Zentrale Warmwasserbereitung mit Erdwärme: Wärmespeicher Erde nutzen
Erdwärme ist die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärme aus dem Erdinneren. Im Boden und im gesamten Erdinneren nimmt die Temperatur nach unten um durchschnittlich 30°C je Kilometer zu. Allerdings variieren in der Erdoberfläche die Temperaturverhältnisse durch die Wetterverhältnisse sehr stark. Aber unterhalb der Frostgrenze, ab einer Tiefe zwischen 80 cm und 1,50 m, liegen die Temperaturen das ganze Jahr über relativ konstant zwischen 7°C und 12°C. Diese Erdwärme reicht aus, um sie über den Kreislauf aus Verdampfung, Verdichtung und Kondensation für Heizung und Warmwasser nutzbar zu machen. Anders als eine reine Warmwasser-Wärmepumpe ist eine Erdwärmepumpe fast immer die Heizung des Hauses — die Warmwasserbereitung läuft als zweite Aufgabe mit.
Das Wichtigste in Kürze
- Unter der Frostgrenze ist der Boden deutlich stabiler temperiert; Erdsonden arbeiten besonders wetterunabhängig.
- Vier Wege zur Quelle: Flächen-, Graben-, Spiralkollektor oder Erdsonde — Fläche und Genehmigung entscheiden.
- Komplettkosten im Einfamilienhaus 2026: rund 30.000 bis 50.000 Euro inklusive Erschließung.
- Warmwasser ist der Sonderfall: 60 °C kosten Effizienz — Speicher und hygienisches Temperaturkonzept sauber planen.
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Kollektoren oder Sonden nehmen die Wärme des Erdreichs auf und geben sie an ein Wasser-Frostschutz-Gemisch ab. Diese Flüssigkeit wird in die Wärmepumpe geleitet. Da diese Temperatur jedoch zu niedrig ist, um Wasser ausreichend stark zu erwärmen, wird die Temperatur technisch erhöht. Dazu wird die Wärme des Wasser-Frostschutz-Gemischs auf ein in der Wärmepumpe zirkulierendes Kältemittel übertragen. Ein Verdichter komprimiert das Kältemittel und erhöht damit dessen Temperatur. Ein Wärmetauscher im Warmwasserspeicher gibt die in der Wärmepumpe gewonnene Wärme dann an das Trinkwasser im Speicher ab. Ist die Wärmepumpe die Heizung des Hauses, erwärmt sie über einen Umschaltbetrieb abwechselnd das Heizwasser und das Trinkwasser im Speicher. Übliche Sole-Wasser-Wärmepumpen erreichen Speichertemperaturen von etwa 55 °C bis 60 °C; Hochtemperatur-Modelle schaffen mehr, arbeiten dabei aber deutlich ineffizienter. Bei Großanlagen sind 60 °C am Trinkwassererwärmer hygienisch maßgeblich; auch kleinere Anlagen brauchen ein abgestimmtes Temperatur- und Leitungsvolumenkonzept. Für hohe Speichertemperaturen springt häufig ein Elektroheizstab ein.
Vier Wege, die Erdwärme zu erschließen
Wer den Wärmespeicher Erde anzapfen will, hat vier Möglichkeiten: Flächen-, Graben- oder Spiralkollektoren — oder eine Erdsonde. Welche davon in Frage kommt, entscheiden Grundstücksgröße, Bodenbeschaffenheit und die wasserrechtliche Genehmigung, nicht der Preis allein.
Bei der Erdwärmegewinnung mit Flächenkollektoren (Grafik links) werden Kunststoffrohrleitungen ähnlich einer Fußbodenheizung mäanderförmig verlegt: je nach Bodenverhältnissen in 1 m bis 2 m Tiefe, mit einem Rohrabstand von 0,5 m bis 0,8 m. Grundsätzlich gilt: Die Rohre liegen mindestens 20 cm unterhalb der örtlichen Frostgrenze. Die Fläche darf nicht überbaut und nicht versiegelt werden. Wie viel Wärme sie liefert, hängt stark vom Boden ab — trockene, grobkörnige Böden geben deutlich weniger her als feuchte, bindige. Als Orientierung: Für eine Wärmepumpe mit rund 6 kW Heizleistung sind je nach Boden etwa 150 m² bis 350 m² Kollektorfläche nötig, also grob das Anderthalb- bis Doppelte der beheizten Wohnfläche.
Eine platzsparende Form eines Flächenkollektors ist der sogenannte Grabenkollektor (Grafik Mitte). Dabei werden die Rohre in schlaufenform in einem bis zu 2 m tiefen Graben verlegt. Dies erlaubt mehr Erdvolumen bei weniger Aushubvolumen zu erschließen, was die Kosten im Vergleich zum Flächenkollektor senkt. Für die Erdwärmepumpe kann ein Graben mit einer Gesamtlänge von rund 80 Metern genügen. Auch diese dürfen nicht überbaut werden.
