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Erdwärmepumpe: Funktion, Kosten, Förderung

  • Konstant hohe Temperaturen im Erdreich
  • Keine Außeneinheit erforderlich
  • Sehr hohe Betriebssicherheit

Erdwärmepumpen – auch bekannt als Sole-Wärmepumpen – nutzen die im Erdreich gespeicherte Wärme als Energiequelle. Die Sonne sorgt dafür, dass der Boden kontinuierlich erwärmt wird. Dieser wiederum speichert die Wärme besonders effizient.

Auf dieser Ratgeberseite finden Sie Informationen zu folgenden Themen

Wie funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe arbeitet mit der im Boden gespeicherten Wärme, die ab einer Tiefe von etwa einem Meter das ganze Jahr über konstant bei 7 bis 12° C liegt. Dabei greifen sie nur auf die oberen Erdschichten zu. In den tieferen Erdschichten ab 400 m Tiefe arbeitet eine Erdwärmepumpe nicht. Für die Wärmeaufnahme aus den oberen Erdschichten nutzt die Erdwärmepumpe Erdkollektoren, Erdsonden oder Erdwärmekörbe, die jeweils auf unterschiedliche Weise Wärme aufnehmen. Wie das genau funktioniert, erklären wir Ihnen hier gerne im Detail.

Zu Beginn wird eine frostsichere Flüssigkeit, die sogenannte Sole, durch ein unterirdisches Rohrleitungssystem geleitet. Dort nimmt die Soleflüssigkeit Erdwärme auf und transportiert sie zu der Solewärmepumpe. Die Wärme wird dann an ein Kältemittel übergeben, welches in den Leitungen der Solewärmepumpe zirkuliert. Dieses Kältemittel besitzt die Eigenschaft, bereits bei sehr niedrigen Temperaturen zu verdampfen und einen gasförmigen Zustand einzunehmen. Das gasförmige Kältemittel wird dann in einem Verdichter komprimiert, wodurch sowohl Druck als auch Temperatur steigen. Abschließend wird die dadurch gewonnene Wärme über einen Wärmetauscher an das im Haus installierte Wärmeverteilsystem, wie beispielsweise eine Fußbodenheizung, abgegeben. Der Kreislauf schließt sich, indem das Kältemittel abkühlt und wieder verflüssigt wird, um erneut Wärme aus dem Erdreich aufzunehmen.

Übrigens: Die Begriffe Erdwärme und Geothermie werden oft synonym verwendet, jedoch gibt es eine feine Unterscheidung in ihrer Bedeutung:

Erdwärme

„Erdwärme“ beschreibt die natürliche Wärme, die im Erdreich gespeichert ist und die zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Sie umfasst vor allem die oberflächennahen Bodenschichten bis ca. 400 m Tiefe, die mit Erdwärmepumpen zur Beheizung oder Kühlung von Gebäuden erschlossen werden.

Geothermie

„Geothermie“ bezeichnet die technische Nutzung der Erdwärme und umfasst alle Verfahren und Technologien, die zur Nutzung von Wärme aus dem Erdinneren angewendet werden. Dabei reicht der Begriff Geothermie von der oberflächennahen Nutzung bis hin zur Wärmegewinnung aus tieferen Erdschichten.

Arten der Erdwärme-Gewinnung

Erdkollektoren

Erdwärmekörbe

Ringgraben

Erdsonden

Erdkollektoren

Erdkollektoren

Erdkollektoren bestehen aus einem horizontalen Leitungssystem, welches unter der Frostgrenze rund 1,5 m tief im Erdreich flach verlegt wird. Sie benötigen eine große Fläche, was sie für kleinere Grundstücke weniger geeignet macht. Als Faustregel gilt: Die Fläche für die Installation von Erdkollektoren muss etwa doppelt so groß sein wie die Wohnfläche des Hauses. Zusätzlich haben der Heizwärmebedarf und die Beschaffenheit des Bodens Einfluss auf die Größe der erforderlichen Fläche. Es ist wichtig, dass die Fläche für die Erdkollektoren nicht bebaut oder bepflastert wird, da die Sonne den Boden sonst nicht vollflächig erwärmen kann. Eine Bepflanzung mit Büschen, Sträuchern oder Bäumen mit flachen Wurzeln ist jedoch möglich. Die Installation von Erdkollektoren ist im Vergleich zu Erdsonden, Erdwärmekörben und Ringgraben einfacher und kostengünstiger, weshalb sie häufig in Neubaugebieten mit ausreichend Platz genutzt werden. Ein weiterer großer Vorteil von Erdkollektoren ist, dass keinerlei Genehmigungen erforderlich sind.

