Der Weg zur Erdwärme

Außerdem ist Erdwärme in Verbindung mit einer Wärmepumpe in Sachen Betriebskosten kaum zu schlagen.

Erster Schritt: Ist-Zustand erfassen

Fachplaner, die mit den Vorbereitungen für die Installation einer neuen Heizung mit der Option für eine Erdwärmepumpe betraut sind, sollten einige Spezifika beachten.

Zunächst gilt es einfach, Kundenwunsch und Ist-Zustand zu klären und davon ausgehend zu prüfen, ob eine Erdwärmepumpe sinnvoll und mit vernünftigem Aufwand machbar ist. Bernd Beierkuhnlein, Keyaccount-
Manager bei Novelan, weiß warum: „Gerade bei Sanierungsobjekten werden im Vorfeld zu wenig Daten abgefragt. Dabei geht es manchmal um ganz banale Dinge wie die Breite der Tür zu dem Raum, in dem die Anlage stehen soll.“ Man habe durchaus schon erlebt, dass sich solche „Kleinigkeiten“ als erhebliche Hürde für den Installateur bei der Umsetzung des Projekts herausgestellt. Hilfreich ist eine Checkliste, anhand derer die wesentlichen Parameter des Objekts abgeklopft werden.

1. Zunächst die allgemeinen Rahmenbedingungen. Dazu gehören u. a. Geschossfläche, Ort inklusive Postleitzahl (wegen der Genehmigung für eine eventuelle Erdwärmebohrung) und nicht zuletzt die Abmessungen des Heizraums und des Zugangs.

2. Die Wünsche und Anforderungen des Kunden sollten möglichst detailliert festgehalten werden. Zu klären ist u. a., ob dem Kunden niedrige Betriebs- oder niedrige Investitionskosten wichtiger sind, welche Priorität für ihn Umweltschutz und die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen haben und wie hoch die verfügbare Investitionssumme ist.

3. Natürlich spielt der energetische Ist-Zustand des Gebäudes eine wesentliche Rolle. Hier ist vor allem von Bedeutung, ob Dach und Keller beheizt werden, wie Dämmung und Verglasung beschaffen sind und wie hoch die Heizlast ist.

4. Nun sollte der Ist-Zustand der bestehenden Heizung geklärt werden. Welche Art Heizung ist installiert und wann wurde sie eingebaut? Der aktuelle Energieverbrauch sollte ebenso geklärt werden wie der Warmwasserbedarf und die Art der Wärmeverteilung im Gebäude.

5. Welcher Art sollte der neue Wärmeerzeuger sein, ist Solarthermie und/oder Photovoltaik gewünscht? Falls ja, Dachfläche, -ausrichtung und -neigung.

Entscheidungsgrundlage

Die so abgefragten Daten und Fakten bilden die Grundlage für die Entscheidung, welches System mit welcher Leistung geeignet ist, um sowohl den Gegebenheiten des Objekts als auch den Ansprüchen und Wünschen des Kunden optimal gerecht werden zu können.

Fällt die Entscheidung zugunsten einer Wärmepumpe, bleiben für die Definition der erforderlichen Leistung noch einige Faktoren zu klären, die sich zum Teil bereits aus den abgefragten Punkten ergeben:

1. Wie hoch ist die Heizlast, also wie viel Wärmeverlust muss einberechnet werden?

2. Soll die Heizung auch das Trinkwarmwasser aufbereiten?

3. Ist eine monovalente Betriebsweise, also eine Versorgung ausschließlich mit der Wärmepumpe gewünscht beziehungsweise sinnvoll? Oder soll bivalent gefahren werden, z. B. eine Wärmepumpe kombiniert mit Gas oder Holz?

4. Welcher Art ist das zu versorgende Gebäude?

5. Wie hoch ist die maximal erforderliche Vorlauftemperatur?

6. EVU-Sperrzeiten beachten. Für die EVU-Sperrzeiten gilt: Bei verbilligten Wärmepumpen-Tarifen kann der Energieversorger die Stromzufuhr für die Wärmepumpe bis zu 3 x  2 Stunden am Tag abschalten. Diese Zeiten muss das System überbrücken, Leistung und Speicher müssen entsprechend größer dimensioniert werden.

