Geothermische Wärmepumpe selbst gebaut zur Hausheizung: Aufbau, Planung, Eigenbau
Die Heizung und Warmwasserversorgung eines Privathauses kann auf verschiedene Weise organisiert werden, zum Beispiel durch Anschluss an die zentrale Gasversorgung oder Umstellung der Heizsysteme auf Elektroenergie. Sind Sie einverstanden?
Oder Sie können eine geothermische Wärmepumpe selbst bauen und die Erdwärme effizient nutzen, um komfortable Lebensbedingungen zu schaffen. Natürlich ist dies ein recht arbeitsintensiver Prozess, aber für jemanden, der sich zumindest ein wenig mit Technik auskennt, stellt es keine große Schwierigkeit dar.
In unserem Artikel geht es um Funktionsprinzipien und Arten geothermischer Anlagen. Wir erklären, wie Sie aus Haushaltsmaterialien selbst eine Wärmepumpe bauen können. Darüber hinaus finden Sie im Artikel Expertentipps zur Auswahl von Geothermiegeräten. Und die eingebetteten Videos enthüllen die Geheimnisse der Installation und die Funktionsweise geothermischer Pumpen.
Inhalt des Artikels:
Wie funktioniert ein geothermisches Wärmegerät?
Die Funktionsweise einer geothermischen Wärmepumpe basiert auf der Übertragung von Wärme von einer Niedertemperatur-Wärmequelle auf das Wärmeträgermedium. Die Erde fungiert dabei im Sommer als Kühler und im Winter als aktive Wärmequelle.
Der Temperaturunterschied im Erdreich trägt zur Steigerung der Gesamteffizienz des Systems bei und senkt die tatsächlichen Betriebskosten.

In der Praxis gelangt das Arbeitsmedium in die im Erdreich verlegte Rohrleitung und erwärmt sich dort um einige Grad. Danach gelangt das Medium in den Wärmetauscher (oder Verdampfer) und überträgt die aufgenommene Wärmeenergie an den internen Systemkreislauf.

Das im Außenkreislauf zirkulierende Kältemittel wird im Verdampfer erwärmt, verdampft und gelangt in den Kompressor. Dort wird es unter hohem Druck verdichtet und noch heißer.
Das heiße Gas gelangt in den Kondensator und gibt die Wärmeenergie an das Arbeitsmedium des internen Heizungskreislaufs ab. Nach dem Prozess kehrt das abgekühlte Kältemittel als Flüssigkeit zum Ausgangspunkt zurück.
Welche Arten von geothermalen Anlagen gibt es?
Geothermische Wärmepumpen unterscheiden sich durch die Art des Wärmeträgers im Innen- und Außenkreislauf. Die Energie wird aus dem Erdreich, dem Wasser (Grundwasser oder offenes Gewässer) oder der Luft gewonnen.
Innerhalb des Wohnraums wird die Wärmeenergie zum Heizen der Räume, zur Warmwasserbereitung und zur Klimatisierung genutzt. Je nach Kombination der verwendeten Elemente und Funktionen werden die Systeme in Typen eingeteilt: „Sole-Wasser“, „Wasser-Wasser“ und „Luft-Wasser“.
Variante Nr. 1: Bau nach dem Erdreich-Wasser-Prinzip
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe – eine der effizientesten Alternativen für die Raumheizung. Ihr Funktionsprinzip besteht darin, mit Hilfe von Sonden oder Kollektoren Wärmeenergie aus dem Erdreich zu gewinnen und an das hausinterne Wasserheizsystem zu übertragen.

Zur Umsetzung der Technologie trägt eine spezielle Anlage bei, die aus einem unterhalb der tatsächlichen Gefriertiefe des Bodens platzierten geothermischen Wärmetauscher und der Wärmepumpe selbst besteht, die wie ein Kühlschrank funktioniert, nur umgekehrt (Carnot-Kreisprozess).
Wie funktioniert das Gerät
Die Anlage „Erde-Wasser“, die Wohnräume mit erneuerbarer Wärme aus dem Boden beheizt, arbeitet nach folgendem Algorithmus:
- Die Arbeitsflüssigkeit (Sole oder Frostschutzmittel), die sich im geothermischen Kreislauf bewegt, nimmt die Temperatur des Bodens an und wird mittels Pumpe zum Wärmetauscher – Verdampfer – übertragen. Dort gibt sie die gesammelte Wärme an das Kältemittel ab und kehrt, um 2–5 °C abgekühlt, zum Ausgangspunkt zurück.
- Das mit Wärmeenergie angereicherte Kältemittel verdampft und gelangt in gasförmigem Zustand in die Kompressoranlage. Dort wird die Temperatur des Gases durch Kompression erhöht, und es bildet sich Kondensat.
- Die Wärmeenergie wird an das Heizmedium im häuslichen Heizsystem übertragen, und das Kältemittel nimmt wieder flüssige Form an. Sein Druck fällt nach dem Durchgang durch das Expansionsventil des Systems, und das Kältemittel kehrt zurück zum Verdampfer, um die nächste Portion der Ressource aufzunehmen.
Als Ergebnis dieses Verfahrens übersteigt die Menge an Wärmeenergie, die dem Boden entnommen und an das Heizsystem des Wohnhauses übertragen wird, die für den ordnungsgemäßen Betrieb der Kompressoranlage, der Umwälzpumpe und des Steuergeräts verbrauchte Elektrizitätsmenge um mehr als das Vierfache.

