Sole-Wasser-Wärmepumpe: Funktion, Kosten, Vor- und Nachteile

Auch als Erdwärmepumpe bezeichnet, gewinnt die Sole-Wasser-Wärmepumpe Heizenergie aus der Erdwärme. Um diese Energie zu absorbieren, lassen sich verschiedene Technologien einsetzen, von Erdsonden über Erdkollektoren bis hin zu Erdwärmekörben. Wie das funktioniert, Kosten, staatliche Zuschüsse für Geothermie sowie Vor- und Nachteile dieser Heizungsart.

Funktion

In einer Tiefe von 1,5 bis 10 Metern hat das Erdreich ganzjährig eine relativ konstante Temperatur von 8 bis 12 °C. Diese oberflächennahe Geothermie nutzt eine Sole-Wasser-Wärmepumpe als Ausgangspunkt.

Dafür lassen sich verschiedene Technologien einsetzen, wie Erdsonden, Erdkollektoren oder Energiezäune. Ihnen ist gemein, dass sie Sole als Trägerflüssigkeit nutzen. Dabei handelt es sich um ein Gemisch aus Frostschutzmittel und Wasser, das die Wärme aus der Erde aufnimmt und zur Wärmepumpe transportiert.

Im Inneren der Wärmepumpe läuft ein geschlossener Kreislauf, wobei die Sole die Wärme an ein Kältemittel abgibt. Da das Kältemittel bereits bei niedrigen Temperaturen gasförmig wird, verdampft es durch die aufgenommene Wärme. Ein Verdichter erhöht den Druck auf das gasförmige Kältemittel und erhöht so dessen Temperatur. Die so gewonnene Wärme wird über die Fußbodenheizung und Heizkörper an das Hausinnere abgegeben. Danach verflüssigt sich das Kältemittel und der Kreislauf beginnt von vorne.

Verschiedene Technologien: Ersonden, Erdkollektoren und Co.

Für den Einsatz von Sole-Wasser-Wärmepumpen haben sich verschiedene Technologien etabliert. Sie unterscheiden sich dahingehend, wie sie die Wärme aus dem Erdreich fördern. Welche Technologie sinnvoll ist, hängt vor allem von den Voraussetzungen des Grundstücks ab:

Erdsonden

Dabei handelt es sich um eine vertikale Bohrung, bei der Rohrleitungen in einer Tiefe von 50 bis 100 Meter in die Erde eingelassen werden. Erdsonden gelten als besonders effizient, da in der Bohrtiefe die Temperaturen das ganze Jahr über vergleichsweise konstant bleiben. Da es sich um einen senkrechten Bohrschacht handelt, benötigt eine Sonde auch deutlich weniger Fläche als Erdkollektoren. Das macht sie ideal für kleine Grundstücke.

Erdkollektoren

Dabei handelt es sich um horizontal verlegte Rohre, in 1 bis 2 Metern Tiefe. Da sie deutlich weniger Tief als Erdsonden liegen, benötigen Erdkollektoren deutlich mehr Fläche, um die gleiche Menge an Wärme zu gewinnen. Da jedoch weniger tief gebohrt werden muss, sind Sole-Wasser-Wärmepumpen mit Erdkollektoren günstiger als solche mit Erdsonden. Ein Nachteil ist jedoch die große Fläche, die sie benötigen. Diese umfasst etwa das 1,5 bis 2-fache der zu beheizenden Fläche, weshalb sie sich nur für große Grundstücke eignen.

Grabenkollektoren

Dabei handelt es sich um eine besondere Form von Erdkollektoren. Durch ihre spiralförmigen Rohrleitungen benötigen sie weniger Platz als herkömmliche Kollektoren. Damit eignen sie sich auch für mittelgroße Grundstücke.

Erdwärmekörbe

Wie der Name bereits nahelegt, handelt es sich um korbähnliche Rohrleitungen. Sie sind eine Kombination aus horizontalen und vertikalen Strukturen. So nutzen sie die Fläche optimal aus und eignen sich auch für kleine Grundstücke.

Energiezäune

Dabei handelt es sich um eine Technologie, die ganz oder zumindest teilweise an der Oberfläche als Zaun verläuft. Energiezäune gewinnen die Wärmeenergie für die Sole-Wasser-Wärmepumpe demnach nicht aus der Erde, sondern durch Sonneneinstrahlung und die Umgebungsluft. Teilweise sind Energiezäune zusätzlich mit unterirdischen Kollektoren verbunden, was die Effizienz steigert.

