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Sole-Wasser-Wärmepumpe: Effizient heizen dank Erdwärme
Die Nutzung erneuerbarer Energien zum Heizen gewinnt immer mehr an Bedeutung – sei es aus Kostengründen, Umweltbewusstsein oder der Kombination aus beidem. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe, auch Erdwärmepumpe genannt, stellt eine besonders effiziente und nachhaltige Heizlösung dar. Sie nutzt die im Erdreich gespeicherte Wärme und wandelt diese mithilfe modernster Technologie in Heizenergie um. Da die Temperaturen unter der Erdoberfläche ganzjährig recht kontant sind und über dem Nullpunkt liegen, kann die Sole-Wasser-Wärmepumpe besonders effizient arbeiten.
Dieser Artikel bietet Ihnen einen umfassenden Überblick über Funktionsweise, Vorteile, Kosten und Fördermöglichkeiten von Sole-Wasser-Wärmepumpen und hilft Ihnen bei der Entscheidung, ob dieses Heizsystem die richtige Wahl für Ihr Zuhause ist.
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Funktionsweise der Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe arbeitet nach einem Prinzip, das dem eines Kühlschranks ähnelt – nur in umgekehrter Richtung. Der Prozess lässt sich in vier wesentliche Schritte unterteilen:
- Wärmeaufnahme aus dem Erdreich: Die thermische Energie wird dem Boden durch ein im Erdreich verlegtes Rohrsystem entzogen. In diesen Rohren zirkuliert eine frostsichere Flüssigkeit, die sogenannte Sole (ein Wasser-Glykol-Gemisch), welche die Wärme aufnimmt.
- Verdampfung: Die Sole gibt die gewonnene Wärmeenergie an ein Kältemittel in der Wärmepumpe ab, das aufgrund seines niedrigen Siedepunkts verdampft.
- Verdichtung: Der gasförmige Kältemitteldampf wird in einem Kompressor verdichtet, wodurch sich Druck und Temperatur erhöhen. Durch diesen Prozess steigt die Temperatur auf ein nutzbares Niveau für Heizzwecke.
- Wärmeabgabe: Das erhitzte Kältemittelgas gibt im Verflüssiger (Kondensator) seine Wärme an das Heizungswasser ab und kühlt sich dabei wieder ab. Das nun wieder flüssige Kältemittel wird über ein Expansionsventil entspannt und der Kreislauf beginnt von neuem.
Diese Technologie ermöglicht es, aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie etwa vier Kilowattstunden Heizenergie zu gewinnen. Der hohe Wirkungsgrad macht die Sole-Wasser-Wärmepumpe zu einer äußerst effizienten Heizlösung. Grundsätzlich ist das Funktionsprinzip aller Wärmepumpen-Arten gleich, wobei sich die Wärmeaufnahme unterscheidet.
Varianten der Erdwärmenutzung
Die Erschließung der Erdwärme für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe kann auf zwei wesentliche Arten erfolgen: durch Erdkollektoren (auch Flächenkollektoren genannt) oder durch Erdsonden. Für welche Option Sie sich entscheiden wird unter anderem von den baulichen Gegebenheiten vor Ort, wie auch Ihrem individuellen Platzbedarf mitbestimmt.
Erdkollektoren (Flächenkollektoren)
Aufbau und Funktion einer Sole-Wasser-Wärmepumpe (Flächenkollektor):
- Verlegung: Die Rohrleitungen werden horizontal in einer Tiefe von etwa 1,2 bis 1,5 Metern im Erdreich verlegt.
- Anordnung: Die Leitungen sind schlangenförmig ausgelegt, mit einem typischen Abstand von 0,6 bis 0,8 Metern zwischen den Rohren.
- Wärmequelle: Genutzt wird die oberflächennahe Erdwärme, die durch die Sonneneinstrahlung im Boden gespeichert wird (Solarwärme).
Flächenbedarf:
- Der Platzbedarf richtet sich nach der beheizten Wohnfläche. Eine gängige Faustregel lautet:
Erforderliche Kollektorfläche ≈ 1,5- bis 2-fache der Wohnfläche. - Beispiel: Für ein Einfamilienhaus mit 150 m² Wohnfläche sind etwa 250 bis 300 m² Gartenfläche erforderlich.