Als zusätzlichen Bonus kann man nennen, dass das System auch in umgekehrter Richtung, also zur Kühlung, arbeiten kann. Allerdings beträgt der Effizienzverlust bis zu 20 %, aber dies gilt als gerechtfertigt angesichts der hohen Heizleistung der Anlage.
Varianten der Platzierung von Systemen „Erde-Wasser“
Für die Erstellung des Außenkreislaufs des Systems „Erde-Wasser“ werden hochfeste Polymerrohre mit guten Betriebseigenschaften verwendet. Sie werden horizontal verlegt, auf den Boden der Baugrube gelegt, ähnlich wie die Verlegung von Leitungen für „Fußbodenheizung“-Systeme.

Bei der Installation wird eine Fläche von 25-50 m² pro Kilowatt Leistung der montierten Pumpe benötigt. Die Tiefe der Baugrube wird unterhalb der Frostgrenze gewählt, die genauen Maße und der Verlegeabstand der Rohre werden durch eine separate Berechnung ermittelt.

Flächen, auf denen die Leitungen von Geothermie-Systemen „Erde-Wasser“ verlegt sind, werden nicht mehr landwirtschaftlich genutzt. Sie können in einen schönen Rasen oder ein Blumenbeet mit einjährigen Blumen verwandelt werden.
Die vertikale Montage ist wesentlich aufwändiger und erfordert den Einsatz von professionellem Gerät. Auf dem Grundstück wird mit einem Bohrgerät ein Brunnen mit einer Tiefe von 20 bis 150 m gebohrt, in den eine spezielle Geothermie-Sonde eingelassen und an die Pumpe angeschlossen wird, die die Arbeitsflüssigkeit in das Hausheizsystem fördert.

Die von den Bohrlöchern abgehenden Sondenrohre münden in einen Sammlerschacht. Von dort führen zwei Hauptleitungen (Vor- und Rücklauf) zur Wärmepumpe, die mit einer Isolierung versehen sind. Der Durchmesser der Hauptleitung hängt vom Gesamtvolumen des Systems und der zu beheizenden Fläche ab. Manchmal erreichen die Parameter 160 mm.

Da die Bodentemperatur in der Tiefe aufgrund der Einwirkung des Erdkerns stets höher und stabiler ist, gilt die vertikale Verlegeweise des Heizsystems als maximal effizient. Sie zeigt einen hohen Wirkungsgrad und arbeitet zuverlässig über viele Jahre hinweg, ohne Störungen oder Ausfälle.
Variante Nr. 2: Besonderheiten von Wasser/Wasser-Wärmepumpen
Das Geothermiesystem „Wasser-Wasser" nutzt die Wärmeenergie der Wasserressource. Dies ist möglich, weil die Wassertemperatur in großen Tiefen ebenso wie die Bodentemperatur recht hoch bleibt und das ganze Jahr über stabile konstante Werte aufweist.

Es gibt keinen grundsätzlichen konstruktiven Unterschied zwischen der Wärmepumpe „Sole-Wasser" und „Wasser-Wasser". Allerdings erfordert die auf einem offenen Gewässer basierende Anlage den geringsten finanziellen und Arbeitsaufwand. Für die Montage sind keine umfangreichen Bohrungen erforderlich.
Das Rohrmaterial mit dem Wärmeträger wird einfach mit einem Gewicht versehen, ins Wasser getaucht und über Verbindungskommunikationen an das häusliche Heizsystem angeschlossen.
Diese Variante ist jedoch nur möglich, wenn das Grundstück direkt an das Wasser grenzt und alle Kommunikationsteile der Systeme unter der Kontrolle der Eigentümer stehen. Wenn kein Zugang zu einem offenen Gewässer besteht, wird das Potenzial des Grundwassers genutzt.
Allerdings bringt dies erhebliche Erdarbeiten und die Errichtung komplexer Konstruktionen mit sich, wie z. B. einen zusätzlichen Brunnen zur Ableitung des durch die Wärmetauschereinheit fließenden Wassers.

