Fragen Sie einen Installateur, welche Wärmepumpe Sie einbauen sollten, und Sie bekommen meist diejenige, die er am häufigsten einbaut. Fragen Sie das Internet, bekommen Sie eine Stichwortliste, die genau die eine Frage sorgfältig umgeht, auf die es ankommt. Diese Frage lautet nicht, welche Technologie besser ist, denn die Erdwärmepumpe gewinnt fast jeden technischen Vergleich, sondern ab wann sich das Mehrgeld für Ihr Gebäude nicht mehr lohnt.
Dieser Schwellenwert ist real, er lässt sich berechnen, und er liegt je nach vier Faktoren woanders: wie lange Sie das Gebäude besitzen werden, ob Sie Kühlung brauchen, was Ihr Standort zulässt und mit welcher Temperatur Ihre Heizflächen arbeiten. So finden Sie ihn.
Der Unterschied in je einem Absatz
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe entzieht der Außenluft Wärme über eine Außeneinheit (ein Ventilator und ein Wärmetauscher, meist an einer Wand montiert oder im Garten aufgestellt) und hebt sie mit einem Kompressor an. Sie ist unkompliziert zu installieren, braucht keinen Aushub und lässt sich typischerweise in wenigen Tagen in Betrieb nehmen.
Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe, umgangssprachlich Erdwärmepumpe, entzieht dem Untergrund Wärme, über vertikale Erdwärmesonden von typischerweise 50 bis 300 Metern Tiefe oder über Flächenkollektoren, wenn Sie die Grundstücksfläche haben. Ein Wasser-Glykol-Gemisch zirkuliert durch geschlossene Rohre, nimmt Wärme aus dem Gestein auf und führt sie einer Wärmepumpe im Gebäude zu. Es gibt überhaupt keine Außeneinheit. Die Installation erfordert ein Bohrgerät und dauert erheblich länger.
Dasselbe Prinzip, eine sehr unterschiedliche Quelle. Alles Weitere folgt aus diesem einen Unterschied.
Effizienz: Der Abstand ist größer, als die Kennzahlen vermuten lassen
Wärmepumpen werden über die Jahresarbeitszahl (JAZ) bewertet: die über ein Jahr gelieferte Wärme geteilt durch den verbrauchten Strom.
Erdwärme und Luft im direkten Vergleich
| Erdwärme | Luft | |
|---|---|---|
| Typische JAZ (Raumwärme) | 4 bis 5 | 2,5 bis 3,5 |
| Quellentemperatur im Januar | 8 bis 14 °C | −5 bis +5 °C |
| Quellentemperatur im August | 8 bis 14 °C | 25 bis 35 °C |
| Leistung am kältesten Tag | Unverändert | Jahrestiefstwert |
| Abtauzyklen | Keine | Ja, bei kalt-feuchter Witterung |
| Investition, Einfamilienhaus | 2- bis 3-mal höher | Die günstigere der beiden |
Die Werte sind typische Bandbreiten für gut ausgelegte Anlagen in gemäßigten europäischen Klimazonen. Ihre Zahlen hängen von Heizflächen, Klima und Auslegung ab.
Die Mittelwerte untertreiben den Unterschied, weil es darauf ankommt, wann er auftritt. Eine Luftwärmepumpe ist genau am kältesten Morgen des Jahres am ineffizientesten, also dann, wenn der Bedarf seinen Höhepunkt erreicht. Die Quelle, aus der sie schöpft, ist kälter geworden, der Temperaturhub ist größer geworden, und bei feuchter Kälte hört sie zeitweise ganz auf, Ihr Haus zu heizen, um Eis vom eigenen Verdampfer zu schmelzen. Die Erdreichtemperatur dagegen interessiert sich nicht für das Wetter. Die Quelle, auf die Sie im Oktober ausgelegt haben, ist die Quelle, die Sie im Februar haben.
