Erdwärmekörbe: Aufbau und Funktion einfach erklärt

Erdwärmekörbe (auch Energiekörbe) sind eine besondere Form der Erdkollektoren für Sole-Wasser-Wärmepumpen. Sie bestehen aus Kunststoffrohrleitungen, die wie ein Korb aufgewickelt sind. Die Gebilde, die üblicherweise eine Höhe von ein bis drei Metern haben, lassen sich anschließend in der Erde vergraben und an die Wärmepumpe anschließen. Ausgehend von der Umweltheizung strömt dann Sole (ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) durch die Erdwärmekörbe. Das Medium nimmt kostenfreie Energie aus dem Erdreich auf und strömt mit höheren Temperaturen zur Wärmepumpe zurück. Die innovative Heizung macht die kostenfreie Umweltwärme nun zum Heizen nutzbar.

Erdwärme ermöglicht effizienten Betrieb von Sole-Wasser-Wärmepumpen

Damit das funktioniert, überträgt sie die Erdwärme am Verdampfer auf ein spezielles Medium. Das sogenannte Kältemittel nimmt die Energie auf. Es verdampft und strömt anschließend durch einen Verdichter. Dieser hebt mit dem Druck auch die Temperatur des Kältemitteldampfes an. Hat Letztere den Zielwert erreicht, strömt der Dampf über einen zweiten Wärmeübertrager – den sogenannten Verflüssiger. Hier gibt das Kältemittel die thermische Energie an das Heizungswasser ab. Während das passiert, sinkt die Temperatur des Mediums. Es wechselt allmählich in den flüssigen Aggregatzustand und nimmt beim Durchströmen spezieller Drosselventile seinen Ausgangszustand wieder ein. Hat es diesen erreicht, kann der Vorgang von vorn beginnen.

Wichtig: Wie effizient eine Wärmepumpe arbeitet, hängt vom Unterschied zwischen der Umweltquell- und der Heizwassertemperatur ab. Ist dieser sehr klein, benötigt der Verdichter weniger Strom und die Heizkosten fallen niedrig aus. Bei dem Einsatz von Erdwärmekörben ist genau das der Fall. Denn die Wärmeübertrager zapfen mit dem Erdreich eine Energiequelle an, die ganzjährig Temperaturen von fünf bis zehn Grad Celsius aufweist. Sole-Wasser-Wärmepumpen arbeiten mit Energiekörben also effizient und sparsam.

Im Sommer lassen sich Häuser mit Erdwärme kühlen

Während Erdwärmekörbe in der Heizsaison Wärme aus dem Erdreich gewinnen, können sie diese im Sommer auch an dieses abgeben. Auf diese Weise können Verbraucher ihr Haus mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe kühlen. Der Kältemittelkreislauf ist dazu nicht nötig. Denn zum Kühlen überträgt das Heizwasser Wärme direkt oder indirekt auf die Sole. Letztere strömt dann durch die Energiekörbe, über die sie Energie an das Erdreich abgibt. Dabei sinkt die Temperatur der Sole, das Medium strömt zum Haus zurück und kann hier erneut überschüssige Energie aufnehmen – kostengünstig, umweltschonend und besonders effizient.

Quelle: YouTube.com // nextgreen

Planung und Installation der Erdwärmekörbe

Wer eine Wärmepumpe mit Erdwärmekörben betreiben möchte, muss einige Punkte beachten. Wichtig ist dabei vor allem die bedarfsgerechte Planung. Energiekörbe erreichen je nach Größe und Bodenbeschaffenheit eine Entzugsleistung von 400 bis zu 2.000 Watt. Dabei lassen sie sich in Reihe oder parallel verschalten und in einem Abstand von mindestens fünf Metern zueinander installieren. Die Aushübe erreichen dabei eine Tiefe von zwei bis vier Metern.

Die Auslegung der Erdwärmekörbe für ein Einfamilienhaus

Ein modernes Einfamilienhaus hat heute eine Heizlast von sieben bis zehn Kilowatt. Soll diese mit einer Wärmepumpe gedeckt werden, muss sie dem Erdreich mindestens fünf Kilowatt entziehen können. Bei einer mittleren Entzugsleistung von einem Kilowatt benötigen Hausbesitzer dazu also fünf Erdwärmekörbe. Jeder Erdwärmekorb hat einen Flächenbedarf von 15 bis 50 Quadratmetern. Im Mittel muss auf dem Grundstück also eine Fläche von mindestens 150 Quadratmetern zur Verfügung stehen.

Wichtig: Die Entzugsleistung der Erdwärmekörbe hängt von der Baugröße und der Bodenbeschaffenheit am Einbauort ab. Ziehen größere Körbe unter günstigen Voraussetzungen bis zu zwei Kilowatt Wärme aus dem Erdreich, kommen Hausbesitzer auch mit zwei bis drei Wärmekörben aus. Entscheidend sind hier die Angaben der Hersteller sowie die Ergebnisse einer Bodenprobe.

