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Wärmepumpe Grundlagen

Erdkollektor oder Erdsonde: Was passt zu meinem Grundstück?

Erdkollektor vs. Erdsonde (Erdbohrung): Flächenbedarf, Kosten, Effizienz und welche Sole-WP-Variante für welches Grundstück geeignet ist – 2025.

6 Min. LesezeitXpora Redaktion
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Inhaltsverzeichnis

Überblick: Sole-WP Varianten

Die Sole-Wärmepumpe (Erdwärmepumpe) nutzt im Gegensatz zur Luft-WP die konstante Temperatur des Erdbodens. Der Wärmetransport erfolgt über ein geschlossenes Rohrsystem, das mit einer Sole (Wärmeträgerflüssigkeit) gefüllt ist.

Drei Grundprinzipien:

Horizontal (Fläche):   Erdkollektor    → 0,6–1,5 m Tiefe
Vertikal (Tiefe):      Erdsonde        → 50–200 m Tiefe
Sonderform:            Spiralkollektor → 2–4 m Tiefe

Alle Varianten: Geschlossenes System, Sole zirkuliert im Kreislauf (kein Grundwasserkontakt).

Erdkollektor (Horizontalkollektor)

Wie er funktioniert

Der Erdkollektor besteht aus PE-Rohren (Durchmesser 25–40 mm), die in 0,6–1,5 m Tiefe horizontal im Erdreich verlegt werden:

Erdoberfläche
    |
    | 0,6–1,5 m
    |
[Rohrschlingen, mäanderförmig]
    ↕
Wärmetausch mit Erdreich

Flächenbedarf

Faustregel: 1,5–2,5 × Wohnfläche

Bodentyp Entzugsleistung Fläche für 10 kW WP
Trockener Sand/Kies 8–12 W/m² 833–1.250 m²
Sandiger Lehm 12–18 W/m² 556–833 m²
Lehmiger Ton (feucht) 18–25 W/m² 400–556 m²
Wassergesättigter Boden 20–30 W/m² 333–500 m²

Wichtige Einschränkungen:

  • Fläche darf nicht überbaut werden (kein Terrasse, Carport, Anbau)
  • Keine Bäume mit Tiefwurzeln (Wurzeln können Rohre beschädigen)
  • Mindestabstand zu Bäumen: 2 m
  • Mindestabstand zu Gebäude: 1,5–2 m

Vorteile Erdkollektor

  • Keine Genehmigung erforderlich (in den meisten Bundesländern)
  • Günstigste Sole-WP-Variante
  • Rohre austauschbar (wenn nötig)
  • Keine besonderen geologischen Voraussetzungen

Nachteile Erdkollektor

  • Großer Flächenbedarf (oft nicht möglich bei kleinen Grundstücken)
  • Temperaturen im Winter niedrig (2–4 °C) → JAZ etwas schlechter als Erdsonde
  • Rasen über Kollektor kann im Winter braun werden (Frost an Oberfläche)
  • Aushub und Wiederverfüllung aufwendig

Erdsonde (Vertikalbohrung)

Wie sie funktioniert

Die Erdsonde (Tiefenbohrung) besteht aus Doppel-U-Rohren aus HDPE, die in einer 50–200 m tiefen Bohrung senkrecht im Erdreich verankert sind:

Erdoberfläche
    |
    ↓ 50–200 m Tiefe
    |
[Doppel-U-Rohr im Bohrloch]
    ↕
Wärmetausch mit Gestein (8–12 °C konstant)

Tiefenberechnung

Tiefe (m) = WP-Heizlast (W) ÷ Entzugsleistung Gestein (W/m)
Gesteinstyp Entzugsleistung (W/m) Tiefe für 10 kW WP
Ton, Lehm (trocken) 20–30 W/m 333–500 m
Sandstein, Kalkstein 35–55 W/m 182–286 m
Granit, Gneis 55–80 W/m 125–182 m
Wasserführendes Gestein 50–80 W/m 125–200 m

Mehrere Sonden: Bei begrenzter Grundfläche: 2–3 kürzere Sonden statt einer tiefen (Abstand ≥ 6 m zwischen Sonden).

Vorteile Erdsonde

  • Kleiner Flächenbedarf (nur Bohrkopf sichtbar, ca. 0,5 m²)
  • Konstant hohe Quelltemperatur (8–12 °C ganzjährig) → hohe JAZ
  • Kein Eingriff in Gartengestaltung
  • Langlebig (50+ Jahre Rohrlaufzeit)

Nachteile Erdsonde

  • Genehmigungspflichtig (Bergrecht oder Wasserrecht, je Bundesland)
  • Bohrkosten 50–130 €/m → teurer als Kollektor
  • Bohrergebnisse unsicher (Geologie erst beim Bohren bekannt)
  • Regeneration: Bei großen WPs kann Boden langfristig auskühlen

Sonderformen: Spiralkollektor & Energiepfahl

Spiralkollektor (Energiekorb)

  • Kompaktform des Erdkollektors: Rohr spiralförmig aufgewickelt, in 2–4 m Tiefe
  • Flächenbedarf: ca. 5–8 m² pro Spiraleinheit (ca. 1,5 kW Entzugsleistung)
  • Für 10 kW WP: ~7 Spiralen auf ~50 m² Fläche
  • Vorteil: Weniger Fläche als Erdkollektor, keine tiefe Bohrung
  • Nachteil: Geringe Tiefe → saisonal stärker schwankend; JAZ ähnlich Erdkollektor

Energiepfahl

  • Wärmetauscher-Rohre in Fundamentpfähle integriert
  • Nur bei Neubau mit Pfahlgründung wirtschaftlich
  • Keine Zusatzkosten für Aushub/Bohrung
  • Entzugsleistung: 25–40 W/m Pfahl

Vergleich: Welche Variante für welches Grundstück?