Erdsonden
Aufbau und Funktion einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Tiefensonden:
- Bohrung: Vertikale Erdsonden werden in Tiefen zwischen 40 und 100 Metern eingebracht.
- Ausführung: Zum Einsatz kommen meist U-förmige Sondenschläuche, durch die die Sole zirkuliert.
- Wärmequelle: Die Wärmepumpe nutzt die konstante Temperatur der tieferen Erdschichten.
- Temperaturniveau: Bereits ab etwa 10 bis 15 Metern Tiefe liegt die Erdtemperatur ganzjährig stabil bei rund 10 °C – unabhängig von der Außentemperatur.
Platzbedarf:
- Geringer Flächenbedarf: Die Bohrung erfordert nur wenige Quadratmeter Fläche.
- Flexible Skalierung: Bei höherem Wärmebedarf können mehrere Sonden parallel eingesetzt werden.
- Vorteil bei begrenztem Raum: Ideal für kleine Grundstücke oder enge Bebauung, wo horizontale Kollektoren nicht umsetzbar sind.
Vergleich der beiden Varianten
Vorteile und Nachteile der Sole-Wasser-Wärmepumpe
Effizienz und Jahresarbeitszahl
Die Effizienz einer Wärmepumpe wird vor allem durch die Jahresarbeitszahl (JAZ) bestimmt. Dieser Wert gibt an, wie viele Kilowattstunden Wärmeenergie aus einer Kilowattstunde elektrischer Energie erzeugt werden. Für Sole-Wasser-Wärmepumpen liegen die typischen JAZ-Werte im Durchschnitt bei 4,0 bis 4,5. Das bedeutet, dass für jede eingesetzte Kilowattstunde Strom zwischen 4 und 4,5 Kilowattstunden Wärmeenergie erzeugt werden.
Unter optimalen Bedingungen, wie einer gut isolierten Gebäudehülle und passenden klimatischen Verhältnissen, können auch JAZ-Werte von bis zu 5,0 erreicht werden. Dabei erzielen Erdsonden in der Regel höhere JAZ-Werte als Flächenkollektoren, da die Temperatur in tieferen Erdschichten ganzjährig stabil bleibt und somit eine konstante Wärmequelle bietet. Diese hohe Effizienz trägt dazu bei, die Betriebskosten zu senken und die Umweltbilanz zu verbessern.
Vergleich der JAZ mit anderen Wärmepumpensystemen
Einflussfaktoren auf die Effizienz
Die tatsächliche Effizienz einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst:
- Temperatur der Wärmequelle: Je höher die Temperatur des Erdreichs, desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe.
- Vorlauftemperatur des Heizsystems: Niedrigere Vorlauftemperaturen führen zu einem effizienteren Betrieb. Besonders ideal ist die Nutzung bei Flächenheizungen wie Fußboden- oder Wandheizungen.
- Dämmstandard des Gebäudes: Gut gedämmte Gebäude benötigen geringere Vorlauftemperaturen, was den Betrieb der Wärmepumpe effizienter gestaltet.
- Dimensionierung der Anlage: Eine korrekt dimensionierte Wärmepumpe vermeidet ineffiziente Taktzyklen und optimiert den Stromverbrauch.
- Betriebsweise: Durchdachte Regelungsstrategien und eine intelligente Steuerung können die Effizienz der Wärmepumpe signifikant steigern.
Diese Faktoren wirken zusammen und tragen dazu bei, die Effizienz und damit die Wirtschaftlichkeit der Wärmepumpe bei optimalem Einsatz zu maximieren.
Kostenübersicht und Wirtschaftlichkeit
Die Kosten für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe setzen sich aus verschiedenen Komponenten zusammen und variieren je nach Gebäudegröße, gewähltem System und lokalen Gegebenheiten. Die Anschaffungs-, und Investitionskosten setzten sich aus dem Preis der Anlage, sowie Montagearbeiten und Erschließung der Wärmequelle zusammen. Dazu kommen die Kosten für den laufenden Betrieb und regelmäßige Wartungen um Lebensdauer und Effizienz der Wärmepumpe zu steigern.
