Erdwärmeheizung einbauen – die Planung
Ausgangspunkt bei der Planung einer Erdwärmeheizung sind der Wärmebedarf des Hauses und die Wärmeeigenschaften des Bodens. Bei einem Neubau berechnet in aller Regel der Statiker den Wärmebedarf bei der Ausarbeitung der Baugenehmigung. Bei einem Altbau sollte ein Energieberater beauftragt werden, der den Wärmebedarf des Hauses innerhalb eines Energiebedarfsausweises berechnet. Die Wärmeeigenschaften des Bodens, die sogenannte Kälteentzugsleistung, kann vielfach bei der Unteren Wasserbehörde oder beim zuständigen geologischen Landesamt erfragt werden. In einigen Bundesländern gibt es auch im Internet Karten, aus denen die Entzugsleistung des jeweiligen Standorts ermittelt werden kann. Liegen diese Daten vor, so können die Größe eines Flächenkollektors und auch die Länge der Erdwärmesonden berechnet werden.

Größe des Flächenkollektors planen
Die Größe eines Flächenkollektors kann für ein Einfamilienhaus unter Anwendung der einschlägigen VDI-Normen recht einfach überschlägig ermittelt werden. Hat das Haus einen Wärmebedarf von zum Beispiel 12 Kilowatt so müssten rund Dreiviertel des Wärmebedarfs aus Erdwärme gewonnen werden. Werden also 9 Kilowatt Kälteentzugsleistung benötigt und lassen sich durch einen Flächenkollektor zum Beispiel 0,02 Kilowatt pro Quadratmeter erzielen, so müsste der Flächenkollektor eine ungefähre Größe von 450 Metern haben. Um genauere Berechnungen anzustellen, sollte zum einen berücksichtigt werden, dass es unterschiedliche Arten von Flächenkollektoren gibt, die natürlich auch unterschiedlich verlegt werden.
Zum anderen muss berücksichtigt werden, dass auch die individuellen Anforderungen des Hauses wie z. B. die Vorlauftemperatur die Auslegung des Flächenkollektors beeinflussen. Ähnlich der Berechnung des Flächenkollektors, lässt sich die benötigte Länge der Erdwärmesonden bestimmen. Nimmt man an, dass pro Meter Erdwärmesonde eine Kälteentzugsleistung von 0,05 Kilowatt erzielt werden kann, so müsste im vorher genannten Beispiel 180 Meter tief gebohrt werden. In der Praxis würde man dies durch zwei Erdwärmesonden herstellen.

Diese theoretischen Erwägungen lassen nun noch keine verbindliche Entscheidung zu, ob es besser ist, einen Flächenkollektor zu installieren oder Erdwärmesonden zu bohren. Vorausgesetzt man hat nach obiger Berechnung eine ausreichend große Grundstücksfläche, so sollte bei der Entscheidung für einen Flächenkollektor grundsätzlich berücksichtigt werden, dass der Grundstücksteil, auf dem der Flächenkollektor eingebracht wird, langfristig nur eingeschränkt nutzbar wird. Dies liegt zum einen daran, dass der Flächenkollektor aufgrund der Verlegetiefe von etwa 1,50 Metern auch saisonal beeinflusst wird. Das heißt, dass der Boden um den Flächenkollektor in der Heizperiode im Winter auskühlt und sich erst im Sommer regenerieren muss. Dies wiederum bedingt, dass die Oberfläche des Flächenkollektors nicht verschattet sein sollte. Eine Bepflanzung mit Bäumen ist zudem nicht ratsam, da langfristig das Wurzelwerk der Bäume den Flächenkollektor beschädigen könnte. Der Flächenkollektor sollte also idealer Weise dauerhaft von einem Rasenstück überdeckt werden.

