Tiefenbohrung / Flächenkollektoren

Erdwärme kann man mithilfe zwei verschiedener Typen erdgekoppelter Wärmepumpen erschließen – mit vertikalen Erdwärmesonden oder horizontalen Erdwärmekollektoren. Beide Techniken machen sich dabei die oberflächennahe Geothermie zunutze. Erdgekoppelte Anlagen werden nach der Flüssigkeit, welche die im Erdboden gespeicherte Wärme transportiert, als Sole/Wasser-Wärmepumpen bezeichnet.
Bei Erdwärmesonden fließt das frostsichere Arbeitsmittel, das dem Erdboden Wärme entzieht, durch zwei u-förmige Kunststoffrohre in einem senkrechten Bohrloch. Dadurch benötigen sie nur wenig Fläche – der Bohrlochdurchmesser ist etwa so groß wie eine CD. Da ab einer Tiefe von etwa 10 Metern die Temperatur das ganze Jahr über nahezu konstant ist, ist die Erdwärmesonde insbesondere im Winter bei tiefen Temperaturen sehr effizient. Die Tiefe der Sonde hängt vom Wärmebedarf und der Wärmeleitfähigkeit des Bodens ab. Bei einem neuen Einfamilienhaus liegt sie im Durchschnitt bei rund 140 Metern.
Im Sommer eignen sich Erdwärmesonden auch sehr gut zur effektiven passiven Kühlung. Außer in Wasserschutzgebieten können Sonden fast überall eingesetzt werden – in diesen Wasserschutzgebieten arbeitet man dagegen in der Regel mit Erdwärmekollektoren.

Die erforderlichen Genehmigungen besorgt - falls notwendig - der Bohrunternehmer; dies sollte der Auftraggeber explizit im Leistungsumfang vereinbaren. Erdwärme Kollektoren arbeiten mit einem waagerecht (oder schräg/senkrecht) angeordneten Flächenkollektor, einem unter der Frostgrenze verlegten Rohrsystem – in der Praxis bedeutet das eine Tiefe von rund 1 bis 1,5 Metern. Die dafür benötigte Fläche darf nicht versiegelt oder überbaut werden, da der Boden die Wärme aus Regenwasser und Sonneneinstrahlung aufnehmen muss. Auch sollten dort keine tiefwurzelnden Pflanzen stehen. Durch den geringeren Aufwand spart man für die Wärmequellenerschließung im Vergleich zu einer Erdwärmesonde etwa die Hälfte der Kosten.

Grundwasser und Abwasser

Grundwasser ist ein optimaler Wärmelieferant und wird gerne als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt, sofern die Voraussetzungen für die Nutzung des Wassers gegeben sind. Hier wird das Wasser über einen Förderbrunnen hochgepumpt, die Wärmepumpe entzieht ihm Wärme und anschließend wird das Wasser über einen Schluckbrunnen wieder in das Grundwasser eingeleitet. Im Sommer kann man auch mit dieser Technik sehr energiesparend passiv kühlen.
Wasser/Wasser-Wärmepumpen können aber nicht nur das Grundwasser, sondern auch Abwasser als Wärmequelle nutzen. Abwasser ist eine Wärmequelle mit großem Potenzial – liegt die Temperatur doch ganzjährig oft deutlich über den anderen Wärmequellen. Besonders gut lässt sich Abwasser als Wärmequelle in Ballungsgebieten erschließen.
Wärmepumpen, die Wärme aus dem Grundwasser gewinnen, erzielen die besten Leistungs- und Arbeitszahlen, sind aber in der Regel bewilligungspflichtig. Kontaktstellen für das Wasserrecht und die wasserrechtlichen Bewilligungsverfahren sind die jeweiligen Landesregierungen. Das Wasserrecht selbst ist Bundessache. Im Bewilligungsverfahren unterstützt Sie der Brunnenbauer.