Eine Erdwärmeheizung arbeitet im Prinzip wie ein Kühlschrank nur im umgekehrten Betrieb: Sie entzieht dem Untergrund Wärme und gibt diese an das Haus ab. Zur Gewinnung der Erdwärme wird in den meisten Fällen zunächst ein Wärmetauscher eingesetzt. Dabei zirkuliert Wasser oder eine Wärmeträgerflüssigkeit in einem geschlossenen Rohrsystem im Untergrund und nimmt die Wärme aus dem Boden auf. Bei einem Brunnensystem zirkuliert das Grundwasser in zwei offenen Brunnen. Diese Wärme wird an der Oberfläche an die Wärmepumpe abgegeben. In der Pumpe zirkuliert ein Kältemittel, das bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft und dabei die Wärme aus der Wärmeträgerflüssigkeit aufnimmt.
Das verdampfte Kältemittel wird nun in einem Kompressor stark verdichtet. Durch den höheren Druck steigt auch die Temperatur deutlich an. Den Effekt kennt jeder von der Fahrradluftpumpe, die beim Pumpen warm wird, wenn der Auslass zugehalten wird. Nach Verlassen des Kompressors gibt das heiße Mittel seine für den Heizbetrieb jetzt ausreichende Wärme an das Heizungssystem ab, wobei es sich abkühlt und wieder verflüssigt. Durch ein Expansionsventil tritt es dann wieder in den Niederdruckbereich ein, wodurch es weiter abkühlt. So kann es wieder Wärme aus der Erde aufnehmen und der Kreislauf kann von vorne beginnen.
Für den Antrieb des Kompressors benötigt eine Wärmepumpe Energie, die meist in Form von Strom oder Gas zugeführt wird. Im Beispiel der Anlage in der Buchsweiler Straße ist es Strom. Die Effizienz einer Wärmepumpe spielt daher eine wichtige Rolle. Bestimmt wird diese unter anderem über die Jahresarbeitszahl. Bei einer Jahresarbeitszahl von 4erzeugt eine Wärmepumpe zum Beispiel aus einer Kilowattstunde Strom vier Kilowattstunden Heizungswärme. Damit arbeitet sie bereits sehr effektiv und umweltschonend. Eine weitere Verbesserung der CO2-Bilanz der Erdwärmeanlage kann durch den Einsatz von Strom aus regenerativen Quellen erreicht werden. Deshalb installieren viele Besitzer einer Wärmepumpe gleich noch Photovoltaik auf dem Dach. Denn dann verursachen Sie mit Ihrer Heizung gar keine klimaschädlichen CO2-Emissionen mehr.
An die Erdwärme kommt der Hausbesitzer auf mehrere Arten. Wer entsprechend große Grundstücke besitzt, kann sich in einer Tiefe von etwa 1,5 Metern einen Erdwärmekollektor verlegen lassen. Die sind günstig, brauchen aber viel Platz. Dann gibt es noch Erdwärmekörbe, die bis zu drei Meter hoch sind und wie ein Metallkorb aussehen, der mit Rohren an die Heizung angeschlossen wird.
Die Körbe sollten zwei Meter unter der Erde liegen. Wer nicht genug Platz hat, muss mit einer Sonde in eine Tiefe von rund 100 Metern gehen. Die genaue Tiefe sollte vorher mit einer geologischen Untersuchung geklärt werden. Auch eignet sich nicht jeder Boden für eine Erdsonde. Feuchte Böden, die überwiegend aus Sand, Lehm oder Löß bestehen, sind besonders gut geeignet. Zudem muss für eine Bohrung die Genehmigung der Bergbehörde eingeholt werden. In manchen Gebieten sind solche Bohrungen nicht gestattet.
Im Unterschied zu Wärmepumpen, die ihre Wärme aus der Luft holen, können Erdwärmesysteme ganzjährig auf Temperaturen von mehr als fünf Grad Celsius zugreifen. Bei den Tiefenbohrungen sogar deutlich höher. Die Wärmepumpe muss daher im Winter bei Außentemperaturen von beispielsweise weniger als zehn Grad Celsius nicht so viel pumpen, um auf Raumtemperatur zu kommen.
Es gibt zudem Systeme, die Erdwärme im Sommer zur Kühlung der Häuser einsetzen. Ikka