Erdwärmesonden befüllen — Sole, Druck, Entlüftung

Die Befüllung entscheidet bei Erdwärmeanlagen über Jahrzehnte: Zu wenig Glykol riskiert Frostschäden am Verdampfer, zu viel kostet dauerhaft Effizienz, und schlecht entlüftete Sonden machen die Solepumpe zum Verschleißteil. Der Standard ist unspektakulär — 25–30 % Ethylen- oder Propylenglykol, vorgemischt, Sonde für Sonde gespült, Konzentration gemessen, Druckprüfung protokolliert — er muss nur konsequent eingehalten werden.

Das Wichtigste in Kürze

• Übliche Konzentration: 25–30 Vol.-% Glykol, das entspricht Frostsicherheit bis etwa −12 bis −16 °C (Ethylenglykol) bzw. −10 bis −14 °C (Propylenglykol).
• Mehr Glykol ist nicht besser: Die Sole wird zäher, die Pumpe braucht mehr Strom, der Wärmeübergang sinkt — Konzentration nach Herstellervorgabe, nicht nach Gefühl.
• Immer vormischen (oder Fertigsole verwenden) — Wasser und Glykol nacheinander einzufüllen erzeugt Schichtung und lokale Frostnester.
• Jede Sonde einzeln spülen, bis sie blasenfrei ist; Konzentration am Austritt mit dem Refraktometer kontrollieren.
• Dichtheits- und Durchflussprüfung nach VDI 4640 Blatt 2 protokollieren; das Wärmeträgermedium muss der wasserrechtlichen Erlaubnis entsprechen.

Ethylen- oder Propylenglykol? Die Behörde entscheidet mit

Zwei Wärmeträger dominieren die Praxis, beide mit Korrosionsinhibitoren als Fertigprodukt:

Kriterium	Monoethylenglykol (MEG)	Monopropylenglykol (MPG)
Frostschutzwirkung	stärker (weniger Konzentrat nötig)	etwas schwächer
Viskosität	günstiger	höher, besonders bei Kälte
Toxikologie	gesundheitsschädlich beim Verschlucken	praktisch unbedenklich (Lebensmittelzusatz)
Preis	günstiger	rund 15–25 % teurer
Typischer Einsatz	Standardfall Erdwärmesonden	sensible Lagen, Auflagen der Wasserbehörde

Entscheidend ist der Bescheid: Erdwärmesonden brauchen eine wasserrechtliche Erlaubnis der Unteren Wasserbehörde, und dort ist das zugelassene Wärmeträgermedium festgeschrieben. In Wasserschutz-sensiblen Gebieten wird häufig MPG oder ein bestimmtes Produkt vorgegeben — wer anderes einfüllt, verliert den Bestandsschutz der Erlaubnis. Sicherheitsdatenblatt und Produktzulassung gehören in die Anlagendokumentation.

Konzentration: das Zielband 25–30 %

Der Gefrierpunkt sinkt nicht linear mit dem Glykolanteil (Richtwerte, Vol.-%):

Glykol-Anteil	Gefrierpunkt MEG	Gefrierpunkt MPG
10 %	−3,4 °C	−2,5 °C
15 %	−5,4 °C	−4,5 °C
20 %	−7,9 °C	−7,1 °C
25 %	−12 °C	−10 °C
30 %	−16 °C	−14 °C

Das Zielband 25–30 % hat zwei Gründe. Nach unten: Die Sole muss deutlich unter der tiefsten Verdampfungstemperatur der Wärmepumpe frostsicher bleiben — übliche Auslegung ist Frostsicherheit um −13 bis −16 °C, obwohl die Sole im ordentlich dimensionierten Betrieb selten unter −5 °C fällt. Nach oben: Glykol macht die Sole zäh. Schon bei 30 % ist sie bei Betriebstemperatur mehrfach zäher als Wasser; die Solepumpe braucht spürbar mehr Strom, und der Wärmeübergang im Verdampfer verschlechtert sich. „Sicherheitshalber 40 %" ist deshalb keine Sicherheit, sondern ein dauerhafter Effizienzverlust.

Menge berechnen: ein nachvollziehbares Beispiel

Doppel-U-Sonde DA 32 (SDR 11, Innendurchmesser 26,2 mm): Inhalt je Rohrmeter π/4 × 0,0262² ≈ 0,54 l/m. Anlage mit 2 Bohrungen à 90 m:

• Sondenrohre: 2 Sonden × 4 Rohre × 90 m = 720 m × 0,54 l/m ≈ 388 l
• Anbindeleitungen, Verteiler, Verdampfer: ≈ 40 l
• Systemvolumen ≈ 430 l → bei 28 % Zielkonzentration: 120 l Glykol + 310 l Wasser

Beim Wasser gilt die Herstellervorgabe des Solekonzentrats (häufig Trinkwasserqualität mit Grenzen für Härte und Chlorid; teils wird entsalztes Wasser verlangt). Die bequemste und fehlerärmste Lösung ist Fertigsole im IBC — vorgemischt und inhibiert.

