Erdwärme durch Ringgrabenkollektor

Über Wärmepumpen und Erdwärme

Die Erdwärmepumpe, auch Sole-Wasser-Wärmepumpe genannt, nutzt die im Erdboden gespeicherte thermische Energie, um Wasser für die Heizung oder den Hausgebrauch zu erwärmen. Die Wärmeenergie kann dem Erdboden auf verschiedene Weisen entzogen werden, etwa mithilfe einer Sondenbohrung oder mit einem Ringgrabenkollektor. Dabei arbeitet die Wärmepumpe äußerst effizient, kostengünstig und umweltfreundlich, denn abgesehen von etwas Strom benötigt sie keine externe Energiezufuhr. So werden die CO2-Emissionen fürs Heizen auf ein Minimum beschränkt.

Bei einigen Erdwärmepumpen besteht darüber hinaus die Möglichkeit, im Sommer die geringen Temperaturen der Wärmequelle über einen Wärmetauscher zum Kühlen zu nutzen - eine Erdwärmepumpe ist also ein sparsamer Alleskönner. Aber wieso ist Erdwärme - oder Geothermie, wie sie im Fachjargon genannt wird - eigentlich eine so effiziente Energiequelle? Bereits relativ dicht unter der Erdoberfläche beträgt die Temperatur hierzulande ganzjährig ca. 8 bis 10 °C - als Wärmequelle für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe ist das absolut ausreichend.

Das Erdreich wird aus zwei Richtungen mit Wärmeenergie „aufgeladen“: Die Temperatur im Erdkern beträgt bis zu 5.000 °C. Diese Hitze strahlt in die oberen Erdschichten ab und beeinflusst auch die Temperatur knapp unter der Oberfläche. Gleichzeitig führen Sonneneinstrahlung und Regenwasser dem Erdboden weitere Wärme zu - daher darf Erdboden, der zur Gewinnung von Geothermie genutzt wird, nicht überbaut oder versiegelt werden.

Passende Erdwärmepumpen von NIBE

NIBE S1255

• Höchste Effizienz
• Drei Leistungsgrößen
• Brauchwasserspeicher integriert
• Frequenzgeregelt
• Lüftung / Kühlung optional
• Perfekt zur Kombination mit Photovoltaik

NIBE S1155

• Höchste Effizienz
• Kompaktgerät für Heizung und Brauchwasser
• Frequenzgeregelt
• Lüftung / Kühlung optional
• Perfekt zur Kombination mit Photovoltaik

Die Drehzahlregelung der Wärmepumpe entzieht der Wärmequelle dauerhaft immer nur die Energie, die das Gebäude gerade benötigt. Das garantiert einen langlebigen und besonders effizienten Betrieb.

Gut zu wissen: Tauschen Sie Ihre alte Heizung gegen eine Erdwärmepumpe aus, können Sie von attraktiven Förderungen für Ihre Wärmepumpe profitieren.

Ringgrabenkollektor: Vorteile und Nachteile

Ein Ringgrabenkollektor ist eine äußerst flexible und kostengünstige Lösung, um Erdwärme für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe zu gewinnen. Hierbei werden Rohre (meist) in Schlaufen am Grund eines Grabens verlegt, der in der Regel einmal um das Grundstück herum verläuft.

Die Rohre sind gefüllt mit einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel (die sogenannte Sole) und nehmen die Umgebungswärme aus dem Erdboden auf, um sie an die Erdwärmepumpe weiterzuleiten.

Neben der klassischen Schlaufenform sind auch andere Anordnungen möglich, sodass sich der Ringgrabenkollektor optimal auf die jeweiligen Bedingungen zuschneiden lässt. Weitere Vorteile dieser Variante, neben der hohen Flexibilität und den geringen Kosten, sind die Möglichkeit der Kühlung im Sommer sowie die höhere Effizienz gegenüber dem Einsatz von Flächenkollektoren.