Für den Eigentümer zeigt sich das als Heizrechnung, die rund 25 bis 40 % tiefer liegt, und als Haus, das in der Woche warm bleibt, in der die Anlage aller anderen kämpft.
Investitionskosten: das Argument für die Luftwärmepumpe
Hier gewinnt die Luftwärmepumpe, und zwar deutlich.
Die Bohrung ist der dominierende Posten in einem Erdwärmebudget und skaliert mit Bohrmetern, Geologie und Zugänglichkeit. Eine Erdwärmeanlage für ein Einfamilienhaus kostet üblicherweise das Zwei- bis Dreifache einer gleichwertigen Luftwärmeanlage, auf einem beengten städtischen Grundstück, wo ein Bohrgerät in einem Hof arbeiten muss, gelegentlich mehr. Bei knappem Budget oder wenn das Gebäude innerhalb weniger Jahre den Besitzer wechselt, lässt sich diese Lücke allein über die Betriebskosten kaum wegargumentieren.
Die Amortisation der Mehrinvestition über tiefere Rechnungen liegt bei einem reinen Heizgebäude typischerweise im Bereich von 8 bis 15 Jahren. Das ist lang, lang genug, dass die Entscheidung meist an etwas anderem hängt als an der Energierechnung.
Womit wir bei den drei Dingen wären, die die Entscheidung tatsächlich bewegen.
Was tatsächlich entscheidet
1. Kühlung verändert die Rechnung vollständig
Das ist die Asymmetrie, die fast jeder Vergleich übersieht.
Eine Luftwärmepumpe kann kühlen. Betreiben Sie sie rückwärts, wird sie zur Klimaanlage. Aber sie kühlt so, wie eine Klimaanlage kühlt: Der Kompressor läuft, die Außeneinheit läuft, sie verbraucht an den heißesten Nachmittagen ernsthaft Strom, und sie gibt Wärme an eine Straße ab, die ohnehin schon zu heiß ist.
Eine Erdwärmeanlage kühlt ganz ohne Kompressor. Warmes Wasser aus den Boden- oder Deckenkreisen des Gebäudes wird über einen Wärmetauscher gegen die kalte Sole aus den Erdwärmesonden geführt. Es läuft nur eine Umwälzpumpe. Eine Kilowattstunde Kälte auf diesem Weg kostet typischerweise einen kleinen Bruchteil dessen, was ein Kompressor verbrauchen würde, üblicherweise mit einem Zwanzigstel bis einem Vierzigstel beziffert.
Daraus folgen drei Dinge:
- Betriebskosten. Sommerkühlung ist nahezu gratis. In einem Gebäude mit echtem Kühlbedarf kann allein das die Amortisationszeit des Erdwärme-Aufpreises halbieren.
- Regulierung und Bewilligung. In weiten Teilen Europas unterliegt aktive Komfortkühlung einer Prüfung, der passives Geocooling nicht unterliegt: Leistungsgrenzen in Energievorschriften, Begründungspflichten, Beschränkungen für sichtbare Außeneinheiten, Lärmgrenzwerte an der Grundstücksgrenze und ein sich verschärfendes Kältemittelregime. Eigentümer, die eine Klimaanlage installieren wollen, erhalten häufig ein Nein. Geothermische Kühlung kommt oft dort durch, wo ein konventionelles System scheitert, weil es keine Außeneinheit gibt, keinen Lärm und fast keinen Strombedarf. (Die Regeln unterscheiden sich erheblich nach Land und Gemeinde, prüfen Sie also Ihren Standort.)
- Lebensdauer. Sommerwärme ins Erdreich zu schieben regeneriert es und wirkt der langsamen Temperaturdrift entgegen, unter der reine Heizsondenfelder über Jahrzehnte leiden. Kühlen nutzt eine Erdwärmeanlage nicht ab. Es erhält sie. Ausführlich behandeln wir das in unserem Leitfaden zu oberflächennaher Geothermie zum Heizen und Kühlen.