Üblicherweise werden Wasser-Wasser-Anlagen dort installiert, wo keine Möglichkeit besteht, zentrale Anschlüsse zu nutzen oder andere Arten von Wärmeträgern einzusetzen.
Experten behaupten, dass eine alternative Heizung dieser Art in modernen Gebäuden mit minimalem Wärmeverlust äußerst effektiv ist.

Wenn das Haus gut isoliert ist, vor Zugluft, Feuchtigkeit und dem Eindringen von Frostluft geschützt ist oder mit modernen Wärmedämmtechniken gebaut wurde, sinken die Kosten der Heizanlage erheblich, da die Möglichkeit besteht, eine Pumpe mit wesentlich geringerer Leistung zu erwerben.
Variante Nr. 3: Einrichtung von Luft/Wasser-Systemen
Die Wärmepumpe 'Luft-Wasser' nutzt die am leichtesten zugängliche, unbegrenzte und erneuerbare natürliche Energiequelle – die Luft. Das Gerät arbeitet über Ventilatoren und Verdampfer, die zu einer Einheit zusammengefasst sind.
Die größte Effizienz zeigt sie bei Temperaturen bis -15°C. Bei extremeren Werten verliert sie einen erheblichen Teil ihrer Leistung.

Das Aggregat ist äußerst praktisch, da es von den Besitzern eines Eigenheims keine spezielle Ausrüstung für die Montage und aufwändige Installationsarbeiten erfordert.
Es benötigt keine Erdarbeiten, Bohrungen oder andere aufwändige Maßnahmen. Es lässt sich leicht montieren und nimmt wenig Platz ein. Es kann korrekt funktionieren, wenn es auf dem Dach des Wohngebäudes platziert wird.

Zu den Hauptvorteilen der Anlage gehören der nahezu geräuschlose Betrieb und die Möglichkeit der Wiederverwendung von Wärme, die aus dem beheizten Raum in Form von Abluft, Wasser, Gas, Rauch usw. austritt.
Die Wartung des Systems führen die Besitzer selbst durch:
- reinigen die Ventilatorflügel und die Schutzgitter an der Verdampferanlage von Staub, kleinem Schmutz und Blättern;
- schmieren den Kompressor mit einem speziellen, vom Hersteller in der Anleitung angegebenen Mittel;
- wechseln das Öl in den Kraftkomponenten (Ventilator, Kompressor) in bestimmten Abständen;
- überprüfen die Unversehrtheit des Stromkabels und der Kupferleitung, durch die das Kältemittel im System zirkuliert.
Zusätzlich zu diesen Maßnahmen empfehlen die Hersteller der Pumpenausrüstung den Kunden nachdrücklich, den Zustand der Temperatursensoren zu überwachen, die die Funktion der Steuereinheit widerspiegeln.
Diese müssen abgewischt werden, wobei Staub und Ölflecken vorsichtig von der Oberfläche entfernt werden. Dies verlängert die «Lebensdauer» mit dem Luft-Luft-System und macht den Betriebsprozess einfacher und komfortabler.
Wie baut man das Gerät selbst?
Unabhängig davon, welche Ressource (Erde, Wasser oder Luft) für die Heizung gewählt wird, ist für das korrekte Funktionieren des Systems eine Pumpe erforderlich.
Dieses Gerät besteht aus folgenden Elementen:
- Kompressoraggregat (Zwischenelement des Komplexes);
- Verdampfer, der die Niedertemperatur-Energie an das Wärmeträgermedium überträgt;
- Drosselventil, durch das das Kältemittel den Rückweg zum Verdampfer findet;
- Kondensator, in dem das Kältemittel Wärmeenergie abgibt und auf die ursprüngliche Temperatur abkühlt.
Man kann ein komplettes System beim Hersteller kaufen, aber das würde eine beträchtliche Summe kosten. Wenn kein freies Geld zur Verfügung steht, lohnt es sich, die Wärmepumpe selbst aus den verfügbaren Teilen zu bauen und bei Bedarf die fehlenden Ersatzteile nachzukaufen.

