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Wie funktioniert eine Erdwärmeheizung?

Eine Erdwärmeheizung arbeitet im Prinzip wie ein Kühlschrank – nur im umgekehrten Betrieb: Sie entzieht dem Untergrund Wärme und gibt diese an das Haus ab.

Zur Gewinnung der Erdwärme wird zunächst meist ein Wärmetauscher eingesetzt. Dabei zirkuliert Wasser oder eine Wärmeträgerflüssigkeit in einem geschlossenen Rohrsystem im Untergrund und nimmt die Wärme aus dem Boden auf. Bei einem Brunnensystem zirkuliert das Grundwasser in zwei offenen Brunnen. Diese Wärme wird an der Oberfläche an die Wärmepumpe abgegeben (siehe 1 in der Abbildung unten). In der Pumpe zirkuliert ein Arbeitsmittel, das bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft (das Kältemittel) und dabei die Wärme aus der Wärmeträgerflüssigkeit aufnimmt.

Das verdampfte Kältemittel wird nun in einem Kompressor stark verdichtet (siehe 2 in der gegenüberliegenden Abbildung). Durch den höheren Druck steigt auch die Temperatur deutlich an. Sie können diesen Effekt ganz einfach mit einer Fahrradluftpumpe ausprobieren: Diese wird warm, wenn man pumpt und den Auslass zuhält. Nach Verlassen des Kompressors gibt das heiße Mittel seine für den Heizbetrieb jetzt ausreichende Wärme an das Heizungssystem ab, wobei es sich abkühlt und wieder verflüssigt (siehe 3 in der gegenüberliegenden Abbildung). Durch ein Expansionsventil tritt es dann wieder in den Niederdruckbereich ein, wodurch es weiter abkühlt (siehe 4 in der gegenüberliegenden Abbildung). So kann es wieder Wärme aus der Erde aufnehmen und der Kreislauf kann von vorne beginnen.

Für den Antrieb des Kompressors benötigt eine Wärmepumpe Energie, die meist in Form von Strom oder Gas zugeführt wird. Die Effizienz einer Wärmepumpe spielt daher eine wichtige Rolle. Bestimmt wird diese unter anderem über die Jahresarbeitszahl. Bei einer Jahresarbeitszahl von 4 erzeugt eine Wärmepumpe zum Beispiel aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Heizungswärme. Damit arbeitet sie bereits sehr effektiv und umweltschonend. Eine weitere Verbesserung der CO2-Bilanz Ihrer Erdwärmeanlage erreichen Sie übrigens durch den Einsatz von Strom aus regenerativen Quellen. Denn dann verursachen Sie mit Ihrer Heizung gar keine klimaschädlichen CO2- Emissionen mehr.

Aus der Broschüre Tipps für Hausbesitzer.