Wenn Ihr Gebäude Kühlung braucht (und wenn es gut gedämmt, modern, stark verglast ist oder Dachgeschosswohnungen hat, braucht es sie wahrscheinlich), ist der Vergleich nicht mehr knapp.
2. Lärm, Nachbarn und Bewilligung
Eine Außeneinheit macht Geräusche. Nicht viel, aber dauerhaft, im Freien, nahe einer Grundstücksgrenze, nachts im Winter. In freistehenden Häusern mit Platz ist das kein Thema. In Reihenhäusern, Höfen, dichten städtischen Straßen und Ortsbildschutzgebieten ist es häufig das Thema: Lärmgrenzwerte an der Grundstücksgrenze und Gestaltungsvorschriften sind der häufigste Grund, warum eine Luftwärmeanlage abgelehnt oder an eine weniger effiziente Stelle verschoben werden muss.
Eine Erdwärmeanlage hat draußen nichts stehen. Nichts zu sehen, nichts zu hören, nichts zu streiten. Wo die planungsrechtlichen Vorgaben eng sind, ist das manchmal weniger ein Vorteil als der einzige Weg zu einer Wärmepumpe überhaupt.
3. Wie lange Sie das Gebäude halten
Amortisationszeiten von einem Jahrzehnt zählen nur, wenn Sie das Jahrzehnt auch dabei sind. Für einen Entwickler, der bei Fertigstellung verkauft, ist die Luftwärmepumpe meist die rationale Wahl, sofern nicht Kühlung oder das Baurecht die Sache erzwingen. Für Selbstnutzer, Wohnbaugenossenschaften oder institutionelle Eigentümer mit einem Horizont von dreißig Jahren dreht sich die Rechnung um, und der Erdwärmesonde selbst wird eine Nutzungsdauer von 50 bis 100 Jahren zugeschrieben, gegenüber 15 bis 20 für eine der Witterung ausgesetzte Außeneinheit.
Wo Erdwärme schlicht nicht verfügbar ist
Ehrlichkeit verlangt auch den umgekehrten Fall. Erdwärme fällt weg oder ist stark eingeschränkt, wenn:
- Sie nicht bohren dürfen. Grundwasserschutzzonen, bestimmte geologische Formationen, belasteter Untergrund und ein voller städtischer Untergrund machen Bohrungen eingeschränkt oder unzulässig. Viele Regionen veröffentlichen Zulässigkeitskarten, prüfen Sie Ihre vor allem anderen.
- Die Parzelle zu klein ist. Erdwärmesonden brauchen relevanten Abstand zueinander und zu den Grenzen, sonst entziehen sie sich gegenseitig Wärme.
- Es keine Zufahrt für das Bohrgerät gibt. Ein Bohrgerät muss die Stelle physisch erreichen können.
- Der Bewilligungszeitplan nicht passt. Mehrere Monate sind normal. Wenn der Kessel letzte Woche ausgefallen ist, ist das nicht die Randbedingung, die Sie brauchen.
- Die Heizflächen Hochtemperatur sind. Das gilt für beide Technologien, trifft aber die Erdwärme-Wirtschaftlichkeit härter: Läuft das Gebäude mit Heizkörpern bei 65 bis 70 °C, erreicht keine Wärmepumpe ihre Nennwerte, und Sie haben Erdwärmegeld für Luftwärmeleistung ausgegeben. Erst die Heizflächen sanieren, oder nicht bohren.
Ein grobes Entscheidungsraster
Wählen Sie Luftwärme, wenn das Gebäude heizlastdominiert ist, das Budget knapp ist, Sie innerhalb weniger Jahre verkaufen, der Standort nicht gebohrt werden darf oder Sie Außenraum abseits der Nachbarn haben.
Wählen Sie Erdwärme, wenn Sie Kühlung brauchen, Lärm- oder Bewilligungsvorschriften eine Außeneinheit verhindern, Sie das Gebäude langfristig halten, Sie bereits Niedertemperatur-Heizflächen haben oder einbauen, oder (der Fall, den Eigentümer am häufigsten übersehen) es um mehr als ein Gebäude geht.