Reicht der Grundstücksplatz für einen Flächenkollektor nicht aus oder wird langfristig eine weitere Bebauung des Grundstücks in Erwägung gezogen, so sollte geprüft werden, ob die Bohrung von Erdwärmesonden möglich ist. Hierzu sollte zunächst erfragt werden, ob eine Erdwärmebohrung überhaupt erlaubt ist. Das hängt in aller Regel davon ab, ob ein Trinkwasserleiter durch die Bohrung gefährdet werden könnte. Erste Auskunft gibt hier die Untere Wasserbehörde des Kreises. Gibt diese „grünes Licht“, so sollte der Bohrplatz festgelegt werden.

Der Bohrplatz sollte grundsätzlich so nah wie möglich am späteren Aufstellungsort der Wärmepumpe liegen. Beachten sollte man jedoch, dass rein aus technischen Gründen ein Abstand von etwa 3 Metern vom Haus und aus genehmigungsrechtlicher Sicht ein Abstand von 5 Metern von der Grundstücksgrenze des Nachbarn eingehalten werden muss. Sollen mehrere Erdwärmesonden gebohrt werden, so sollte zwischen den Sonden ein Abstand von mindestens 5 Metern eingehalten werden, damit sich beide Sonden nicht gegenseitig die Erdwärme entziehen. Sind diese Bedingungen erfüllt, steht einer Erdwärmebohrung grundsätzlich nichts mehr im Wege.

Natürlich sinkt die Effizienz der Pumpe, welche in deren Leistungszahl ausgedrückt wird, mit sinkender Temperatur erheblich. Dies sollte beachtet werden, wenn nur diese Technik zum Beheizen eines Hauses genutzt werden soll. Empfehlenswert ist es, hierbei eine Kombination aus Gas – Erdwärmepumpe oder Solar – Erdwärmepumpe zu benutzen. Auch muss hier gesagt sein, dass die Effizienz einer Wärmepumpe nicht unbedingt von der Temperatur der Wärmequelle abhängt, sondern vielmehr vom Temperaturunterschied zwischen Erdsonde und der Wärmequelle. So sollte die Vorlauftemperatur der Heizung möglichst ähnlich zur Temperatur des Wärmereservoirs eingestellt werden. Das garantiert einen hohen Wirkungsgrad der Anlage und Wärmepumpen arbeiten bis zu einer Vorlauftemperatur von 60 Grad Celsius.

Ein ebenso wichtiger Punkt ist, dass die Erdwärmepumpen die Wärme aus Luft, Wasser und Erde entziehen können. Diese Tatsache macht die Erdwärmepumpen so beliebt. Jedoch ist das Entziehen der Wärme aus der Luft nur bedingt zu empfehlen. Denn in den Wintermonaten, wenn die Außentemperatur unter 0 Grad Celsius sinkt werden die Flächen des Wärmetauschers mit einer Eisschicht überzogen. Dieses Eis stellt dann eine Isolierschicht dar und die Leistungszahl der Anlage sinkt gegen 0. Wer jedoch seinen Wärmekollektor oder die Wärmesonde unter der Erdoberfläche in circa 10 Meter Tiefe anbringt, kann von einer effizienten Nutzung seiner Anlage ausgehen.

Die Tatsache, dass die Wärmepumpen für Altbauwohnungen und Neubauwohnungen geeignet sind macht sie so gefragt. Der Umweltaspekt, auf fossile Brennstoffe zu verzichten, ist für die Meisten noch nicht einmal der Hauptgrund zur Nutzung dieser Technik. Für die meisten zählt, dass Sie so bis zu 50 Prozent Ihrer Heizkosten sparen können. Und dies zeigt die Rentabilität dieser Investition. Die Firma Ochsner berät Ihre Kunden, welche Art der Wärmepumpe für Sie die richtige ist. Ein kompetentes Team wurde hierfür extra aufgebaut. Außerdem stellt sie auch Möglichkeiten der stattlichen Förderung vor und hilft so ihren Kunden dabei das Projekt der Heizungsmodernisierung für fast jeden erschwinglich zu machen.

Die Firma Ochsner hält zudem den Weltrekord für die effizienteste Luft–Wärmepumpentechnologie. Das Modell „Type GMLW 14 plus“ wurde vom Wärmepumpen – Testzentrum in Buchs (Schweiz) ausgezeichnet. Dieses Modell erreichte eine Leistungszahl von 4,4. Dies ist umso beeindruckender, da die Luft – Wärmepumpen allgemein als, die am wenigsten effizienten auf dem Markt gelten. Somit können sich die Kunden der Firma Ochsner sicher sein einen der kompetentesten Partner weltweit an ihrer Seite zu haben. Die Firma weist zudem eine Zahl von über 100.000 erfolgreich installierten Wärmepumpen auf. Dies sind Zahlen die Jahr für Jahr eine Vielzahl von Neukunden davon überzeugt die Firma Ochsner als ausführendes Unternehmen für Ihre Heizungssanierung zu wählen.

Wer jedoch denkt, dass es ganz ohne Abgase geht muss hier eines besseren belehrt werden. Die Aussage, dass eine Erdwärmepumpe keinerlei Schadstoffe in die Luft bläst ist zwar zu 100 Prozent richtig, dennoch benötigt man zum Betreiben dieser Technologie noch immer ganz gewöhnlichen Strom aus der Steckdose. Und dieser wird in Deutschland noch immer zu einem großen Teil durch das Verbrennen von Kohle gewonnen. Natürlich schreitet die Gewinnung durch Ökostrom Jahr für Jahr voran und die Nutzung von erneuerbaren Energien, wie der Sonne, gewinnt mehr und mehr an Bedeutung, dennoch ist die Bundesrepublik Deutschland noch nicht so weit, um vollständig auf die fossilen Energieträger zu verzichten. Wer jedoch auf komplett Umweltfreundliche Heizungstechnik setzen möchte, kann seine Wärmepumpe, mit guten Ergebnissen mit einer Photovoltaikanlage kombinieren. In diesem Bereich wurden bereits sehr gute Erfahrungen gemacht.

Wer befürchtet, durch den Lärm einer Wärmepumpe belastet zu werden kann hier mit wenigen Worten beruhigt werden. Die erzeugte Dezibelzahl einer Wärmepumpe entspricht in etwa der eines Kühlschranks und ist somit vollkommen unbedenklich. Im Großen und Ganzen gilt, auch mit einer Wärmepumpe kann man die Umweltverschmutzung heute noch nicht ganz abstellen. Doch Heizungsmodernisierungen dieser Art sind auf jeden Fall der richtige Schritt zum Erhalt unseres Planeten, für uns und die kommenden Generationen.

Die Funktion dieser Luft–Wasser–Wärmepumpen ist im Grund recht simpel. Sie saugen Luft aus der Umgebung an und entziehen aus dieser die Wärme. Durch die Mechanik der Pumpe wird die Temperatur, die dann in den Wasserkreislauf gepumpt wird zusätzlich erhöht. Die übliche Bauart dieser Pumpen speist sowohl Heizung, wie auch Warmwasser mit Wärme. Spezielle Modelle nur für die Warmwasserzubereitung oder die Warmluftzufuhr sind jedoch auch auf dem Markt erhältlich. Allerdings sollten die Luft–Wasser–Wärmepumpen keinesfalls im Wohnbereich sondern in unbeheizten Abstellräumen oder Kellerräumen aufgestellt werden. Dies verhindert, dass sich übermäßig viel Kondensat beim Ansaugen von der Außenluft, die im Winter bis zu -20 Grad Celsius betragen kann bildet. Das Anfallen von Kondenswasser kann jedoch nicht zur Gänze vermieden werden. Daher sollten Möglichkeiten geschaffen werden um das Wasser frostfrei abzuleiten. Halten sie die Temperatur des Raums indem sich die Luft–Wasser–Wärmepumpe befindet niedrig um die relative Luftfeuchtigkeit niedrig zu halten. Wird die Pumpe allerdings im Außenbereich aufgestellt muss darauf geachtet werden, dass das Fundament der Pumpe waagerecht ist.

