Bei diesen Anlagen erfolgt der Wärmeaustausch durch eine oder mehrere vertikal in das Erdreich eingebohrte Sonden (Spieße). Grundwasser wird hierbei nicht gefördert. Die in Tiefen unter 15 m anstehende, von der Oberfläche unbeeinflusste, Erdwärme wird zur Energiegewinnung genutzt. Dazu werden Bohrungen, meist zwischen 30 und 100 m mit geschlossenen Sonden (sog. Doppel-U-Sonden) bestückt, in denen ein Trägermittel zirkuliert. Der Wärmeentzug erfolgt unmittelbar aus dem umgebenden Gebirge durch permanenten Wärmestrom zur Sonde. Das Trägermittel wird über eine Wärmepumpe geführt und die enthaltene Wärmeenergie wird komprimiert, über einen Wärmetauscher geführt und in Heizwärme umgewandelt. Auf der sog. kalten Seite des Wärmetauschers wird das abgekühlte Trägermittel wieder über die Sonde in das Erdreich geführt, der Kreislauf beginnt von neuem.

Insbesondere im oberflächennahen Bereich ist der verfüllte Ringraum permanent erheblichen Temperatur-schwankungen ausgesetzt. Der Füllbinder (auch Dämmer) zur Verfüllung des Ringraumes zwischen Sonde und umgebenden Erdreich hat wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer und Energieeffizienz der fertig gestellten Erdwärmeanlage. An das Material sind daher erhebliche Qualitätsanforderungen zu stellen. Herkömmliche Materialien entsprechen diesen Ansprüchen meist nicht oder nur marginal. Es sollte ein sehr gut dichtender, hoch wärmeleitender Füllbinder mit hohem Widerstand gegenüber Frost-Tauwechsel gewählt werden. Eine Bescheinigung des Herstellers, dass der Binder für den Erdwärmesondenbau geeignet ist, sollte vorliegen oder verlangt werden.

Durch die Verwendung eines hochwertigen Füllbinders erhöht sich in der Regel Leistung und Langlebigkeit der Erdwärmeanlage. Je nach Energiebedarf kann eine höhere Leistung der Anlage somit evtl. auch teure Bohrmeter sparen. Es lohnt sich also, die Verwendung eines teureren Füllbinders vor dem Hintergrund Langlebigkeit/Energieeffizienz der fertig gestellten Erdwärmeanlage einer eingehenden Prüfung zu unterziehen.

Erdwärmekollektoren sind Wärmetauscher, die horizontal in 80-160 Zentimeter Tiefe verlegt werden. Die für den Wärmeentzug relevante Wärme der Erde ist gespeicherte Sonnenenergie, die durch direkte Einstrahlung, durch Wärmeübertragung aus der Luft und durch Niederschläge in das Erdreich übergeht. Der Betrieb eines Erdwärmekollektors ist also abhängig von den Witterungseinflüssen, die an der Oberfläche herrschen.

Die Errichtung und der Betrieb von Erdwärmesonden und Erdwärmekollektoren sind außerhalb von Wasserschutzgebieten zulässig, wenn die örtlichen geologisch/hydrogeologischen Verhältnisse dies erlauben und eine Beeinträchtigung des Grundwassers ausgeschlossen werden kann.

Anzeigepflicht
Die Errichtung ist bei der Unteren Wasserbehörde mindestens einen Monat vor Baubeginn anzuzeigen.

Nach Prüfung der Anzeige hat die Untere Wasserbehörde die Möglichkeit, bei Bedarf Maßnahmen zur Verhütung von schädlichen Auswirkungen auf das Grundwasser anzuordnen.

Darüber hinaus sind alle mit Maschinenkraft abgeteuften Bohrungen und Erdaufschlüsse beim Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) anzuzeigen.

Der Betrieb einer Grundwasser-Wärmepumpe ist eine erlaubnispflichtige Grundwasserbenutzung und unterliegt besonderen Bestimmungen.

Weitere Informationen zu rechtlichen und technischen Fragen finden Sie auch im Leitfaden Erdwärmenutzung Niedersachsen.