Zudem lässt sich ein Ringgrabenkollektor besonders einfach und schnell verlegen. Wirkliche Nachteile hat diese Lösung nicht, es gibt jedoch einige Dinge zu beachten: Bei Installation in Eigenleistung entsteht ein hoher Arbeitsaufwand, zudem könnte es zu Fehlern kommen. Vorsicht ist also geboten. Achten Sie zudem darauf, die Leistung von Erdwärmepumpe und Kollektoren richtig aufeinander abzustimmen - ansonsten liefert der Kollektor zu wenig Energie und die Wärmepumpe reduziert ihre Leistung.

Vorteile und Nachteile des Ringgrabenkollektors

Alternativen zur Nutzung von Erdwärme

Alternativ zum Ringgrabenkollektor stehen Ihnen noch weitere Möglichkeiten zur Verfügung: Besonders effizient arbeiten Erdsonden, die senkrecht in den Erdboden gebohrt werden - für ein Einfamilienhaus ist eine Bohrtiefe von etwa 100 Metern notwendig. Allerdings kann eine Sondenbohrung aufwendiger und teurer sein als ein Ringgrabenkollektor. Zudem müssen Erdsonden im Vorfeld genehmigt werden und sind nicht überall realisierbar.

Ist eine Sondenbohrung nicht gewünscht oder möglich, kann man zu Erdwärmekollektoren greifen. Diese können entweder waagerecht als Flächenkollektoren verlegt oder zylindrisch zu Erdwärmekörben aufgewickelt werden. Speziell Flächenkollektoren benötigen allerdings sehr viel Platz, weshalb sich der Griff zum kompakten Ringgrabenkollektor lohnt. Dies gilt umso mehr, da bei Erdwärmekörben und Flächenkollektoren eine aufwendigere Verlegung nötig ist, was sie in der Installation teurer macht.

Arten der Wärmegewinnung im Vergleich

Übliche Kosten für einen Ringgrabenkollektor

einer Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Ringgrabenkollektor setzen sich aus mehreren Faktoren zusammen: Neben Wärmepumpe und Zubehör sowie Kollektor müssen Erdarbeiten und die Installation berücksichtigt werden.

Die Kosten des Ringgrabenkollektors richten sich danach, wie viel Eigenleistung Sie aufbringen können. Wenn Sie die Rohre selbst verlegen und einen Bagger mit professionellem Fahrer mieten, können Sie mit Material für ein Einfamilienhaus mit 8 kW Heizleistung rund 4.000 Euro veranschlagen.

Teurer wird es, wenn Sie die Erdarbeiten und die Verlegung komplett einem professionellen Unternehmen überlassen: Am günstigsten kommen Sie weg, wenn Sie in der Lage sind, die Baggerarbeiten selbst zu übernehmen: Die Miete für einen geeigneten Bagger beläuft sich auf etwa 100 bis 150 Euro pro Arbeitstag.

Je nach Anteil der Eigenleistung können Sie so eine Erdwärmepumpe mit Ringgrabenkollektor schon für ca. 20.500 Euro bekommen. Im Neubau ist die Installation übrigens generell preiswerter als im Altbau, da hier beispielsweise ein Bagger ohnehin vor Ort ist. Die ungefähren Kosten haben wir in der folgenden Tabelle für Sie zusammengestellt. Bitte beachten Sie: Alle angegebenen Preise sind Näherungswerte, von denen Ihre tatsächlichen Kosten im Detail abweichen können.

Kostenübersicht Erdwärmepumpe mit Ringgrabenkollektor

Wirtschaftlichkeit

Erdwärmepumpen arbeiten äußerst wirtschaftlich und stromsparend, was sich in vergleichsweise geringen laufenden Kosten niederschlägt. Ausgehend von einem Neubau, der von vier Personen bewohnt wird, mit 160 Quadratmetern Wohnfläche und einem jährlichen Wärmebedarf von 12.000 kWh, inklusive Warmwasser (5.000 kWh), können Sie von einem jährlichen Strombedarf von ca. 3.500 kWh ausgehen.

Gegenüber einer Gasheizung spart die Wärmepumpe in diesem Beispiel 5 Tonnen CO2 in jedem Jahr ihres Betriebs ein.

Wenn Sie Ihre Wärmepumpe mit einer Photovoltaik-Anlage kombinieren, können Sie zudem 10 bis 30 Prozent der Stromkosten (der Wärmepumpe) einsparen.

Tipps: Ringgrabenkollektor einbauen

Ein Ringgrabenkollektor kann auf verschiedene Weisen verlegt werden: Der Standard ist die horizontale Verlegung der Schlaufen am Boden des Grabens. Alternativ kann der Kollektor auch ohne Schlaufen (dann muss der Graben länger sein) oder senkrecht (in einem entsprechend tieferen, dafür aber schmaleren Graben) verlegt werden.

Je nach Bedarf können diese Varianten auch flexibel kombiniert werden, sodass man praktisch für jedes Grundstück die optimale Lösung finden kann. Planung und Erdarbeiten können prinzipiell in Eigenleistung erfolgen, wofür es im Internet eine Reihe hilfreicher Tools und Informationen gibt. Auf der sicheren Seite sind Sie jedoch, wenn sie die Arbeit einem Fachunternehmen überlassen.

Benötigte Fläche im Neubau und Altbau

Die benötigte Fläche für einen Ringgrabenkollektor ist relativ überschaubar, weshalb er sich gut auch für kleinere Grundstücke eignet. Sie variiert, je nachdem, für welche Variante Sie sich entscheiden. Wählen Sie beispielsweise für ein typisches Einfamilienhaus im Neubau die „klassische“ horizontale Verlegung am Boden eines Grabens von 2 Metern Breite, muss der Graben rund 40 bis 80 Meter lang sein. Im Fall einer Verlegung ohne Schlaufen dürfte er maximal einen Meter breit sein, müsste dafür aber eine Länge von ca. 200 bis 280 Metern haben.

Die genauen benötigten Maße müssen stets individuell ermittelt werden. Als Grundlage dienen hierbei die Heizlast des Gebäudes und die Bodenbeschaffenheit. Gehen wir beispielsweise von einem Altbau-Einfamilienhaus im Raum Celle (Norm-Außentemperatur von -12 °C, der Bodengrund besteht aus lehmigem Sand) mit einer Heizlast von 6.000 Watt aus, wird ein Kollektor mit einer Gesamtlänge von gut 105 Metern benötigt.

Genehmigung für Ringgrabenkollektoren

Im Gegensatz zur Erdsonde, die von der Unteren Wasserbehörde genehmigt werden muss, sind Ringgrabenkollektoren i. d. R. nicht genehmigungspflichtig. Für alle Erdwärmekollektoren, seien es Ringgrabenkollektoren, Flächenkollektoren oder Erdwärmekörbe, besteht allerdings eine Anzeigepflicht bei der Gemeinde.

Erdarbeiten und Eigenleistung

Prinzipiell kann ein Ringgrabenkollektor in Eigenleistung verlegt werden, um Kosten zu sparen. Um den Graben auszuheben, wird jedoch ein Bagger benötigt - und ein professioneller Baggerfahrer, sofern Sie nicht selbst ein solches Gerät führen können. Auch können sich bei Planung und Installation in Eigenleistung Fehler einschleichen.

Diese könnten später zu teuren Reparaturen führen. Wenn Sie nicht ganz genau wissen, was Sie tun, ziehen Sie also im Zweifelsfall lieber einen Fachmann hinzu. So gehen Sie sicher, dass der Kollektor optimal auf Ihre Bedürfnisse abgestimmt ist und alle Arbeiten fachgerecht durchgeführt werden.

Wie lange dauert der Einbau?

Der Einbau eines Ringgrabenkollektors ist sehr einfach und schnell erledigt - für ein Einfamilienhaus wird in der Regel zu zweit nicht mehr als ein Tag benötigt. Zudem kann die Verlegung im Neubau im Rahmen der ohnehin notwendigen Erdarbeiten einfach mit erledigt werden, was Zeitaufwand und Kosten senkt.

Spätere Gartenarbeiten - wie tief darf man graben?

Erdwärmekollektoren müssen unterhalb der Frostgrenze verlegt werden, also tiefer als 1,5 Meter. Oberhalb dieser Tiefe können Sie später problemlos Gartenarbeiten durchführen. Auch eine Bepflanzung der Fläche ist möglich.

Stand: 3/2023