Erdwärmekörbe

Erdwärmekörbe

Erdwärmekörbe sind eine Form von oberflächennahen Erdkollektoren und bestehen aus spiralförmigen Rohrstrukturen, die senkrecht in den Boden eingelassen werden. Die vorgefertigten Erdwärmekörbe mit etwa 2 m Durchmesser werden in Gruben mit bis zu 4 m Tiefe eingebracht. Auch eine Hanglage ist für die Installation möglich. Zu beachten ist, dass die darüberliegende Fläche weitestgehend frei bleibt, damit der Boden die Sonnenwärme aufnehmen kann. Wie bei den Erdkollektoren ist eine Bebauung oder Bepflasterung der Fläche nicht möglich, da der Boden die Sonnenwärme nicht komplett aufnehmen könnte. Eine Bepflanzung hingegen ist problemlos möglich, solange keine tiefwurzelnden Pflanzen eingesetzt werden. Erdwärmekörbe sind vor allem für kleinere Grundstücke ideal, da sie im Vergleich zu Erdkollektoren weniger Fläche benötigen. Dadurch eignen sie sich gut für kleinere Gärten und sind einfacher zu installieren als Erdsonden. Ein klarer Vorteil von Erdwärmekörben ist zudem, dass für diese Art der Wärmegewinnung keine Genehmigung erforderlich ist.

Ringgraben

Ringgraben

Ringgrabenkollektoren werden horizontal in einer länglichen Schleifenform unterhalb der Frostgrenze in etwa 2 m Tiefe auf dem Grundstück verlegt. Die Länge und Form des Grabens werden individuell an die jeweilige Grundstücksgröße und den Energiebedarf des Hauses angepasst. In den Ringgraben verlegten Rohren zirkuliert eine Soleflüssigkeit, welche die Wärme aufnimmt und zur Erdwärmepumpe leitet. Vorteile des Ringgrabenkollektors sind, dass keine tiefen Bohrungen wie bei Erdsonden erforderlich sind und das im Gegensatz zu Erdkollektoren, keine flächendeckende Verlegung über große Grundstücksflächen erforderlich sind. Das Grundstück kann nach der Verlegung wieder vollständig genutzt werden, beispielsweise als Rasenfläche. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Fläche über den Ringgrabenkollektoren weder bepflastert noch bebaut werden darf, um die Wärmeaufnahme durch die Sonne zu gewährleisten. Eine Bepflanzung mit flachen Wurzeln stellt hingegen kein Problem dar. Vorteilhaft bei Ringgrabenkollektoren ist, dass keine Genehmigung erforderlich ist.

Erdsonden

Erdsonden

Erdsonden werden in 40 bis über 100 m tiefen Erdschichten eingebracht. Sie bestehen aus vertikalen Rohren, die in tiefe Bohrlöcher eingelassen werden. In den Rohren zirkuliert eine Soleflüssigkeit, welche die Wärme in der Tiefe aufnimmt, und nach oben zur Wärmepumpe transportiert. Der größte Vorteil der Wärmegewinnung mit einer Erdsonde ist die besonders hohe Energieeffizienz. Die Temperaturen im Erdreich sind das ganze Jahr über konstant – und steigen mit zunehmender Tiefe. Wie tief die Erdsonde eingebracht wird, hängt vom Wärmebedarf des Hauses ab. Zudem benötigen Erdsonden im Vergleich zu den anderen Arten der Erdwärme-Gewinnung weniger Platz, weshalb sie sich besonders für Grundstücke mit begrenzter Fläche eignen. Nachteilig sind die vergleichsweise höheren Kosten für die Planung und Bohrung. Zusätzlich müssen Sie vorab eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde einholen und ab einer Tiefe von 100 m das Bergrecht sowie weitere Genehmigungen beachten.

Vorteile von Erdwärmepumpen

Effizienz

Die Temperaturen im Erdreich sind das ganze Jahr über relativ konstant, sodass Erdwärmepumpen eine verlässlich hohe Energieeffizienz mit sich bringen.

Innenaufstellung

Erdwärmepumpen werden innen aufgestellt, sodass der Garten in der Regel frei genutzt werden kann. Da es keine Außeneinheit mit Ventilator gibt, arbeiten sie zudem sehr leise.

Langlebigkeit

Erdwärmepumpen überzeugen mit ihrer besonders hohen Betriebssicherheit und mit ihrer hohen Lebensdauer.

Kühlung

Wird das System entsprechend ausgelegt, profitieren Sie im Sommer von einer stromsparenden Kühlung. Der Kältekreislauf der Erdwärmepumpe wird ausgeschaltet.

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Nachteile von Erdwärmepumpen

Höhere Anschaffungskosten: Die Installation einer Erdwärmepumpe ist im Vergleich zu Luftwasserwärmepumpen teurer, da Erdarbeiten erforderlich sind.

Platzbedarf: Kommt eine platzsparende Erdsondenbohrung nicht in Frage, wird eine größere Grundstücksfläche für die Installation benötigt. Das schränkt kleinere Grundstücke in der Auswahl der Erdwärme-Gewinnung ein.

Abhängigkeit von der Bodenqualität: Die Effizienz der Erdwärmepumpe hängt von den thermischen Eigenschaften des Bodens ab. Nicht alle Böden bieten eine ideale Wärmeübertragung, was die Effizienz mindern kann.

Kosten einer Erdwärmepumpe

Die Kosten einer Erdwärmepumpe variieren stark und hängen von mehreren Faktoren ab. Hier sind die wichtigsten Aspekte zu den Kosten einer Solewärmepumpe aufgeschlüsselt:

Die Anschaffungskosten: Der Kaufpreis einer Erdwärmepumpe ist in der Regel höher als der von Luftwärmepumpen oder fossilen Heizsystemen. Die Kosten können je nach Größe, Leistung und Hersteller variieren.

Installationskosten: Die Installationskosten einer Erdwärmepumpe bilden den größten Kostenfaktor, da aufwändige Erdarbeiten erforderlich sind. Insbesondere die Bohrung von Erdsonden ist sehr teuer, da dies Fachpersonal und spezielle Maschinen erfordert. Die Art der gewählten Installation (z.B. Erdkollektor, Erdsonde, Erdwärmekörbe oder Ringgrabenkollektor) hat dabei großen Einfluss auf die Höhe der Kosten.

Genehmigung und Planung: Für Bohrungen sind Genehmigungen und spezielle Bodengutachten nötig, was zusätzliche Kosten für eine Erdwärmepumpe verursachen kann.

Betriebskosten: Eine Erdwärmepumpe benötigt zwar Strom für ihren Antrieb, verbraucht aber im Vergleich zu Luftwärmepumpen viel weniger Antriebsstrom, da die Temperaturen im Erdreich das ganze Jahr über konstant und dadurch insbesondere während der Heizperiode im Winter viel höher sind. Aus 1 kWh elektrischer Energie kann eine Erdwärmepumpe bis zu 5 kWh Heizenergie erzeugen und arbeiten damit besonders effizient. Somit sparen Sie mit einer Erdwärmepumpe langfristig Heizkosten ein.

Förderung

Eine Solewärmepumpe zahlt sich nicht nur für Sie, sondern auch fürs Klima aus. Dank des effizienten und emissionsarmen Betriebs leisten Sie jeden Tag einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Dafür belohnt der Staat Sie finanziell – im Rahmen verschiedener Förderprogramme.

Die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) unterstützt den Austausch alter Heizanlagen und fördert in besonderem Maße den Umstieg auf moderne Wärmepumpentechnologie. Alle aktuellen Informationen finden Sie in unserem Ratgeber zum Thema Förderung.

 

Zum BEG-Ratgeber

Für wen lohnt sich eine Erdwärmepumpe?

Eine Erdwärmepumpe lohnt sich besonders für Hausbesitzer, die zukunftssicher und umweltfreundlich heizen möchten. Da die Investitionskosten anfangs höher sind, profitieren vor allem Personen, die ihr Haus über viele Jahre nutzen, da sich die anfänglichen Kosten langfristig durch niedrigere Betriebskosten rentieren. Besonders attraktiv sind Erdwärmepumpen für Neubauten, da sie hier von Anfang an in das Gesamtkonzept mit eingeplant werden kann.

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Planung einer Erdwärmepumpe

Bei der Planung von Solewärmepumpen spielen viele Faktoren eine Rolle – der Planungsaufwand ist somit höher als zum Beispiel bei Luftwärmepumpen. Grundsätzlich muss jedoch für jede Art von Wärmepumpe vorab der energetische Standard des Hauses ermittelt werden. Dafür ziehen Sie am besten einen Energieeffizienz-Experten hinzu. Dieser wägt ab, ob Sanierungsmaßnahmen am Haus vorab sinnvoll sind, und ermittelt, wie hoch der Primärenergiebedarf ist. Dieser Wert ist immens wichtig und hat einen direkten Einfluss beispielsweise auf die Tiefe einer Erdsondenbohrung.

Bei der Planung des Solewärmepumpen-Systems entscheiden die Größe und Beschaffenheit des Grundstücks darüber, ob die Wärmegewinnung am besten über Erdkollektoren, Erdwärmekörbe, eine Erdsonde oder einen Ringgrabenkollektor erfolgt. Essenziell sind auch die Aufstellmöglichkeiten für eine Solewärmepumpe im Haus. Am Aufstellort, zum Beispiel im Hauswirtschaftsraum oder im Keller, muss genug Platz für die Solewärmepumpe vorhanden sein. Unsere flexoTHERM exclusive und flexoCOMPACT exclusive benötigen hier nur 0,35 m² Aufstellfläche – bei Ersterer muss aber zusätzlich Platz für einen Warmwasserspeicher eingeplant werden.

Gut zu wissen: Sollten Sie sich für eine Erdsonde entscheiden, müssen zudem vorab behördliche Genehmigungen für die Tiefenbohrung eingeholt werden.

Erdwärmepumpen sinnvoll kombinieren

Setzen Sie Ihre neue Erdwärmepumpe als Teil eines ganzheitlichen Heizsystems ein, ergeben sich völlig neue Möglichkeiten. Sie können von einer deutlich höheren Energieeffizienz, mehr Nachhaltigkeit und einem Plus an Komfort profitieren.

Ein maximal effizientes System entsteht beispielsweise, wenn eine Erdwärmepumpe mit einer Photovoltaikanlage kombiniert wird. Der durch die PV-Anlage selbst erzeugte Strom kann direkt für den Betrieb der Erdwärmepumpe genutzt werden. Auch die Ergänzung um eine kontrollierte Wohnraumlüftung ist sinnvoll. Unser umfassendes Speicherportfolio lässt Ihnen zudem bei der Warmwasserbereitung alle Freiheiten: Unsere Erdwärmepumpe flexoTHERM exclusive ist beispielsweise flexibel mit vielen Speichern kombinierbar.

Details zu allen Kombinationsmöglichkeiten können Sie in unserem Ratgeber nachlesen.

Kundenreferenzen: Erdwärmepumpe aus vielen guten Gründen

Unsere Erdwärmepumpen ermöglichen eine besonders effiziente Beheizung von Häusern. Wie das aussehen kann, veranschaulicht Ihnen das folgende Beispielprojekt.

Nachhaltigkeit mit System

In ihrem großzügigen Neubau hatte Familie Anders genauso hohe Ansprüche an einen individuellen Wohnkomfort wie auch an Nachhaltigkeit. Das neue Zuhause auf dem relativ schmalen Grundstück in Stadtlage sollte ökonomisch und ökologisch zugleich mit Wohnwärme und Warmwasser versorgt werden – kurz gesagt: zeitgemäß. Auch eine smarte Heizungssteuerung und ein Energiemanagement waren Teil des Plans. Mit ihrer Erdwärmepumpe von Vaillant hat die Familie die ideale Lösung gefunden.

 

Zum Projekt

Erdwärmepumpen von Vaillant im Überblick

Mit einer Erdwärmepumpe von Vaillant entscheiden Sie sich für eine hocheffiziente Premiumlösung. Zusätzlich zu unseren Erdwärmepumpen für Einfamilienhäuser bieten wir auch Lösungen mit extra hoher Leistung für Mehrfamilienhäuser.

GebäudeartFunktionProdukt
 HeizungWarmwasserKühlung 
Einfamilienhaus, MehrfamilienhausflexoTHERM exclusive
EinfamilienhausflexoCOMPACT exclusive
Mehrfamilienhaus, GewerbegeoTHERM perform

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  • Warmwasserspeicher für jeden Bedarf
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  • Ideal für kleine Aufstellräume
  • Smarte Systemsteuerung

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  • Zuverlässiger, langlebiger Betrieb
  • Ideal für den Austausch älterer Erdwärmepumpen

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FAQ: Häufige Fragen zur Erdwärmepumpe

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