Technologie mit Trümpfen:

Für alle Wärmepumpen gilt:

Die Leistungsziffer einer WP hängt im Wesentlichen von der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur auf der Aufnahmeseite (Quelle) und der Abgabeseite (Senke = Vorlauftemperatur des Heizsystems) ab. Je kleiner die Differenz ist, um so höher ist die Leistungsziffer!

1. Temperaturkonstanz der Wärmequelle

Bei Erdwärme ist die Temperatur ab etwa 15 m Tiefe unabhängig von jahreszeitlichen Schwankungen an der Oberfläche gleich (10°C). Zusätzlich erhöht sie sich durchschnittlich um ca. 3 Grad je 100m Tiefe.

2. Höhere Quellentemperatur

An Tagen mit dem höchsten Wärmebedarf sinken die Temperaturen an der oberflächennahen Wärmequellen erheblich ab. Dann muss die Wärmepumpe sehr hohe Drücke aufbauen, um den Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der Vorlauftemperatur der Heizung zu überwinden. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Stromverbrauch der WP steigt. Bei Wärmepumpen mit Erdwärme-Sonden kommt dieser Nachteil nicht zum tragen.

3. Günstige Leistungsziffer

Geht man von üblichen Auslegungen für die Heizverteilsysteme (Fußbodenheizung Tv = 35°C, Radiatoren Tv = 55°C) aus, so zeigt das Diagramm, dass z.B. eine Luftwärmepumpe an Tagen mit Außentemperaturen um -5°C eine Leistungsziffer von 2,6 bis knapp über 4 erreichen kann. Die Wärmepumpe mit EWS erreicht bei gleichen Voraussetzungen ein Leistungszifferniveau von 3,9 bis 5,8. Diese Werte sind naturgemäß theoretisch, da noch weiter Faktoren einen Einfluss auf die Höhe der Leistungszahl haben. Dennoch: die Tendenz zu Gunsten der Erdwärmepumpe ist klar erkennbar.

Auf den Punkt gebracht:

Gegenüber anderen Wärmequellen nutzen Wärmepumpen mit Erdwärme-Sonden den physikalischen Vorteil, dass ihre Wärmequelle ganzjährig eine konstante Temperatur mit hohem Temperaturniveau darstellt. Das hat klare Vorteile hinsichtlich der Dimensionierung und des Stromverbrauchs. Wichtig ist jedoch, dass die EWS auch nicht zu knapp ausgelegt ist.

Die Heizleistung einer WP setzt sich zusammen aus dem Leistungsanteil, der dem Erdreich entnommen wird (sog. Kälteleistung), und der Antriebsenergie für den Kompressor, die als Reibungsenergie der Moleküle mit in die Heizenergie eingeht.

Die auf dem Typenschild einer WP angegebenen Bezeichnungen geben dem Insider Informationen über die Einsatzmöglichkeiten und die Temperaturen, für die die Nenn-Heizleistung der WP ausgelegt ist. L = Luft, W = Wasser, B = Erdwärme.

Ein Beispiel: "B0/W35" ist eine Erdwärmepumpe mit Wasser als Heizmedium. "0" bedeutet, dass die Auslegungstemperatur der Sole 0°C beträgt. Es handelt sich also um eine WP, die für horizontale Erdkollektoren vorgesehen ist. "35" ist die Heizwasservorlauf-Temperatur von 35°C, weist also auf eine Fußbodenheizung hin.

Da bei richtig geplanten Erdwärme-Sonden die Quellentemperatur immer > 0°C ist, ist die Nennleistung der WP höher als bei einer WP, die für Erdwärmekollektoren eingesetzt wird.
Je tiefer, desto wirkungsvoller

Das Beispiel zeigt, dass eine Erdwärmepumpe mit der Nenn-Heizleistung von 6 kW bei einer mittleren Sole-Temperatur von 7°C und einer Fußbodenheizung in Wirklichkeit 7,8 kW an Heizleistung abgibt. Folge: Die WP kann um 20 bis 25% kleiner ausgelegt werden.

Vor diesem Hintergrund ist es daher sinnvoll, größere Bohrtiefen anzustreben. So kann die WP in der Dimensionierung und bezüglich der Betriebskosten (Stromverbrauch) optimal ausgelegt werden. Zusätzlich erhöht sich damit die Lebensdauer der Erdwärmesonde, weil sie schonender betrieben werden kann.

Auf den Punkt gebracht:

EWS nutzen höhere Quellentemperaturen, somit kann die Wärmepumpe kleiner ausfallen und ist daher in der Anschaffung günstiger. Die hohen Quellentemperaturen wirken sich auch sehr positiv auf den Wirkungsgrad/die Leistungsziffer und somit auf die Betriebskosten aus.