Wärmepumpen gewinnen Energie aus der Umgebungsluft, dem Grundwasser oder – dem Erdreich. Für diese dritte Lösung werden spezielle Kunststoffrohre in die Erde gebracht, in denen ein Solegemisch zirkuliert, das sich in der Erde „erwärmt“ und diese aufgenommene Wärmeenergie zur Wärmepumpe transportiert, um sie dort über das Kältemittel an das Heizungswasser abzugeben. Daher werden Erdreich-Wärmepumpen als Sole-Wasser-Wärmepumpen bezeichnet.
Im Einsatz für eine Sole/Wasser-Wärmepumpe von STIEBEL ELTRON. Hochmoderne Bohrgeräte stehen bei Geowell für den bundesweiten Einsatz zur Verfügung. Foto: Stiebel Eltron
Die Kunststoffrohre können entweder als Kollektor in der Fläche verlegt – was in Deutschland relativ selten vorkommt – oder als Sonde in der Regel zwischen 70 und 200 Meter tief in das Erdreich gebohrt werden. „Um ein durchschnittliches Haus mit ausreichend Wärme über einen Kollektor zu versorgen, ist mindestens die doppelte Fläche der zu beheizenden Gebäudefläche notwendig“, so Henning Schulz von STIEBEL ELTRON, dem deutschen Marktführer für Wärmepumpen. „Aufgrund dieses hohen Flächenbedarfs ist meist die Sondenbohrung die deutlich bessere Alternative, wenn die Entscheidung für das effektive Heizsystem Sole-Wasser-Wärmepumpe gefallen ist.“
Die höheren Investitionskosten gegenüber beispielsweise einer Luft-Wasser-Wärmepumpe, für die keine aufwändige Wärmequellenerschließung notwendig ist, müssen dabei berücksichtigt werden – jedoch auch die lange Lebensdauer der Wärmequelle Sondenbohrung. Frank Piecha, technischer Leiter des Bohrunternehmens Geowell: „Eine Erdreich-Sonde liefert bei technisch einwandfreier Ausführung für viele Jahrzehnte die errechnete Wärmeenergie, also bei einer üblichen Lebensdauer eines Wärmeerzeugers von ca. 20 Jahren für mehrere Sole-Wasser-Wärmepumpen. Ich bezahle also einmal, erkaufe mir beziehungsweise meinen Kindern so aber für die nächsten Wärmeerzeuger die Energiequelle“, so der Spezialist. Bei Sanierungen oder einem späteren Verkauf des Hauses ist die Investition in die Wärmequellenerschließung als nachhaltige Wertsteigerung anerkannt.
Dabei ist Bohren nicht gleich Bohren. Frank Piecha: „Die Wichtigkeit der Qualität der Quellenerschließung kann gar nicht hoch genug bewertet werden. Das fängt schon in der Planungsphase an: Unbedingt muss die Heizlast des Gebäudes exakt bestimmt werden, um die Größe der Quellenerschließung – also die Menge der entsprechenden Bohrmeter – auch in Abhängigkeit des vorhandenen Bodens passend zu dimensionieren.“ Denn nicht jeder Boden liefert gleich viel Energie. Die Erstellung des Bohrlochs ist allerdings immer möglich: „Grundsätzlich ist eine Bohrung mit der richtigen Ausrüstung in jeder Bodenformation zu realisieren“, betont Frank Piecha, „geht nicht, gibt’s nicht!“
Ist das Loch erst einmal gebohrt, werden die Kunststoffrohre in die Erde eingebracht. Anschließend muss das Bohrloch unbedingt korrekt verfüllt werden. Diese Verfüllung muss von unten nach oben unter Druck erfolgen, erklärt der Bohr-Experte: „Das Bohrloch wird mit einem so genannten Zement-Bentonit-Gemisch verfüllt. Zum Einen wird so die Anbindung der Sonde an das Erdreich sichergestellt, denn die im Erdreich vorhandene Wärme soll ja auch zum Kunststoffrohr und damit der zirkulierenden Sole gelangen können. Zum Anderen wird mit der Verfüllung gewährleistet, dass eine Durchmischung eventuell vorhandener Grundwasserstöcke vermieden wird.“
Fehlt noch die Anbindung der Sonde an die Wärmepumpe. Auch hier ist auf hohe Qualität zu achten: Die horizontalen Anschlussleitungen, eine Kernbohrung zur Durchführung der Leitungen in das Haus, der Anschluss der Rohrleitungen an die Wärmepumpe und die diffusionsdichte Wärmedämmung aller Zuleitungen von der Wärmequelle zum Aufstellraum der Wärmepumpe müssen sorgfältig ausgeführt werden. Schließlich werden Wärmequellenanlage und Wärmepumpe mit dem Wärmeträgermedium befüllt. Dadurch, dass STIEBEL ELTRON mit seinem Tochterunternehmen Geowell all diese Leistungen aus einer Hand erbringen kann, bleiben Bauherren und Fachhandwerkern zeitraubende und komplizierte Diskussionen mit verschiedenen Gewerken erspart.