Erdwärmepumpe

So funktioniert eine Erdwärmepumpe

Die Erde stellt uns mehr Energie zur Verfügung als die Sonne innerhalb von mehreren Millionen Jahren. Immer mehr Menschen erkennen dieses Potential und versorgen ihr Haus mit dieser umweltfreundlichen Wärme. In Deutschland verzeichnet die Erdwärmepumpen-Branche seit 2000 ein jährliches Absatzwachstum. Für die kommenden Jahre wird mit einer weiteren Steigerung gerechnet.

Für einen durchschnittlichen Haushalt wird die Erdwärme aus höchstens 100 Meter Tiefe gewonnen. Hier herrschen Temperaturen zwischen 9°C und 12°C. Eigentlich viel zu kalt, um einen Raum damit zu beheizen. Für das entsprechende Temperaturniveau sorgt die Erdwärmepumpe. Aber wie genau funktioniert eine Erdwärmepumpe?

Mit einer Erdwärmepumpe die Wärme aus der Erde nutzbar machen

Eine Wärmepumpe wird so genannt, weil sie die Wärme auf ein höheres, für uns nutzbares Temperaturniveau „pumpt“. Die Erdwärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel fließt. Das Kältemittel zeichnet sich dadurch aus, dass es schon bei geringen Temperaturen verdampft und eine hohe innere Wärme besitzt. Innerhalb des Kreislaufs verändert das Kältemittel kontinuierlich seinen Aggregatzustand. Es wird verdampft, komprimiert, verflüssigt und schließlich entspannt. Die Erdwärme wird im Verdampfer in den Erdwärmepumpen-Kreislauf aufgenommen. Das Kältemittel verändert seinen Aggregatzustand durch die aufgenommene Energie von flüssig zu gasförmig. Im elektrisch angetriebenen Verdichter wird das Kältemittel komprimiert. Durch den höheren Druck wird es wärmer. Beim Enthitzen und Verflüssigen des Kältemittels nimmt der Wärme-Tauscher die frei gewordene Energie auf und gibt sie an den Heizkreislauf ab. Da die Temperatur des Heizwassers niedriger ist als die Kondensationstemperatur des Kältemittels, wird es wieder flüssig. Das Heizwasser erhält also die im Verdampfer aufgenommene Wärme und die zusätzliche, durch das Verdichten zugeführte Energie. Anschließend wird das Kältemittel entspannt, d.h. der Druck wird abgebaut, und danach dem Verdampfer zugeführt. An dieser Stelle ist die Erdwärmepumpe mit der Erdwärmesonde oder dem Erdwärmekollektor verbunden. Das Kältemittel nimmt die Erdwärme auf und wird wieder gasförmig. Der Kreislauf beginnt von neuem.

Bei einer Erdwärmepumpe fallen also nur Stromkosten für den Antrieb an. Um diese möglichst gering zu halten, sollte man im Haus mit einer Niedertemperaturheizung heizen, da so die Vorlauftemperatur gering gehalten werden kann und die Erdwärmepumpe nicht so viel arbeiten muss. Grundsätzlich gilt für die Erdwärmepumpe: Je geringer der Unterschied zwischen Temperaturquelle und Wärme-Verteilung ist, desto wirtschaftlicher arbeitet eine Erdwärmepumpe.

Erdwärme als Klimaanlage

Eine Erdwärme-Anlage kann sogar noch mehr. Während im Sommer in anderen Häusern die Klimaanlagen auf Hochtouren laufen, die Stromrechnung so in die Höhe treiben und die Umwelt belasten, kann Erdwärme das Haus völlig umsonst und umweltfreundlich kühlen. Die Temperaturen in der Erde bis zu 100 Meter Tiefe betragen zwischen 9°C und 12°C. Über die Erdwärmesonde oder den Erdwärmekollektor gelangen die Temperaturen in den Heizkreislauf, der jetzt zu einem Kühlungskreislauf wird. Die Erdwärmepumpe muss dafür nicht eingeschaltet werden. Gleichzeitig wird auch die Wärme aus dem Innenraum über die Erdwärmesonde oder den Erdwärmekollektor in den Untergrund eingespeist. So kann dieser sich aufwärmen und regenerieren. Im Winter stehen dann größere Energiemengen zur Verfügung und die Erdwärmepumpe muss weniger Leistung erbringen, um das Temperaturniveau entsprechend zu heben.