Kosten einer Erdwärmepumpe

Der Preis für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe liegt zwischen 20.000 und 40.000 Euro mit Einbau und den Kosten für die Erdbohrung:

Entscheidend ist auch hier, welche Technologie für die Nutzung von Erdwärme zum Einsatz kommt. Hier eine Übersicht der Gesamtkosten einer Wärmepumpe je nach eingesetzter Technologie:

Förderung in 2024/2025

Mit dem neuen Heizungsgesetz wurde auch eine umfassende Anpassung der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) vorgenommen. Demnach erhalten Modernisierer eine Grundförderung von 30 Prozent für den Wechsel auf eine regenerative Heizung wie eine Sole-Wasser-Wärmepumpe.

Zusätzlich zu dieser Grundförderung gibt es einen Innovationsbonus von 5 Prozent speziell für Wasser-Wasser-Wärmepumpen und Geothermie. Gleiches gilt für Luft-Wasser-Wärmepumpen, wenn sie ein natürliches Kältemittel wie R-32 oder R-290 nutzen.

Außerdem sind weitere Boni und dadurch ein Aufstocken der Förderung von bis zu 70 Prozent möglich. Hier ein Überblick über alle Fördermöglichkeiten für Wärmepumpen.

Heizen mit Erdwärme: Vor- und Nachteile

Ein Vorteil von Sole-Wasser-Wärmepumpen gegenüber Luftwärmepumpen ist der deutlich höhere Jahresarbeitszahl. Diese gibt an, aus wie viel Wärme eine Wärmepumpenheizung aus einem Teil Strom gewinnt. Erdwärmepumpen kommen hier auf einen Wert zwischen 3,5 und 5, Luft-Wasser-Wärmepumpen erreichen eine Jahresarbeitszahl von 2,5 bis 4.

Darüber hinaus bringt das Heizen mit Geothermie folgende Vor- und Nachteile mit sich:

Vorteile

• Hohe Effizienz: Die Temperatur des Erdreichs beträgt das ganze Jahr konstante 8 bis 12 °C. Dadurch arbeitet eine Erdwärmeheizung auch bei niedrigen Außentemperaturen effizient.
• Lange Lebensdauer: Anders als bei fossilen Heizungen wie Öl und Gas findet keine Verbrennung statt, weshalb Wärmepumpen wartungsarm sind. Bei guter Installation kann die Wärmepumpe 20 Jahre oder länger halten.
• Ganzjährige Nutzung: Sie lässt sich sowohl für die Raumheizung als auch für die Warmwasserbereitung nutzen. Im Sommer kann eine Sole-Wasser-Wärmepumpe auch zum passiven Kühlen eingesetzt werden, indem die kühle Sole durch die Fußbodenheizung leitet.
• Umweltfreundlich: Bei Nutzung erneuerbarer Energie aus dem Erdreich in Kombination mit Ökostrom ist der Betrieb nahezu klimaneutral.
• Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen: Kein Bedarf an Öl, Gas oder Holz. Das reduziert langfristig die Abhängigkeit von schwankenden Energiepreisen.
• Attraktive Zuschüsse: Derzeit erhalten Modernisierer eine Förderung zwischen 30 und 70 Prozent.

Nachteile

• Hohe Installationskosten: Die Erschließung der Energiequelle (Erdsondenbohrung oder Erdkollektoren) ist vergleichsweise teuer. Bohrungen für Erdsonden sind besonders kostspielig, da sie spezielle Genehmigungen erfordern und nur von Fachfirmen durchgeführt werden dürfen.
• Genehmigungspflicht: Bohrungen für Erdsonden sind genehmigungspflichtig und müssen Umweltauflagen einhalten, um das Grundwasser zu schützen.
• Platzbedarf für Erdkollektoren: Wenn Erdkollektoren verwendet werden, benötigen Eigentümer außerdem eine ausreichend große Fläche im Garten. Diese Fläche darf nicht überbaut oder stark bepflanzt werden.

Sole-Wasser-Wärmepumpen Test

2024 hat die Stiftung Warentest verschieden Luftwärmepumpen getestet. Zwar hat sie 2007 auch einen Test verschiedener Erdwärmepumpen vorgenommen, diesen hat sie bisher jedoch nicht aktualisiert. Hier ein Überblick: