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Erdsonde - sparen mit Erdsonde und Wärmepumpe

Erdsonde zur Energiegewinnung mit Wärmepumpe

Erdsonden transportieren die Erdwärme, welche durch Geothermie entsteht, zu einer Wärmepumpe. Die Wärmepumpe "transformiert" die Energie auf ein höheres Temperaturniveau und führt sie der Heizung zu.

 Geothermische Wärme entsteht im Erdinnern durch den Zerfall radioaktiver Isotope. Man vermutet, dass die Temperatur im Erdkern bis zu 6000 °C beträgt. In oberflächennahen Schichten nimmt die Temperatur um rund 3°C pro 100 Meter Tiefe zu. In den obersten 10 Metern kann jedoch keine Geothermie genutzt werden. Diese Schicht wird hauptsächlich von Umwelteinflüssen wie der jährlichen Schwankung der Aussenlufttemperatur und dem Energieeintrag durch Regen geprägt.  

›› ausführliche Informationen zur Geothermie finden Sie auf der Seite der Schweizerischen Vereinigung für Geothermie:

geothermie.ch - Einführung in die Geothermie (Wärmepumpe mit Erdsonden)

Aufbau einer Erdsonde

 Die Erdsonde besteht aus zwei U-förmigen Rohrschleifen aus einem stabilen Kunststoffrohr (4 Rohre pro Erdsonde). Nachdem die eigentliche Bohrung gemacht wurde, wird die Sonde mit einem Gewicht beschwert in das Bohrloch eingeführt. Anschliessend wird der Hohlraum um die Sonde mit einer Hinterfüllung aus Bentonit geschlossen. Damit stellt man einen guten thermischen Übergang vom Erdreich an die Sondenrohre sicher. Die 4 Erdsondenrohre werden mit einem sogenannten Y-Stück zu zwei Zuleitungsrohren verbunden und in einem Graben zum Haus geführt. Wenn mehrere Erdsonden versetzt werden, schliesst man die Sonden mit einem Verteiler im Gebäude zusammen.

Die Erdsonde wird mit einer Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel gefüllt (man bezeichnet diese Mischung als Sole). Beim Durchfliessen der Erdsonde nimmt die Sole Energie vom Erdreich auf und transportiert sie zur Wärmepumpe, wo ihr Energie entzogen wird. Die abgekühlte Sole ist damit wieder bereit, um neue Energie aus dem Erdreich aufzunehmen.

 Erdsonde

Aufbau  einer Geotherm Erdwärmesonde der Firma Haka-Gerodur

Auslegung (Dimensionierung) der Erdsonde 

Grundlage für die Dimensionierung ist die korrekte Berechnung der Norm-Heizlast gemäss SIA 384.201 und die richtige Dimensionierung der Wärmepumpengrösse. Für die Berechnung der Erdsondenlänge sind zudem die folgenden Einflussgrössen zu berücksichtigen:

  • Vollbetriebsstunden der Anlage und die benötigte Energiemenge (diese hängt davon ab, ob die Anlage für reinen Heizungsbetrieb oder für Heizung und Warmwasser eingesetzt wird)
  • die Beschaffenheit des Untergrundes begrenzt die maximale spezifische Entzugsleistung. Der Dimensionierung ist eine Entzugsleistung zu Grunde zu legen, die ein zu starkes Absinken der Temperaturen im Sondenkreislauf  verhindert, da sonst der langfristige Wärmeentzug aus dem Erdreich beeinträchtigt wird.
  • Druckverlust des Erdsonden-Kreislaufes: je länger eine Sonde ausgeführt wird, desto höher wird der Druckverlust. Es kann unter Umständen sinnvoll sein, statt eine lange zwei kürzere Sonden zu bohren, um den Druckverlust und damit die Pumpenenergie für die Umwälzung zu verringern.

Bewilligung von Erdsondenbohrungen

Eine Erdsonde kann nicht an jedem beliebigen Standort gebohrt werden. Aus Gründen des Gewässerschutzes, aber auch wegen möglicher Gasaustritte kann das Bohren und Versetzen einer Erdsonde untersagt sein. Das Amt für Gewässerschutz und Abfallwirtschaft (Kanton Bern) nimmt den Antrag entgegen und prüft dann die Bewilligung. Ob eine Bohrung bewilligt wird, ist auf der interaktiven Erdsondenkarte ersichtlich (Kanton Bern).

weitere Informationen zum Heizen mit Erdsonde und Wärmepumpe:

›› Beispiel einer Erdsondenbohrung

›› Funktion einer Wärmepumpe

›› Video zum Thema Erdsonde und Wärmepumpe

›› Erdsondenkarte für verschiedene Kantone