Auch für die kalten Monate sollten Vorkehrungen getroffen werden, um die Technik und die Wasserleitungen vor Frost zu schützen. Die wasserführenden Teile dürfen auf keinen Fall auskühlen. Vergessen Sie nicht die Luft – Wasser – Wärmepumpen so aufzustellen, dass die Luft, der die Wärme bereits entzogen wurde, frei ausgeblasen werden kann. So schützen Sie die Pumpe vor eventuellen Kurzschlüssen. Die Leitungen, die von der Pumpe ins Haus führen sollten wärmeisoliert und im Erdreich verlegt sein.

Die Erdwärmebohrung benötigt spezielle Bohrgeräte und kann daher nur von einem Fachmann übernommen werden. Die Bohrung wird, je nach Örtlichkeit, etwa zwölf bis fünfzehn Meter in die Tiefe führen. Dabei muss bei der Planung der Standort das Heizungssystem, entweder neben oder unter dem Haus festgelegt werden. Wobei weniger Rohre verlegt werden, wenn die Anlage neben dem Haus liegt. Jedoch ist es bei der zweiten Art leichter, zu einer späteren Zeit die Sonden zu erreichen. Dies sind kleine Vor- bzw. Nachteile. Doch sollte schon vorher unbedingt die Region, wo das neue Haus stehen soll, sondiert werden.

Denn es können sehr große Nachteile entstehen, so ist es schon vorgekommen, in Gebieten, wo z. B. Kohle gefördert wurde, dass bei einer solchen Erdwärmebohrung, nachher das gesamte Terrain in sich zusammenfiel. Doch ist dies nicht die Regel, und da die Nachfrage für Erdwärmepumpen immer größer wird, ist es nur noch eine kurze Frage der Zeit, dass auch diese Anlagen in der Anschaffung erheblich kostengünstiger werden. Dies gilt natürlich auch für die Bohrungen, denn je häufiger die Geräte eingesetzt werden und durch die Beschaffenheit des Bodens, werden die Kosten fallen.

Außerdem sollte die Tiefenbohrung mindestens einen Abstand von 1,50 m von Rohren, die einfrieren können, wie Wasserleitungen oder Abwasserrohren, einhalten. Dies gilt auch für die Fundamente von Gebäuden. Ist dieser Abstand nicht möglich, müssen die Rohre, die in die Tiefe gehen, entsprechend isoliert sein. Die Tiefe der Rohre ist abhängig von der Bodenbeschaffenheit und der Heizleistung, d. h., benötigt ein Haus eine Heizlast von 10 kW, muss die Sondentiefe etwa 150 m betragen, ist der Boden gut und sind Grundwasserströme vorhanden, ist es nicht erforderlich, die vollen 150 m zu bohren, die Bohrung kann demnach weniger betragen.

Eine optimale Sondenleistung liegt in der Regel zwischen 50 bis 70 W, es ist jedoch möglich, dass bei schlechtem bzw. trockenem Untergrund die Leistung bis 20W/m oder noch mehr sinkt. Daher muss auch ein Abstand von mindestens 6 m, bei mehreren Erdsonden vorhanden sein, um zu vermeiden, dass die Sonden sich gegenseitig beeinflussen. Es ist also unbedingt zu empfehlen, ein spezialisiertes Unternehmen zu beauftragen sowie das Vereinbaren einer Mindestabnahmeleistung, d. h., die Tiefenbohrung muss unbedingt fachgerecht vorgenommen werden, denn sonst wird der Nutzen der Wärmepumpe nicht erzielt und die Stromrechnung hoch.