Überbauung mindert die Leistung der Erdwärmekörbe

In den oberen Schichten speichert das Erdreich vor allem Sonnenwärme. Damit es diese aufnehmen und an die Energiekörbe weitergeben kann, dürfen Letztere nicht überbaut werden. Bepflanzungen oder Wege stellen jedoch kein Problem dar.

Übrigens: Feuchtes Erdreich kann mehr Wärme speichern. Wer die Entzugsleistung der Wärmekörbe steigern möchte, sollte den Boden schön feucht halten. Möglich ist das mit der Versickerung von Regenwasser.

Abstände zu Wärmekörben, Gebäuden und Leitungen

Befinden sich die Erdwärmekörbe zu nah beieinander, entziehen sie dem Erdreich zu viel Energie. Die Temperatur lässt sich nicht aufrechterhalten und über kurz oder lang nimmt die Entzugsleistung spürbar ab. Um das zu verhindern, ist ein Mindestabstand von etwa fünf Metern zwischen den Erdwärmekörben einzuhalten. Wichtig ist ein Mindestabstand von zwei bis fünf Metern auch zu Leitungen und Gebäuden. Andernfalls könnten diese Schäden davontragen, wenn die Erdreichtemperatur durch die Wärmekörbe stark absinkt.

Installation und Anschluss der Körbe in kürzester Zeit

Anders als bei Flach- oder Tiefenkollektoren erfolgt die Installation der Erdwärmekörbe oft innerhalb eines Tages. Dazu lassen Experten die Wärmeübertrager in rechteckige Aushübe ein. Diese haben eine Tiefe von 2,5 bis vier Metern und passen in ihren Abmessungen zu den gewählten Wärmekörben. Anschließend verfüllen und verdichten Handwerker die Aushübe. Sie schließen die Energiekörbe mit Kunststoffrohren an Verteiler und die Wärmepumpe an, bevor sie die Anlage testen und in Betrieb nehmen.

Die wichtigsten Vorteile der Wärmeübertrager

Erdwärmekörbe ermöglichen einen effizienten Betrieb von Sole-Wasser-Wärmepumpen. Sie eignen sich auch zur Kühlung von Gebäuden und sind vergleichsweise einfach, schnell und kostengünstig zu installieren. Anders als bei Tiefenbohrungen sind außerdem keine besonderen Genehmigungen erforderlich. Das heißt: Bei ausreichend Platz im Garten gibt es heute kaum Einsatzgrenzen für die platzsparenden Wärmeübertrager. Selbst in Wasserschutz- und Heilquellengebieten ist der Einbau meist möglich. Im Folgenden geben wir einen Überblick über die wichtigsten Vorteile der Erdwärmekörbe:

Vorteile der Erdwärmekörbe
hohe Effizienz der Sole-Wasser-Wärmepumpe
einfache und kostengünstige Erschließung
kaum Einsatzgrenzen für Erdwärmekörbe
wartungsfrei und besonders lange haltbar
Gartenflächen sind weiterhin nutzbar
Nutzung unerschöpflicher Sonnenwärme

Erdwärmekörbe: Kosten und Fördermittel

Wärmekörbe einer Sole-Wasser-Wärmepumpe kosten im Einfamilienhausbereich etwa 3.000 bis 6.000 Euro. Darin inbegriffen ist die Montage samt Zubehör. Im Vergleich zu Flachkollektoren oder Tiefenbohrungen ist die Erschließung des Erdreichs als Wärmequelle damit also günstiger.

Wer sich für eine Erdwärmepumpe entscheidet, bekommt im Neubau wie auch bei der Sanierung eine hohe Förderung vom Staat. So gibt es aktuell mindestens 4.000 Euro für Sole-Wasser-Wärmepumpen. Wer davon profitieren möchte, muss allerdings hohe technische Voraussetzungen erfüllen. So ist im Bestand eine Jahresarbeitszahl von mindestens 3,8 (Wohngebäude) Pflicht. Wer die Förderung im Neubau beantragen möchte, muss eine Jahresarbeitszahl von mindestens 4,5 erreichen.

Die Förderung für Wärmepumpen und Erdwärmekörbe ist vor dem Beginn der Baumaßnahme auf der Webseite des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle zu beantragen.

Übrigens: Mit der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) plant die Bundesregierung, KfW- und BAFA-Förderprogramme zu einem umfassenden Programm zusammenzuschließen. Diese Änderung wirkt sich dann auch auf die Beantragung der Fördermittel aus. Lesen Sie hier, was das Klimapaket für Hausbesitzer außerdem bereithält.

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