Die Erde ist ein warmer Planet und wir können diese natürliche Wärmequelle nutzen, um unsere Häuser zu beheizen. Die Technologie, die dies ermöglicht, nennt sich Geothermie und wird sowohl in Kraftwerken als auch in Wohnhäusern eingesetzt. Dabei entziehen Flachkollektoren, Spiralkollektoren oder Erdwärmesonden dem Erdreich die Wärme.
Funktionsweise der Geothermie bei Wohnhäusern
Bei der Geothermie für Wohnhäuser werden Erdwärmepumpen verwendet, um die Wärme aus der Erde ins Haus zu pumpen. Dabei wird ein Trägermedium, wie beispielsweise Wasser mit einem Frostschutzmittel, genutzt, um die Wärme auf ein Kältemittel zu übertragen. Das Kältemittel wird verdichtet, wodurch die Temperatur steigt. Anschließend kann die Wärme mithilfe eines Wärmetauschers an das Heizungs- und Brauchwasser abgegeben werden.
Verschiedene Möglichkeiten der Erdwärmenutzung
Es gibt drei verschiedene Möglichkeiten, die Wärme der Erde im privaten Bereich zu nutzen: Flachkollektoren, Spiralkollektoren und Erdwärmesonden.
Die Erdwärmesonden werden tief in die Erde gebohrt und arbeiten unabhängig von der Jahres- oder Tageszeit gleichmäßig effizient. Die Bohrungen sind jedoch teuer und müssen genehmigt werden. Erdwärmekollektoren hingegen werden in einer Tiefe von 1,50 bis zwei Metern im Garten vergraben. Diese Methode ist kostengünstiger, erfordert jedoch eine größere Fläche, die nicht bebaut und nur eingeschränkt bepflanzt werden darf. Spiralkollektoren und Wärmekörbe sind eine Zwischenlösung und werden in etwa vier Metern Tiefe im Erdreich platziert.
Effizientes Heizen mit Erdwärme
Eine Erdwärmepumpe arbeitet besonders effizient, wenn sie möglichst wenig Arbeitsenergie in Form von elektrischem Strom benötigt, um die gewünschte Zieltemperatur zu erreichen. Dies wird durch die sogenannte Jahresarbeitszahl (JAZ) ausgedrückt, also das Verhältnis von eingesetzter Energie zur erzeugten Wärmeenergie. Eine hohe JAZ wird erreicht, wenn die Ausgangstemperatur hoch ist und die Höchsttemperatur des Brauch- und Heizungswassers niedrig gehalten wird.
Infrastrukturelle Voraussetzungen für eine Erdwärmepumpe
Um Geothermie effizient nutzen zu können, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Es wird ein geeignetes Grundstück benötigt, insbesondere für Kollektoren, die viel Platz im Garten beanspruchen. Zudem sollte eine Flächenheizung vorhanden sein, die niedrige Vorlauftemperaturen ermöglicht. Auch eine gute Wärmedämmung trägt zur Effizienz bei.
Vorteile und Nachteile einer Erdwärmepumpe
Erdwärmepumpen bieten verschiedene Vorteile, wenn alle Voraussetzungen erfüllt sind. Sie sind kostengünstig im Unterhalt, umweltfreundlich und wartungsarm. Zudem ermöglichen sie eine hohe Effizienz bei der Wärmeerzeugung. Allerdings sind die Anschaffungskosten hoch und es wird viel Platz benötigt. Zudem sind Erdwärmekollektoren im Winter nicht immer effizient und die Nutzung von Erdwärme ist nur in modernen Häusern effizient.
Kosten und Umweltauswirkungen
Die Kosten für eine Erdwärmepumpe beinhalten sowohl Material- als auch Montagekosten. Zusätzlich müssen Erdarbeiten durchgeführt werden, die je nach Umfang variieren. Die laufenden Kosten bestehen hauptsächlich aus Stromkosten. Die Umweltauswirkungen privater Erdwärmeheizungen sind in der Regel gering. Bei Bohrungen für Sonden besteht jedoch das Risiko einer Verschmutzung oder Absenkung des Grundwassers. Eine sorgfältige Planung ist daher wichtig, um negative Auswirkungen auf den Garten zu vermeiden.
Fazit: Geothermie im Neubau besonders interessant
Die Geothermie ist vor allem im Neubau interessant, da Heizung und Gebäude optimal aufeinander abgestimmt werden können. Durch eine hohe Jahresarbeitszahl können sich die hohen Kosten amortisieren. Im Gebäudebestand ist die Verwendung einer Erdwärmepumpe nicht immer möglich und mit höheren Kosten verbunden. Förderprogramme können jedoch einen Teil der Kosten abfedern.
