die Werte stammen aus unserer laufenden Angebotsbeobachtung für Einfamilienhäuser. Sie sind weder regional noch nach Stichprobe abgegrenzt und ersetzen keine repräsentative Markterhebung.

Andere Ratgeber nennen niedrigere Durchschnittswerte – etwa rund 25.000 Euro mit Kollektor und rund 32.000 Euro mit Sonde; ob dort Umbauten im Haus und die Entsorgung der Altanlage enthalten sind, weisen sie nicht aus. Belastbar ist am Ende nur Ihr eigenes Angebot. Wie sich diese Summen zu anderen Bauarten verhalten und welche Nebenkosten regelmäßig unterschätzt werden, steht im Ratgeber zu den Wärmepumpen-Kosten. Welche Leistung Ihr Gebäude überhaupt braucht – und damit, wie tief gebohrt oder wie groß der Kollektor werden muss –, ordnet die Übersicht zur Leistung nach Wohnfläche ein. Weil Leistungsumfang, Erschließung und Nebenarbeiten in Angeboten stark schwanken, lohnt es sich, zwei bis drei Angebote qualifizierter Heizungs-Fachbetriebe zu vergleichen.

Genehmigung und Anzeige: der Ablauf

Vor allem bei Erdsonden und standortkritischen Vorhaben sollten Sie die wasserrechtlichen Anforderungen früh mit der zuständigen Behörde klären; bei Flächenkollektoren hängt es von Landesrecht und Standort ab. Der Weg ist kein Hindernis, aber er braucht Zeit – und er entscheidet mit darüber, welche Erschließungsart überhaupt in Frage kommt.

Was bei der Bohrung selbst passiert, wie tief gebohrt wird und welche Nachweise Sie am Ende in der Hand halten sollten, beschreibt der Ratgeber zur Erdwärmebohrung im Detail.

Wann sich die Erdwärme lohnt – und wann nicht

Erdwärme ist nicht automatisch die bessere Wärmepumpe – sie ist die bessere Wärmepumpe unter bestimmten Bedingungen. Zwei Fragen entscheiden fast immer.

Förderung und gesetzlicher Rahmen

Eine förderfähige Sole-Wasser-Wärmepumpe kann bezuschusst werden, wenn die jeweils geltenden Förderbedingungen erfüllt sind; ein Rechtsanspruch besteht nicht. Für den Heizungstausch gilt das frühere Gebäudeenergiegesetz weiter – es wurde geändert und mit Wirkung zum 29. Juli 2026 in Gebäudemodernisierungsgesetz (GModG) umbenannt. Welche Anforderungen und Zuschüsse aktuell gelten, fasst der Ratgeber zur Wärmepumpen-Förderung zusammen.

Häufige Fragen zur Erdwärmepumpe

Vier Fragen, die vor der Entscheidung für Erdwärme regelmäßig aufkommen.

Steht die Entscheidung, folgt der Preisvergleich: Zwei bis drei Angebote qualifizierter Heizungs-Fachbetriebe nebeneinandergelegt zeigen schnell, wo die Erschließung besonders hoch angesetzt ist; worauf Sie im Einzelnen achten, steht im Ratgeber Wärmepumpen-Angebot prüfen.

Wärmepumpearten im Vergleich

Welche Wärmepumpe - Voraussetzungen, Vergleich Wärmepumpen sind effiziente und umweltfreundliche Heizungssysteme, wenn Anlage und Gebäude zusammenpassen. Aber: Nicht jede Wärmepumpe… weiterlesen

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