Wärmequelle Erdreich: Erdsonde / Grabenkollektor / Spiralkollektoren

Auf der Fläche die ein Grabenkollektor benötigt, darf man keine tiefwurzelnden Bäume pflanzen, Gebäude oder Gartenhäuschen errichten, den Boden mit Beton oder Wegeplatten versiegeln. Die Niederschläge müssen ungehindert den Kollektor erreichen. Je höher die Bodenfeuchtigkeit desto besser und kontinuierlicher ist die Wärmequelle. Um die benötigte Fläche vom Grabenkollektor zu verringern, kann man im Erdreich auch zwei Meter lange Spiralkollektoren in 3,50 m Tiefe einbringen.

Der Arbeits- und Materialaufwand ist jedoch höher. Zusätzlich sollte man alle später nicht mehr zugänglichen Rohrverbindungen im Erdreich mit speziellen Schweißmuffen verschweißen. Wer hier mit Verschraubungen arbeitet handelt fahrlässig. Auch bei Spiralkollektoren muss man einen bestimmten Abstand untereinander peinlich genau einhalten. Es wurde schon beobachtet, dass auf kleinen Neubaugrundstücken die einzelnen Spiralkollektoren sehr dicht in den Erdboden eingelassen wurden. Auch hier kann wegen der Vereisungsgefahr eine spätere Funktionsstörung der Wärmepumpe auftreten.

Der Betrieb eines Erdkollektors mit oder ohne Spiralkollektoren ist je nach Bundesland anzeige- oder genehmigungspflichtig. In einem Wasserschutzgebiet wird normalerweise keine Genehmigung erteilt.

Erdwärmesonde:
Wer wenig Grundstücksfläche zur Verfügung hat und die Wärmequelle Erdreich nutzen möchte, baut sich eine vertikale Erdsondenanlage. Die Erdsonde besteht aus zwei U-förmigen Kunststoffrohren, die in einer Bohrung abgeteuft, im Erdreich fest installiert werden.

Die Erdsonde liegt in Tiefen von 60–100 Meter. Der Erdboden hat ab 10 Meter Tiefe eine fast gleich bleibende Temperatur, egal ob Sommer oder Winter ist. Die Erdsonde mit Tiefenbohrung ist eine ideale, stabile und meist genutzte Wärmequelle mit sehr langer Lebenszeit, und für mehrere Generationen nutzbar. Eine besondere Wartung oder Überwachung ist nicht notwendig. Da die Bohrung verpresst werden muss, ist ein optimaler Wärmeübergang vom Erdreich zur Erdsonde gewährleistet. Die Wärmeentzugsleistung liegt im Mittel bei ca. 50W pro Meter und ist von den Bodengegebenheiten abhängig. Die Gefahr einer Vereisung im Erdboden ist bei richtiger Berechnung kaum gegeben. Es entsteht natürlich eine Kältefahne, deshalb müssen benachbarte Erdsonden einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen.

So kann man bei zwei Erdsonden mit Tiefenbohrung mit jeweils 100 m Länge ca. 9 kW aus der Wärmequelle Erdreich entnehmen. Damit lässt sich eine Wärmepumpe mit einer Heizleistung von 12 Kilowatt betreiben, was auch für Einfamilienhäuser ohne besondere Wärmedämmung ausreicht. Nur an den meist wenigen sehr kalten Tagen im Jahr muss man mit einem zusätzlichen Elektroheizstab zuheizen.

Die Ausführung der Bohrarbeiten ist nur nach ausdrücklicher Genehmigung der zuständigen Behörden gestattet. Auch hier gilt: In einem Wasserschutzgebiet wird in der Regel keine Genehmigung erteilt.

Bohrgerät für eine Erdwärmesonde bis 100 Meter Tiefe