Wenn die Entscheidung zur Eigenherstellung einer Wärmepumpe getroffen wurde, muss unbedingt der Zustand der vorhandenen elektrischen Leitungen und des Stromzählers im Haus überprüft werden.
Wenn diese Elemente abgenutzt und alt sind, müssen alle Abschnitte überprüft, mögliche Fehler erkannt und noch vor Arbeitsbeginn behoben werden. Dann wird das System unmittelbar nach der Inbetriebnahme einwandfrei funktionieren und die Besitzer nicht durch Kurzschlüsse, Kabelbrände und das Auslösen der Sicherungen beunruhigen.
Methode Nr. 1: Bau aus einem Kühlschrank
Für den Selbstbau einer Wärmepumpe wird die hinten angebrachte Rohrschlange eines alten Kühlschranks entfernt. Dieses Teil wird als Kondensator verwendet und in einen hochfesten Behälter gegeben, der gegenüber extremen Temperaturen beständig ist. Daran wird ein funktionierender Kompressor befestigt, und als Verdampfer dient ein einfaches Plastikfass.

Die vorbereiteten Elemente werden miteinander verbunden, danach wird das hergestellte Aggregat über Polymerrohre an das Heizsystem angeschlossen und das Gerät wird in Betrieb genommen.
Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Bau einer Wärmepumpe aus einem Kühlschrank finden Sie in diesem Artikel.
Methode Nr. 2: Wärmepumpe aus einer Klimaanlage
Um eine Wärmepumpe herzustellen, wird die Klimaanlage modifiziert und einige Hauptkomponenten werden umgeplant. Zuerst werden die Außen- und Inneneinheiten vertauscht.
Der Verdampfer, der für die Übertragung von Niedertemperaturwärme zuständig ist, wird nicht zusätzlich eingebaut, da er sich im Innengerät des Aggregats befindet, während der Kondensator, der die Wärmeenergie überträgt, im Außengerät untergebracht ist. Als Wärmeträger eignen sich sowohl Luft als auch Wasser.
Wenn diese Montagevariante nicht bequem ist, wird der Kondensator in einen separaten Behälter eingebaut, der für den korrekten Wärmeaustausch zwischen dem Heizmedium und dem Wärmeträger vorgesehen ist.
Das System selbst wird mit einem Vierwegeventil ausgestattet. Für diese Arbeit wird in der Regel ein Fachmann hinzugezogen, der über professionelle Fähigkeiten und Erfahrung mit derartigen Maßnahmen verfügt.

In der dritten Variante wird die Klimaanlage vollständig in Einzelteile zerlegt, und daraus wird dann eine Pumpe nach dem traditionellen üblichen Schema zusammengesetzt: Verdampfer, Kompressor, Kondensator. Das fertige Gerät wird an die Hausheizung angeschlossen und in Betrieb genommen.
Auf der Website gibt es eine Artikelserie zum Bau von Wärmepumpen in Eigenregie. Wir empfehlen, sich damit vertraut zu machen:
- Wie man eine Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses selbst baut: Funktionsprinzip und Montageschaltpläne
- Wie man eine Luft-Wasser-Wärmepumpe baut: Aufbauschema und Selbstmontage
Tipps zur Systemauswahl
Die Installation einer Erdreich-Wasser-Anlage ist teurer als alle anderen Optionen, da sie bei vertikaler Anordnung der Geräte Tiefbauarbeiten erfordert oder bei horizontaler Verlegung der Leitungen eine große freie Grundstücksfläche.
Diese Parameter schränken die Nutzung des Systems ein und mindern erheblich seine Attraktivität.
Die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe hat ebenfalls einige Einschränkungen. Wenn in der Nähe ein zugängliches Gewässer vorhanden ist, kann das System darin platziert werden. Fehlende offene Gewässer führen zu Bohrungen von Brunnen und Drainageschächten, was ebenfalls nicht billig ist.
Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe verursacht keine Installationsprobleme und kann auch in Mehrfamilienhäusern korrekt funktionieren, aber bei strengen Wintern mit niedrigen Temperaturen sinkt ihre Effizienz und zur Aufrechterhaltung ist eine parallele Energiequelle erforderlich.
Allerdings amortisieren sich die Kosten für die Einrichtung einer Geothermieheizung letztlich und sie beginnt, eine kostenlose Ressource zu produzieren, die es den Eigentümern ermöglicht, unter äußerst bequemen, angenehmen und komfortablen Bedingungen zu leben, ohne dabei große Summen für Nebenkosten auszugeben.
Fazit und nützliche Videos zum Thema
Im Video wird anschaulich gezeigt, wie in einem großen Haus aus Gasbetonstein eine Heizungsanlage auf Basis von Geothermie-Luft-Wasser-Wärmepumpen installiert ist. Es werden einige interessante Details zur Gerätemontage erläutert und die tatsächlichen monatlichen Nebenkosten genannt.
Wie funktioniert eine Erde-Wasser-Wärmepumpe? Eine detaillierte Beschreibung von einem Spezialisten für die Installation von Geothermie-Wärmepumpen, mit Empfehlungen und nützlichen Tipps für Heimwerker von einem erfahrenen Profi.
Ein tatsächlicher Nutzer teilt seine Erfahrungen mit der Geothermie-Wärmepumpe.
Ein professioneller Mechaniker erklärt, wie man zu Hause eine Wärmepumpe auf Basis eines leistungsstarken Kompressors und röhrenförmiger Wärmetauscherteile baut. Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung.
Eine Geothermiepumpe für die Heizung eines Privathauses ist eine gute Möglichkeit, komfortable Lebensbedingungen zu schaffen, selbst dort, wo keine zentralen Versorgungssysteme und herkömmlichen Energiequellen verfügbar sind.
Die Wahl des Systems hängt von der geografischen Lage der Immobilie und den finanziellen Möglichkeiten der Eigentümer ab.
Haben Sie Erfahrung mit dem Bau einer Geothermie-Wärmepumpe? Bitte teilen Sie Ihre Informationen mit unseren Lesern und schlagen Sie Ihre eigene Montagemethode vor. Kommentare und Fotos Ihrer Eigenbauten können Sie im untenstehenden Formular hinterlassen.