Bei einem Spiralkollektor (Grafik rechts) wird das Kunststoffrohr mit Hilfe von Halteschienen zu einer stabilen Spirale geformt. Die Größe eines Spiralkollektors beträgt im Normalfall 2,5 m bis 3 m in der Höhe sowie einen Durchmesser von etwa 0,5 m. Die Einbautiefe beträgt zwischen 3,5 bis 4,5 m. Die Bohrungen werden mit Hilfe einer Bohrschnecke durchgeführt. Eingebrachte Kollektoren sollte wenigstens mit 1,5 m Erdreich überdeckt sein. Der Spiralkollektor ist eine besonders platzsparende Bauform zur Wärmegewinnung. Sie können auch bei kleineren Grundstücken angewendet werden, wenn weder Platz für Flächenkollektoren vorhanden, noch die Zufahrt von Tiefenbohrgeräten für Erdsonden möglich ist.
Eine Erdsonde wird in der Regel vertikal durch ein Bohrloch ins Erdreich eingelassen. Hier wirkt sich günstig aus, dass die Temperatur des Erdreichs mit zunehmender Tiefe steigt. Am häufigsten verwendet wird dabei eine sogenannte Doppel-U-Sonde. Eine mobile Bohranlage bringt das Bohrloch im Spül- oder Trockenbohrverfahren ein, der Bohrdurchmesser liegt bei etwa 140 bis 180 mm; anschließend wird das Bohrloch mit einer Bentonit-Zement-Suspension verpresst. Im privaten Wohnungsbau reichen Erdwärmesonden selten tiefer als 100 m — bei mehr als 100 m Tiefe kommt zusätzlich die Anzeigepflicht nach § 127 BBergG ins Spiel.
Vier Wärmequellen im Vergleich
| Quelle | Platzbedarf | Tiefe | Erschließung | Genehmigung |
|---|---|---|---|---|
| Flächenkollektor | sehr hoch (150–350 m²) | 1–2 m | 3.000–8.000 € | Anzeige, je nach Land |
| Grabenkollektor | mittel (Graben ~80 m) | bis 2 m | günstiger als Fläche | Anzeige, je nach Land |
| Spiralkollektor | gering | 3,5–4,5 m | Bohrschnecke nötig | Anzeige, je nach Land |
| Erdsonde | sehr gering | meist < 100 m | 60–120 €/Bohrmeter | Anzeige § 49 WHG, ggf. Erlaubnis |
Dimensionierung einer Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung
Wärmepumpen zu dimensionieren ist eine Aufgabe für Fachleute. Wichtigstes Kriterium ist die Heizlast: Sie wird in Kilowatt (kW) angegeben und beschreibt die Leistung, die nötig ist, um das Gebäude an einem sehr kalten Tag warm zu halten. Der Warmwasserbedarf steckt nicht in der Heizlast — er wird als Zuschlag aufgeschlagen.
Bei der Dimensionierung einer Wärmepumpe zur Brauchwassererwärmung muss bedacht werden, dass über einen Tag betrachtet die benötigte Energie für die Brauchwassererwärmung nur sehr gering ist. Da in der Regel das warme Wasser, wie beim Duschen oder Baden innerhalb kurzer Zeit gezapft wird, muss oft schnell nachgeheizt werden. Daher ist es wichtig, die hierfür benötigte Leistung mit einzuplanen. Für eine Badewanne mit etwa 150 Litern beträgt der Energieaufwand rund 6 kWh, für eine Dusche rund 2 kWh. Als Faustregel sollte man eine zusätzliche Heizleistung von mindestens 0,25 kW pro Person vorsehen.
Die Heizlast berechnet sich raumweise nach DIN EN 12831-1, der Trinkwarmwasser-Anteil nach DIN EN 12831-3. Faustformeln aus dem Jahresverbrauch taugen nur zur Plausibilitätsprüfung, nicht als Auslegungsgrundlage. Arbeitet die Wärmepumpe zusammen mit einem zweiten Wärmeerzeuger, springt dieser am sogenannten Bivalenzpunkt an — bei Erdwärmepumpen ist das selten nötig, weil die Quellentemperatur im Erdreich auch im Winter stabil bleibt. Genau das ist ihr Vorteil gegenüber der Luft-Wärmepumpe: Im Feld erreichen Sole-Wasser-Wärmepumpen laut Fraunhofer ISE Jahresarbeitszahlen von durchschnittlich etwa 4,3, Luft-Wasser-Geräte rund 3,4.
Der finanzielle Aufwand
Die Erdwärme selbst kostet nichts — ihre Erschließung schon. Kollektoren brauchen viel Fläche, sind in der Verlegung aber günstiger als eine Bohrung: Ein Flächenkollektor schlägt komplett mit etwa 3.000 bis 8.000 Euro zu Buche. Eine Erdwärmesonde kostet 2026 rund 60 bis 120 Euro je Bohrmeter; bei den im Einfamilienhaus üblichen Bohrtiefen summiert sich das schnell auf einen fünfstelligen Betrag. Beide Werte schwanken regional und vor allem mit der Bodenbeschaffenheit erheblich — ein Bohrunternehmen kalkuliert nach Geologie, nicht nach Katalog.