Doch sollte bedacht werden, dass die Erdwärme eine Energiequelle ist, die einmal auch langfristig Bestand hat und nie versiegt. Daher lohnen sich der Aufwand der Erdwärme Anschaffungskosten und der Arbeiten insgesamt, denn die am Anfang stehenden Mehrkosten, werden andererseits, von dem Moment an, wenn die Anlage läuft, durch das Wegfallen der sonst benötigten Brennstoffe wieder ausgeglichen. Außerdem fallen die sonst aufkommenden Gebühren für Wartung und Schornsteinfeger ebenfalls weg. Noch einmal einsparen geht schon beim Ausbau des Kellergeschosses, so können die Ausgrabungen für die Flachsonden gleich damit verbunden werden.

Um die Anschaffung günstiger zu gestalten, wäre die Möglichkeit gegeben, sich mit anderen Hausbauern zusammenzuschließen, denn die Technologie zur Nutzung der Erdwärme ist inzwischen so ausgereift, dass sie sozusagen massentauglich ist, was Schweizer bestätigen können, denn sie nutzen bereits mehr als dreißig Prozent Erdwärme in Neubauten. Mit dieser Sammelnutzung könnten nochmals Anschaffungskosten eingespart werden und der jetzt kostenintensive Anschaffungspreis würde sich noch schneller amortisieren. Das Fazit, der Energiebedarf aus gespeicherter Erdwärme für die gesamte Welt, reicht nicht nur in der Theorie für die nächsten hunderttausend Jahre aus.

Drei Viertel der Brennstoffe werden bei einer Erdwärmeanlage gespart, die mit Tiefensonden gespeist wird, die durch eine Tiefenbohrung im Erdreich versenkt werden. Von der Technik her arbeiten Tiefensonden wie die Flachsonden, doch kann mehr Wärme an die Flüssigkeit abgegeben werden, was die Effektivität der Anlage erheblich steigert. Doch durch die Tiefenbohrung, die nur von Fachleuten vorgenommen werden kann, entstehen sehr hohe Kosten, hat aber den Vorteil, dass Sommer wie Winter, auch wenn der noch so hart ist, immer ausreichend Wärme vorhanden ist.

Eine ebenso kostenintensive Anschaffung wie die Tiefenbohrung ist die Erdwärmenutzung über das Grundwasser. Für diese Erdwärmeanlage benötigt es zwei weit auseinanderliegende Brunnen, wobei in den ersten das zehn bis zwölf Grad warme Wasser hineingepumpt und an einen Wärmetauscher weitergegeben wird. Über den zweiten Brunnen geht das abgekühlte Wasser wieder zurück ins Grundwasser. Der Vorteil dieser Anlage liegt darin, dass diese als alleinige Heizanlage genutzt werden kann, d. h., auch hier spielt die Jahreszeit dabei keine Rolle, denn die Nutzung bleibt konstant.

Wenn auch die Erdwärme sozusagen umsonst vorhanden ist, so ist der Preis für eine Erdwärmeanlage umso kostenintensiver. Abhängig von der Effektivität sind diese jedoch unterschiedlich. Dabei ist die günstigste Variante für die Gewinnung der Erdwärme, die Flachsonde, die nur gut nutzbar ist, wenn ein großes Grundstück vorhanden ist. Der Nachteil, es ist eine zweite Heizanlage für den Winter erforderlich, da die Flachsonden nur etwas ein bis zwei Meter in der Erde liegen. Ähnlich wie die Flachsonden arbeiten, verhält es sich auch mit Tiefensonden.

Hierbei werden Tiefenbohrungen benötigt, um die Erdwärme nach oben zu befördern. Doch dies erfordert einen stattlichen Preis, da diese Bohrungen ausschließlich von Fachleuten vorgenommen werden können. Ähnlich kostenintensiv ist die Anlage, die Wärme über das Grundwasser fördert. Dafür braucht es zwei weit auseinanderliegende Brunnen, einer um das erwärmte Wasser aus dem Grundwasser aufzufangen und der andere, um das abgekühlte Wasser wieder ans Erdreich abzugeben. Beide Systeme sind das ganze Jahr hindurch nutzbar, d. h., es wird keine weitere Heizanlage benötigt.