Erdsonde für die Wärmepumpe
Die platzsparendste Erschließung — Aufbau, Auslegung und Langzeitverhalten.
Eine Erdwärmesonde ist ein U-förmiges Kunststoffrohrsystem, das 80 bis 150 Meter tief in den Boden eingebracht und mit Bentonit verpresst wird. Sie braucht nur wenige Quadratmeter Fläche, kostet 10.000 bis 20.000 Euro und hält 50 bis 100 Jahre.
Aufbau und Funktion
In das Bohrloch werden zwei U-förmig gebogene Rohrschleifen aus Polyethylen eingebracht, die sogenannte Doppel-U-Sonde. Darin zirkuliert die Sole und nimmt auf dem Weg nach unten und zurück Wärme aus dem umgebenden Gestein auf.
Der Ringraum zwischen Sonde und Bohrlochwand wird mit einer Bentonit-Zement-Suspension verpresst. Diese Verfüllung erfüllt zwei Aufgaben: Sie stellt den Wärmeübergang zum Gestein her und dichtet unterschiedliche Grundwasserstockwerke gegeneinander ab. Eine mangelhafte Verfüllung ist der häufigste Ausführungsfehler und beeinträchtigt Leistung wie Grundwasserschutz.
Auslegung: der Fehler, der teuer wird
Zu kurz ausgelegte Sonden sind das Hauptproblem im Bestand. Wird dem Erdreich mehr Wärme entzogen, als über den Sommer nachströmt, sinkt die Soletemperatur von Jahr zu Jahr. Die Wärmepumpe arbeitet dann mit immer schlechterer Arbeitszahl, im Extremfall friert der Sondennahbereich dauerhaft.
Die Auslegung nach VDI 4640 berücksichtigt deshalb nicht nur die Spitzenlast, sondern die jährlichen Betriebsstunden und die Regeneration. Wer zusätzlich passiv kühlt, speist im Sommer Wärme ein und verbessert die Bilanz — ein Grund, warum Kühlung bei Erdwärme nicht nur Komfort, sondern auch Anlagenschutz ist.
Betrieb und Wartung
Die Sonde selbst ist wartungsfrei. Geprüft werden bei der jährlichen Wartung der Soledruck und der Frostschutzgehalt. Ein langsam sinkender Druck deutet auf eine Undichtigkeit hin, die im Erdreich schwer zu orten und aufwendig zu beheben ist.
Beobachten sollte man die Soleeintrittstemperatur über die Jahre. Bleibt sie am Ende der Heizperiode stabil, ist die Sonde richtig dimensioniert. Sinkt sie jährlich um mehrere Zehntelgrad, kühlt das Erdreich aus — dann hilft eine Reduzierung der Entzugsleistung oder eine sommerliche Regeneration über passive Kühlung oder Solarthermie.
Das werden wir oft gefragt
Wie tief muss eine Erdsonde sein?
Üblich sind 80 bis 150 Meter. Da über 100 Meter oft strengere Genehmigungsauflagen greifen, werden häufig zwei Sonden à 90 Metern statt einer mit 180 Metern gesetzt. Die Gesamtmeterzahl bleibt gleich, das Verfahren wird einfacher.
Kühlt das Erdreich um die Sonde aus?
Bei korrekter Auslegung nach VDI 4640 nicht dauerhaft. Der Boden regeneriert über den Sommer durch nachströmende Wärme aus dem Umfeld. Nur zu kurz ausgelegte Sonden kühlen über Jahre aus.
Was passiert mit der Sonde beim Gerätetausch?
Sie bleibt und wird an die neue Wärmepumpe angeschlossen. Da die Sonde die Wärmepumpe um Jahrzehnte überdauert, verteilt sich die Erschließungsinvestition auf zwei bis drei Gerätegenerationen.
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