Unter der Erde ist es auch im Winter erstaunlich warm. Viele Häuser nutzen diese Wärme zum Heizen. Aber wie kommt die Wärme aus der Erde ins Haus? Wie funktioniert eine Haus-Heizung mit Erdwärme?
Eine Erdwärme-Heizung funktioniert wie ein umgekehrter Kühlschrank. Sie entzieht der Erde Wärme und gibt diese Wärme im Haus ab.
Das Herzstück der Anlage ist eine Wärmepumpe. Sie transportiert Wärme von einem kälteren Ort zu einem wärmeren Ort.
Wikipedia: Erdwärme | Wärmepumpe | Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Das Grundprinzip
Normalerweise fließt Wärme von selbst nur von warm nach kalt. Ein warmes Haus kühlt im Winter ab.
Will man diesen Prozess umkehren, muss Arbeit geleistet werden. Genau das macht eine Wärmepumpe.
Man kann sich eine Erdwärme-Heizung wie einen Kühlschrank vorstellen:
- Beim Kühlschrank wird dem Innenraum Wärme entzogen.
- Diese Wärme wird nach außen abgegeben.
- Bei der Erdwärme-Heizung ist es umgekehrt.
Die Erde ist dabei der „kalte Raum“, dem Wärme entzogen wird. Das Haus ist der „warme Raum“, der beheizt wird.
Warum funktioniert das im Winter?
In etwa ein bis zwei Metern Tiefe hat der Boden das ganze Jahr über eine fast konstante Temperatur.
Typisch sind etwa 8 bis 12 Grad Celsius. Diese Wärme stammt größtenteils von der Sonne, die im Sommer den Boden aufheizt.
Im Winter ist die Luft draußen oft deutlich kälter. Darum kann die Erdwärme-Heizung die gespeicherte Wärme aus dem Boden nutzen.
Wie kommt die Wärme ins Haus?
Im Garten oder unter dem Haus werden Kunststoffrohre verlegt. Man nennt sie Kollektoren oder Sonden.
Durch diese Rohre fließt eine Flüssigkeit, die kälter ist als der Boden. Sie nimmt Wärme aus der Erde auf.
Diese Wärme wird in der Wärmepumpe auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und an die Heizung im Haus abgegeben.
Oft wird Erdwärme mit einer Fußbodenheizung kombiniert. Diese braucht nur niedrige Temperaturen, zum Beispiel etwa 35 Grad Celsius.
Fläche oder Tiefe
Es gibt zwei gängige Arten, Wärme aus der Erde zu holen.
- Kollektoren: Rohre werden flach im Garten verlegt. Der Platzbedarf ist groß.
- Sonden: Tiefe Bohrungen von 30 Meter oder mehr. Der Platzbedarf ist klein.
Beide Systeme funktionieren gleich. Der Unterschied liegt im Platzbedarf und in den Kosten.
Physikalische Kernpunkte
- Wärme fließt von selbst nur von warm nach kalt.
- Eine Wärmepumpe transportiert Wärme mit Hilfe von Arbeit.
- Die Erde speichert Sonnenenergie.
Rechnung (vereinfacht)
Eine Erdwärme-Heizung bezieht etwa 80 % ihrer Heizenergie aus der Erde und 20 % aus Strom.
Was bedeutet das?
Immer noch interessiert?
- Warum braucht eine Wärmepumpe Strom?
- Warum funktioniert Erdwärme mit Fußbodenheizung besonders gut?
- Wie unterscheidet sich Erdwärme von Fernwärme?
Wichtige Wörter
Erdwärme, Wärmepumpe, Kältemittel, Wärmeübertragung, Konvektion, Kollektor, Sonde, Boden, Temperatur, Arbeit, Energie
Was muss ich mir merken? Eine Erdwärme-Heizung nutzt gespeicherte Sonnenenergie im Boden. Mit Hilfe einer Wärmepumpe wird diese Wärme ins Haus gebracht. Dazu ist elektrische Energie notwendig.