Beispiel: Hat das Gebäude einen Wärmebedarf von 24 kWh am Tag, dann reicht ein Erzeuger mit 1 kW Leistung aus, wenn er durchläuft. Sind EVU-Sperrzeiten zu beachten, muss das System auf rund 1,4 kW ausgelegt sein, um die Abschaltzeiten überbrücken zu können.

Zwingend: hydraulischer Abgleich

Je niedriger die Vorlauftemperatur, desto höher die Effizienz der Wärmepumpe. Und desto niedriger der Energieverbrauch.

Die Faustregel: Eine um 1 K niedrigere Vorlauftemperatur bringt bis zu 2,5 % Energieeinsparung.

Die erforderliche Vorlauftemperatur lässt sich durch einen hydraulischen Abgleich und die über Regulierungsventile optimierte Verteilung des Heizwassers oft deutlich reduzieren.

Bernd Beierkuhnlein erklärt hierzu: „Der hydraulische Abgleich ist gesetzlich vorgeschrieben, wird aber in Bestandsgebäuden häufig nicht gemacht, weil er aufwendig ist. Wir empfehlen dem Fachplaner dringend, grundsätzlich den hydraulischen Abgleich in die Ausschreibung für den Heizungsbauer aufzunehmen.“

Zwei Möglichkeiten, Erdwärme zu nutzen

Um die Erdwärme zu nutzen, gibt es neben Brunnensystemen im Prinzip zwei Möglichkeiten.

Als Faustregel gilt hier: Die Fläche des Kollektors muss in etwa so groß sein wie die zu beheizende Wohnfläche. Eine Alternative zu Flächenkollektoren sind Erdkörbe – das sind im Prinzip gewickelte Flächenkollektoren, die senkrecht ins Erdreich eingebracht werden.

Sie werden durch eine Bohrung senkrecht in den Boden eingebracht und benötigen daher deutlich weniger Fläche als Kollektoren. Da eine Sonde die Erdwärme in der Regel in 50 bis 130 m Tiefe abgreift, ist die Temperatur, die sie liefert, praktisch keinen Schwankungen unterworfen. Das wirkt sich positiv auf die Effizienz der Wärmepumpe aus.

Wasserbehörde einschalten

Anders als bei Kollektoren oder Erdkörben muss vor dem Einbringen einer Sonde zwingend ein Geologe hinzugezogen werden. Er kann fachmännische Aussagen über die voraussichtliche Beschaffenheit des Erdreichs treffen. Vor allem aber weiß er, ob es im betreffenden Gebiet Bohrtiefen- oder andere Beschränkungen gibt. In Wasserschutzgebieten zum Beispiel darf keine Sonde gesetzt werden.

Übrigens: Je höher die Feuchtigkeitssättigung im Erdreich, desto besser für die Effizienz des Systems.

Der Grund: Wasser leitet besser und liefert daher die von der Sonde oder vom Kollektor entzogene Energie schneller wieder nach.

Zu beachten ist, dass in jedem Fall die untere Wasserbehörde einbezogen werden muss. Während sie über das Einbringen eines Kollektors oder Erdkorbs lediglich informiert werden muss (Anzeigepflicht), ist das Setzen einer Sonde genehmigungspflichtig. Dies muss der Geologe übernehmen. In manchen Bundesländern, wie etwa in Bayern, muss zusätzlich ein sogenannter PSW-Sachverständiger (Privater Sachverständiger in der Wasserwirtschaft) hinzugezogen werden.

Der Rest ist Alltagsarbeit für den Fachplaner: Rohrleitungsdimensionierung, Auswahl der Pumpen, Berechnung der Heizlast, also der Transmissions- und Lüftungsverluste.

Fördermittel ausschöpfen

Bleibt noch darauf hinzuweisen, dass heute sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung zum Teil erhebliche Fördermittel fließen. Neben der BAFA-Förderung (siehe Infokasten) gibt es für energetisch besonders gute Gebäude KfW-Kredite, und viele Bundesländer und Kommunen haben eigene Förderprogramme aufgelegt. Es lohnt sich, die Fördertöpfe und die Voraussetzungen für deren Ausschöpfen zu recherchieren und in die Planungen einzubeziehen. Novelan beispielsweise unterstützt Installateure und Fachplaner u. a. mit einer selbsterklärenden Software für die Auslegung von Heizungsanlagen.