Anschaffungskosten
Gesamtkosten nach Systemtyp (Stand 2025)
Betriebskosten
Die jährlichen Betriebskosten einer Sole-Wasser-Wärmepumpe setzen sich vor allem aus den Stromkosten und den Wartungskosten zusammen:
- Stromkosten: Bei einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,5 und einem Wärmebedarf von 15.000 kWh/Jahr ergibt sich folgender Stromverbrauch:
15.000 kWh ÷ 4,5 = 3.333 kWh.
Bei einem Strompreis von 24 Cent/kWh betragen die jährlichen Stromkosten ca. 800 €. - Wartungskosten: Diese liegen typischerweise zwischen 150 und 300 € pro Jahr.
- Gesamte Betriebskosten: Die jährlichen Gesamtkosten belaufen sich somit auf etwa 950 bis 1.100 €.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung – Amortisationszeit:
Die Amortisationszeit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie zum Beispiel:
- Investitionskosten nach Abzug möglicher Förderungen
- Eingesparte Heizkosten im Vergleich zum vorherigen oder alternativen Heizsystem
- Entwicklung des Strompreises
- Möglichkeit der Eigenstromerzeugung durch Photovoltaik
In der Regel amortisiert sich eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nach etwa 7 bis 15 Jahren, abhängig von den genannten Faktoren.
Vergleich der Heizkosten verschiedener Systeme
Staatliche Förderung für Sole-Wasser-Wärmepumpen
Die Installation einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wird durch verschiedene staatliche Programme gefördert, um den Umstieg auf erneuerbare Energien zu unterstützen. Derzeit können Sie mit Förderungen von bis zu 70% der förderfähigen Investitionskosten rechnen. Noch ist allerdings nicht klar, wie sich die neue Regierung auf staatliche Zuschüsse auswirkt. Es bleibt davon auszugehen, dass eine Förderung bestehen bleibt, in der Höhe wird diese aber wahrscheinlich sinken.
Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG)
Die BEG ist das zentrale Förderprogramm für Wärmepumpen in Deutschland (Stand 2025):
Regionale Förderprogramme
Zusätzlich zur Bundesförderung bieten viele Bundesländer, Kommunen und Energieversorger eigene Förderprogramme an. Diese können die Bundesförderung ergänzen und die Wirtschaftlichkeit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe weiter verbessern. Informieren Sie sich vor Ort, ob und wenn ja welche Regelungen gelten.
Steuerliche Förderung
Alternativ zur direkten Förderung besteht die Möglichkeit, die Kosten für eine energetische Sanierung, einschließlich des Einbaus einer Wärmepumpe, über drei Jahre verteilt von der Einkommensteuer abzusetzen. Bedenken Sie an dieser Stelle, dass eine Kombination aus steuerlicher Absetzung und Fördermittelbeantragung nicht möglich ist.
Vergleich mit anderen Wärmepumpen-Systemen
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist natürlich nicht das einzige existierende Wärmepumpensystem. Je nach Wärmequelle unterscheidet man verschiedene Typen, die sich in Effizienz, gängigen Einsatzbereichen und natürlich auch den Kosten unterscheiden. Deutschlandweit ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe die am weitesten Verbreitete Variante, was vor allem mit den vergleichsweise geringeren Anschaffungskosten und der simplen Installation zusammenhängt. Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe ist zwar teurer und aufwendiger, arbeitet aber auch mit gesteigerter Effizienz. Die folgende Tabelle bietet Ihnen einen umfassenden Vergleich der drei wichtigsten Wärmepumpensysteme:
Vergleich der Wärmepumpensysteme
Anwendungsszenarien: Neubau vs. Bestandsgebäude
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe eignet sich sowohl für Neubauten als auch für bestehende Gebäude, allerdings mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen.