Erwägen Sie eine Hybridlösung, wenn die Spitzenheizlast groß, aber kurz ist: Eine Erdwärmeanlage, die auf den Großteil des Jahres ausgelegt ist, mit einer kleinen Reserve für die kältesten Stunden, ist oft günstiger, als für den 1-%-Fall zu bohren.
Der Fall, den Eigentümer übersehen: mehr als ein Gebäude
Wenn Sie mehrere Gebäude auf einem Areal besitzen oder entwickeln, verändert sich der Vergleich erneut. Einzelne Luftwärmepumpen bedeuten eine Außeneinheit pro Gebäude, jede auf ihre eigene Spitze ausgelegt. Ein gemeinsamer Erdkreis, der alle versorgt, braucht deutlich weniger Gesamtleistung, weil die Gebäude ihre Spitzen nicht gleichzeitig haben und weil ein Gebäude mit Kühlbedarf das Erdreich für eines mit Wärmebedarf regeneriert. Die Technikräume werden zusammengelegt. Die Kosten je Gebäude sinken, teils deutlich.
Das ist der Punkt, an dem die Entscheidung aufhört, ein Produktvergleich zu sein, und zu einer Planungsaufgabe wird, und an dem es sich lohnt, sauber zu rechnen, bevor Sie sich festlegen.
Genau diese Rechnung macht Planeto. Unsere Plattform Tessa bringt Gebäudebedarf, Untergrundverhältnisse, Quellen und Kosten in ein einziges Modell, so dass sich solche Varianten in Stunden statt in Wochen aufbauen und vergleichen lassen.
Und wenn Sie noch kein Planungsbüro beauftragt haben, können unsere Energieingenieure den Vergleich gemeinsam mit Ihnen rechnen oder Ihnen sofort sagen, ob Ihr Standort eine der Optionen ausschließt.
Mit unseren Energieexperten sprechen →
Häufige Fragen
Ist eine Erdwärmepumpe immer effizienter als eine Luftwärmepumpe?
In der Praxis ja. Das Erdreich ist im Winter die wärmere und weit stabilere Quelle. Typische Jahresarbeitszahlen liegen bei 4 bis 5 gegenüber 2,5 bis 3,5 bei Luft. Die eigentliche Frage ist, ob der Effizienzgewinn die Bohrkosten innerhalb Ihres Eigentumshorizonts zurückzahlt.
Können beide Typen kühlen?
Beide können es, aber sehr unterschiedlich. Die Luftwärmepumpe kühlt mit Kompressor, wie eine Klimaanlage. Die Erdwärmepumpe kann passiv kühlen, mit nur einer Umwälzpumpe, mit einem Bruchteil des Stroms und ohne Außeneinheit, was sowohl für die Betriebskosten als auch für die Bewilligung zählt.
Wie viel mehr kostet Erdwärme?
Beim Einfamilienhaus üblicherweise das Zwei- bis Dreifache einer Luftwärmeanlage, fast vollständig getrieben durch die Bohrung. Der Abstand verringert sich in Gebäuden mit Kühlbedarf und über mehrere Gebäude auf einem Areal.
Funktioniert eine Luftwärmepumpe bei Kälte?
Ja, moderne Geräte arbeiten deutlich unter dem Gefrierpunkt, aber die Effizienz sinkt mit der Kälte und Abtauzyklen setzen ein, die Leistung ist also genau dann am tiefsten, wenn der Bedarf am höchsten ist. Die Auslegung muss das berücksichtigen.
Was hält länger?
Erdwärmesonden wird eine Nutzungsdauer von 50 bis 100 Jahren zugeschrieben, der Erdwärmepumpe selbst 20 bis 25. Eine Außeneinheit hält als der Witterung ausgesetztes Bauteil typischerweise 15 bis 20 Jahre.