Das Wärmepumpen-Gerät selbst kostet je nach Ausführung und Leistung etwa 8.000 bis 15.000 Euro. Dazu kommen ein Kombispeicher oder die Kombination aus Puffer- und separatem Warmwasserspeicher, die Montage und der Anschluss an den Heizkreis. Unterm Strich liegen die Komplettkosten einer Sole-Wasser-Wärmepumpe im Einfamilienhaus 2026 bei rund 30.000 bis 50.000 Euro — Erschließung, Gerät, Speicher und Installation zusammengerechnet. Wie hoch der Anteil der Verrohrung ausfällt, entscheidet die bauliche Situation. Deshalb: den Aufstellort früh festlegen. Für die Investition gibt es staatliche Zuschüsse; welche das sind, steht im Ratgeber zu den Fördermitteln.
Den elektrischen Anschluss übernimmt ein beim Netzbetreiber eingetragener Elektrofachbetrieb. Ein separater Wärmepumpenzähler ist dafür nicht mehr zwingend: Neue Wärmepumpen mit einer Netzanschlussleistung über 4,2 kW gelten nach § 14a EnWG als steuerbare Verbrauchseinrichtungen und sind beim Netzbetreiber anzumelden — mitgerechnet werden dabei auch Zusatz- oder Notheizvorrichtungen wie der Elektroheizstab; im Gegenzug gibt es reduzierte Netzentgelte. Der Netzbetreiber darf die Leistung im Bedarfsfall auf mindestens 4,2 kW dimmen, aber nicht komplett abschalten. Ob ein zweiter Zähler nötig ist, hängt vom gewählten Modul und vom Stromtarif ab — das klärt der Fachbetrieb bei der Anmeldung mit.
Die laufenden Kosten bestehen im Wesentlichen aus dem Strom für Verdichter und Solepumpe. Erdwärmepumpen sind wartungsarm — wartungsfrei sind sie nicht: Die meisten Hersteller empfehlen eine Inspektion alle ein bis zwei Jahre, bei der unter anderem Soledruck, Frostschutzgehalt und Speicheranode geprüft werden. Die Lebensdauer des Geräts liegt bei rund zwei Jahrzehnten, das Erdreich-Kollektorfeld überdauert es deutlich.
Warmwasser im Sommer: der unterschätzte Sonderfall
In gut passenden Niedertemperatur-Heizsystemen arbeitet eine Erdwärmepumpe im Winter oft mit Vorlauftemperaturen um 35 °C; in Bestandsgebäuden mit Heizkörpern kann es höher liegen. Im Sommer aber steht nur noch eine Aufgabe an: Trinkwasser auf 60 °C bringen. Die Temperaturspreizung zwischen Erdreich und Speicher wird dadurch größer, die Arbeitszahl fällt spürbar, und für die letzten Grad greift oft der Elektroheizstab ein. Wer den Heizstab-Einsatz begrenzen will, hat drei Hebel: einen ausreichend großen Speicher mit gut ausgelegtem Wärmetauscher, ein hygienisch passendes Temperaturkonzept nach Anlagenart — bei Großanlagen bleiben 60 °C am Speicheraustritt maßgeblich — und im Zweifel eine separate Warmwasser-Wärmepumpe oder Solarthermie für die warme Jahreszeit. Ein angenehmer Nebeneffekt der Erdsonde: Über eine passive Kühlung lässt sich die kühle Sole im Sommer durch die Fußbodenheizung schicken.
Drei Punkte, die vor der Bohrung geklärt sein müssen
- Wasserrecht vor Auftrag:Eine Erdwärmesonde ist nach § 49 WHG anzuzeigen; zusätzlich kann eine wasserrechtliche Erlaubnis nötig sein, insbesondere bei Grundwasserbezug oder nach Landesrecht. In Wasserschutzgebieten wird oft gar nicht genehmigt.Besser: Genehmigungsfähigkeit klären, bevor Sie das Bohrunternehmen beauftragen.
- Kollektorfläche bleibt frei:Über einem Flächen- oder Grabenkollektor darf nicht gebaut, versiegelt oder tief gewurzelt werden — der Boden muss Regenwasser und Sonne bekommen, sonst regeneriert er sich nicht.Besser: Die Fläche fest in die Gartenplanung einzeichnen.
- Warmwasser nicht vergessen:Wird die Wärmepumpe allein auf die Heizlast ausgelegt, fehlt die Leistung für die Trinkwassererwärmung.Besser: Warmwasser als Zuschlag mitrechnen (Faustwert rund 0,25 kW je Person) und den Speicher darauf abstimmen.
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