Sole-Wasser-Wärmepumpe im Neubau
Vorteile:
- Optimale Integration in die frühzeitige Gebäudeplanung
- Ideal kombinierbar mit Flächenheizsystemen wie Fußboden- oder Wandheizungen
- Hohe Effizienz durch moderne Dämmstandards und niedrige Vorlauftemperaturen
- Erschließung der Wärmequelle (Erdkollektor oder Tiefensonde) kann problemlos während der Bauphase erfolgen
Empfehlungen für die Planung:
- Frühzeitige Einbindung der Wärmequellenerschließung in die Bauplanung
- Auslegung des Heizsystems auf niedrige Vorlauftemperaturen (idealerweise 30–35 °C)
- Kombination mit einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung zur weiteren Effizienzsteigerung
- Integration einer Photovoltaikanlage zur Eigenstromnutzung und Reduzierung der Betriebskosten
Sole-Wasser-Wärmepumpe in Bestandsgebäuden
Herausforderungen:
- Häufig höhere Vorlauftemperaturen durch vorhandene Heizkörper
- Geringere Effizienz bei unzureichender Gebäudedämmung
- Nachträgliche Erschließung der Wärmequelle (z. B. Erdsondenbohrung) kann aufwändiger sein
- Integration der Anlagentechnik in bestehende Gebäudestrukturen erfordert sorgfältige Planung
Empfehlungen für die Umsetzung:
- Vorab-Prüfung des Dämmstandards und ggf. energetische Sanierungsmaßnahmen
- Überprüfung der vorhandenen Heizflächen; bei Bedarf Vergrößerung oder Austausch zur Senkung der benötigten Vorlauftemperatur
- Durchführung eines hydraulischen Abgleichs zur Optimierung des Heizkreislaufs
- In Einzelfällen: bivalenter Betrieb mit dem bestehenden Heizsystem zur Abdeckung von Lastspitzen
Wie Sie sehen, ist die Integration einer Wärmepumpe im Neubau einfacher umzusetzen als im Altbau, was auf die gehobeneren energetischen zurückzuführen ist. Dennoch ist eine Installation im Bestandsgebäude wirtschaftlich sinnvoll, insbesondere mit der entsprechenden Planung und der Beratung eines Energieeffizienz-Experten.
Einsatzbeispiele nach Gebäudetyp
Fazit: Ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe die richtige Wahl?
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe zählt zu den effizientesten und umweltfreundlichsten Heizsystemen am Markt. Sie nutzt die im Erdreich gespeicherte Wärme, arbeitet weitgehend emissionsfrei und leistet so einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Ob sie für Ihr Zuhause die richtige Wahl ist, hängt jedoch von mehreren Faktoren ab.
Besonders gut eignet sich das System für Bauherren oder Eigentümer, die über ein ausreichend großes Grundstück oder die Möglichkeit zur Erdsondenbohrung verfügen. Wer nachhaltig denkt, auf lange Sicht plant und in eine moderne Gebäudetechnik investieren möchte, profitiert von dauerhaft niedrigen Betriebskosten und der Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern. Ideale Bedingungen finden sich vor allem in Neubauten oder energetisch sanierten Bestandsgebäuden mit Flächenheizungen und niedrigen Vorlauftemperaturen.
Weniger geeignet ist die Sole-Wasser-Wärmepumpe hingegen für sehr kleine Grundstücke, Lagen in Wasserschutzgebieten oder Gebäude mit schlechter Dämmung und alten Heizkörpern, die hohe Vorlauftemperaturen erfordern. Auch bei stark begrenztem Budget kann sich die Investition als Herausforderung erweisen.
Empfehlung:
Wer über eine Sole-Wasser-Wärmepumpe nachdenkt, sollte im Vorfeld folgende Punkte prüfen:
- Gebäudeanalyse: Wie hoch ist der Wärmebedarf, wie gut ist das Haus gedämmt?
- Grundstücksbeschaffenheit: Ist Platz für Flächenkollektoren vorhanden oder sind Erdsonden realisierbar?
- Wirtschaftlichkeit: Stehen die Investitionskosten im Verhältnis zu den zu erwartenden Einsparungen?
- Förderung: Welche staatlichen Förderprogramme können genutzt werden?
- Fachberatung: Ein Energieberater und ein erfahrenes Fachunternehmen helfen bei Planung und Umsetzung.
Mit einer sorgfältigen Planung und professionellen Umsetzung erhalten Sie ein zukunftssicheres Heizsystem, das nicht nur Umwelt und Klima schont, sondern auch langfristig Ihre Energiekosten senkt.
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