Kriterium Erdkollektor Erdsonde Spiralkollektor
Grundstücksgröße ≥ 400 m² frei Ab 50 m² ≥ 50 m²
Genehmigung Meist keine Pflicht Meist keine
JAZ 3,5–4,5 4,0–5,0 3,5–4,5
Investition Niedrig Hoch Mittel
Geologie-Risiko Kein Mittel Kein
Stadtgrundstück Selten möglich Möglich Möglich

Entscheidungsbaum

Grundstück ≥ 400 m² freie Fläche?
  → Ja: Erdkollektor prüfen (günstigste Option)
  → Nein: Weiter

Bohrerlaubnis in Region möglich?
  → Ja: Erdsonde (beste Effizienz)
  → Nein: Spiralkollektor oder Luft-WP

Neubau mit Pfahlgründung?
  → Ja: Energiepfahl prüfen

Kosten im Vergleich

Variante Erschließungskosten WP-Gerät Gesamtbrutto
Erdkollektor 3.000–7.000 € 8.000–14.000 € 11.000–21.000 €
Erdsonde (100 m) 8.000–14.000 € 8.000–14.000 € 16.000–28.000 €
Spiralkollektor (5 Stk.) 4.000–8.000 € 8.000–14.000 € 12.000–22.000 €
Grundwasser-WP 6.000–14.000 € 6.000–10.000 € 12.000–24.000 €

Nach BAFA 40 %: Eigenanteil ca. 60 % der Brutto-Gesamtkosten.

Betriebskostenvergleich (EFH, 18.000 kWh/Jahr, 28 ct/kWh)

Variante JAZ Stromverbrauch Jahreskosten
Erdkollektor 4,0 4.500 kWh 1.260 €/Jahr
Erdsonde 4,5 4.000 kWh 1.120 €/Jahr
Luft-WP 3,5 5.143 kWh 1.440 €/Jahr

Genehmigung und Normen

Erdkollektor

  • Meist genehmigungsfrei in Deutschland
  • Ausnahmen: Trinkwasserschutzgebiete (Zone I/II: verboten, Zone III: prüfen)
  • Norm: VDI 4640 Blatt 2 (Erdkollektor-Auslegung)

Erdsonde

  • Genehmigungspflichtig in allen Bundesländern
  • Zuständig: Bergamt (wenn > 100 m) oder Untere Wasserbehörde (wenn < 100 m)
  • Norm: VDI 4640 Blatt 2, DVGW W 115
  • Prüfung Trinkwasserschutzgebiet: Vorher obligatorisch

Sole-Befüllung (beide Varianten)

  • Sole: Ethanol 25–30 % oder Propylenglykol 25–35 %
  • Drucktest: 6 bar, 60 Minuten, 0 bar Druckverlust
  • Dokumentation für BAFA-Verwendungsnachweis erforderlich

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Häufige Fragen

Wie viel Fläche braucht ein Erdkollektor?

Faustregel: 1,5–2,5-fache der beheizten Wohnfläche. Beispiel: 150 m² Wohnfläche → 225–375 m² Kollektorfläche. Entzugsleistung: 10–25 W/m² (je nach Bodentyp). Feuchter Lehm/Ton: 15–25 W/m². Trockener Sand: 8–12 W/m². Die Fläche darf nicht überbaut oder dauerhaft beschattet werden (Bäume, Gebäude).

Wie tief ist eine Erdsonde?

Erdsondentiefe: Typisch 50–200 m, abhängig von Heizlast und Geologie. Faustregel: WP-Heizlast (kW) ÷ Entzugsleistung des Bodens (W/m) = Tiefe (m). Beispiel: 10 kW Heizlast, Gestein mit 60 W/m → 10.000 ÷ 60 = 167 m. Mehrere kürzere Sonden möglich (z. B. 2 × 100 m statt 1 × 200 m).

Welche Sole-WP ist effizienter: Erdkollektor oder Erdsonde?

Erdsonde (Tiefenbohrung): JAZ 4,0–5,0 – gleichmäßige Temperatur (8–12 °C in Tiefe). Erdkollektor (Flächenkollektor): JAZ 3,5–4,5 – saisonal schwankend (Winter: 2–4 °C). Erdsonde ist effizienter, aber teurer. Erdkollektor kostengünstiger, wenn ausreichend Fläche vorhanden. Beide deutlich effizienter als Luft-WP (JAZ 3,0–4,2).

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