Unsere Bevölkerung ist noch nicht bereit für geothermische Energiequellen. Anlagen, die mit solchen Energiegewinnungsmethoden verbunden sind, finden meiner Meinung nach in Europa Anwendung, dort haben die Menschen schon lange gelernt, zu sparen. Wir sind weit davon entfernt. Solche Technologien sind leider zu aufwändig, es ist viel einfacher, sich an das Gasnetz anzuschließen. Und erst recht zu versuchen, dies selbst zu tun. Nein, das ist noch nichts für uns. Hier sollten wir wenigstens lernen, Solarmodule einzusetzen.
Ich bin jedoch nicht mit dem vorherigen Kommentar einverstanden. Was soll das heißen: “Unser Volk ist nicht bereit für eine solche Energiequelle”? Wenn niemand es versucht, werden wir niemals bereit sein. Solche Dinge passieren nicht von selbst. Ich persönlich werde ein System “Wasser-Luft” einrichten und bin zuversichtlich, dass es gelingt. Ich kenne mich in dem Thema gut aus und habe keine Angst, Neues auszuprobieren.
Ich bin grundsätzlich nicht mit dem ersten Kommentar einverstanden. Alexander bedenkt offenbar nicht, dass es in Russland jenseits des Urals problematisch sein wird, sich an eine Gasleitung anzuschließen, weil alle Gasleitungen nach Europa führen, wo man schon lange gelernt hat, zu sparen. Angesichts der jährlich steigenden Preise für Kohle und Brennholz ist es an der Zeit, ernsthaft über die Installation einer Wärmepumpe nachzudenken.
Alexej, in Europa hat man das auch gelernt, weil die Regierungen dort energieeffiziente Technologien aktiv unterstützen. Zum Beispiel zinslose Kredite für den Kauf solcher Geräte. Und auch eine allgegenwärtige Propaganda, im positiven Sinne des Wortes.
Man braucht nicht auf Europa zu verweisen. Was kostet dort das Gas? Was kostet dort der Strom? Was kostet dort die Kohle? Und außerdem… wie hoch ist dort das monatliche Einkommen in Rubel umgerechnet? Daraus ergibt sich alles.
Hier ein Beispiel aus der Stadt Uglitsch. Die Kosten pro kWh Wärmeenergie: Birkenholz – 0,0228 €, Erdgas – 0,0063 €, Flüssiggas – 0,0202 €, Kohle der Sorte D – 0,0111 €, helle Pellets – 0,0172 €. Geothermische Wärmepumpe (bei Abgabe von 1 kWh Strom – für 4,5 kWh Wärme) – 0,0151 €. Und unter Berücksichtigung der Kosten für die Arbeit und die Wärmepumpe… amortisieren sich die Kosten nicht einmal nach 10 Jahren. Und eine Garantie von 15 Jahren ist nicht nötig… überlegen Sie selbst, ob diese Firmen (Lieferant oder Auftragnehmer) in 5-10-15 Jahren noch existieren werden? In unserer Wirtschaft ist diese Garantie eher ein Schlag ins Wasser.
Ich meine nur, dass man auch 100 Jahre Garantie geben könnte 🙂 Ein Schlussfolgerung: Schließen Sie Erdgas an Ihr Haus an. Aber während Sie das noch tun (der Prozess ist manchmal langsam), stellen Sie einen automatischen Kohlekessel auf.