Mit Hilfe von Kollektoren im Boden oder einer bis zu 100 Meter tiefen Erdsondenbohrung wird die Wärmequelle erschlossen

Das Erdreich kann sehr gut thermische Energie speichern, denn das ganze Jahr über liegen dort die Temperaturen zwischen +7 und +13 Grad Celsius. Sogar in den Wintermonaten, wenn der Boden oberflächlich gefroren ist, sind tiefere Regionen davon nicht betroffen. Wärmepumpen können also durchgehend effizient arbeiten, denn die Differenz zwischen Wärmequelle und Vorlauftemperatur ist selbst in der kalten Jahreszeit verhältnismäßig gering.

Die Wärmequelle Erdreich lässt sich gut mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe erschließen. Dazu stehen zwei Möglichkeiten zur Verfügung: Erdkollektoren, die man im Boden unterhalb der Frostgrenze wie Heizschlangen verlegt oder Erdsonden, die in die Tiefe gebohrt werden. Die Funktionsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe ist identisch mit den anderen Wärmepumpen, auch sie arbeitet mit einem Kältemittel nach Prinzip verdampfen, verdichten, entspannen.

Erdkollektoren im Garten
Mit Hilfe von Erdkollektoren kann man die Wärme im Erdreich relativ einfach nutzen. Bei dieser Variante werden Rohrleitungen schlangenförmig waagerecht etwa ein bis zwei Meter unter der Erdoberfläche verlegt. Voraussetzung für Erdkollektoren ist ein ausreichend großes Grundstück, idealerweise eine Rasenfläche. Auf keinen Fall darf die Oberfläche asphaltiert oder gepflastert sein, denn: Energie, die von den Erdkollektoren für den Betrieb der Sole-Wasser-Wärmepumpe aus dem oberflächennahen Bereich aufgenommen wird, resultiert aus der Sonneneinstrahlung und dem Regenwasser. Die Größe des Kollektorfeldes richtet sich unter anderem nach dem Heizwärmebedarf des Gebäudes – in der Praxis geht man vom 1,5- bis Zweifachen der zu beheizenden Fläche aus. Eine Flüssigkeit (Sole), die in diesem Rohrsystem zirkuliert, nimmt die thermische Energie auf und überträgt diese an den Wärmetauscher. Hier beginnt dann der für eine Wärmepumpe typische Prozess.

100 Meter tiefe Erdsondenbohrung
Wer sich für eine Erdsonde entscheidet, um kostenlose Wärme aus dem Boden zu nutzen, muss mit einem etwas höheren Aufwand rechnen. Hierfür ist eine Bohrung bis in etwa 100 Meter Tiefe erforderlich, in diese wird die Sonde eingelassen. Die zirkulierende Flüssigkeit nimmt für den Betrieb der Sole-Wasser-Wärmepumpe die Erwärme in einer Tiefe zwischen 40 und 100 Meter auf. Selbst bei sehr niedrigen Außentemperaturen erzielt die Sole-Wasser-Wärmepumpe sehr gute Leistungen, weil ab etwa 10 Meter die Temperatur während des ganzen Jahres konstant bleibt. Bei der Bohrung werden mehrere Grundwasser führende Schichten durchbrochen, deshalb müssen Bauherren vor Beginn der Arbeiten bei der unteren Wasserbehörde eine entsprechende Genehmigung einholen.