Warum am Manometer keine 10 bar stehen

Ein verbreiteter Denkfehler: „100 m Sonde = 10 bar Druck". Im geschlossenen Kreislauf heben sich Fall- und Steigsäule auf — am Manometer im Keller stellt man den normalen Anlagendruck von etwa 1,5–2,5 bar ein (abgestimmt auf den Vordruck des Ausdehnungsgefäßes). Das Sondenrohr in 100 m Tiefe sieht allerdings zusätzlich den statischen Druck der Flüssigkeitssäule von rund 10 bar — deshalb sind Erdwärmesonden aus PE 100 in SDR 11 (PN 16) ausgeführt, und deshalb prüft man Dichtheit mit erhöhtem Druck, nicht mit Betriebsdruck.

Das Befüllverfahren Schritt für Schritt

Der kritischste Punkt ist die Entlüftung: Restluft sammelt sich in den Sondenköpfen, lässt die Solepumpe kavitieren und Durchflussfehler auslösen. Deshalb wird nicht „die Anlage" gespült, sondern jede Sonde einzeln, mit deutlich höherem Volumenstrom als im Betrieb. Und weil in Sonden und Anbindung nach Bohrung und Druckprobe immer Restwasser steht, ist die Refraktometer-Messung am Austritt Pflicht — die rechnerische Konzentration im Ansatzbehälter sagt nichts über die Konzentration im Erdreich.

Wartung: Sole altert leise

Die Inhibitoren der Sole verbrauchen sich über die Jahre; pH-Wert und Frostschutz wandern langsam. In der Praxis bewährt:

• Bei jeder Heizungswartung (jährlich): Anlagendruck, Frostschutz per Refraktometer, pH-Schnelltest — drei Minuten Aufwand.
• Auffälligkeiten ernst nehmen: Verfärbung (braun/schwarz), stechender Geruch oder pH-Drift deuten auf Korrosion oder Glykolabbau — dann Laboranalyse und ggf. Austausch nach Herstellerempfehlung.
• Nachfüllen nur mit gleichem Produkt in gleicher Konzentration — Wasser „zum Auffüllen" verdünnt den Frostschutz, fremde Produkte können Inhibitorpakete stören.
• Entsorgung: Altsole ist kein Abwasser — sie gehört als überwachungsbedürftiger Abfall zum Entsorger, nicht in Kanal oder Garten.

Häufige Befüllfehler und ihre Quittung

Fehler	Folge	Vermeidung
Glykol und Wasser nacheinander eingefüllt	Schichtung, lokale Frostnester am Verdampfer	vormischen oder Fertigsole
Konzentration nur im Ansatzbehälter geprüft	Restwasser verdünnt — zu wenig Frostschutz in der Sonde	Refraktometer am Sondenaustritt
„Sicherheitshalber" überdosiert	zähe Sole, hoher Pumpenstrom, schlechter Wärmeübergang	Zielband 25–30 % einhalten
Sonden gemeinsam statt einzeln gespült	Luftpolster in einzelnen Sonden, Kavitation, Durchflussfehler	Verteiler sondenweise freischalten
Falsches Medium trotz Behördenauflage	Verstoß gegen wasserrechtliche Erlaubnis	Bescheid lesen, Produkt dokumentieren
Kein Prüfprotokoll	Beweisnot bei Gewährleistung und Behörde	Druck-/Durchflussprüfung schriftlich

Fazit: Unspektakulär, aber unverzeihlich

Sondenbefüllung ist kein Hexenwerk — sie verzeiht nur keine Abkürzungen. Wer vormischt, sondenweise spült, die Konzentration am Austritt misst, das Zielband 25–30 % respektiert und Druckprüfung samt Produkt in der Akte dokumentiert, übergibt eine Anlage, die 25 Jahre und länger unauffällig läuft. Jede dieser Regeln kostet Minuten; ihr Fehlen kostet im Schadensfall den Verdampfer — oder die wasserrechtliche Erlaubnis.

Häufige Fragen zur Sondenbefüllung

Kann ich normales Leitungswasser zum Anmischen verwenden?

Je nach Solekonzentrat ja — die Hersteller definieren Grenzen für Härte und Chloridgehalt; sehr hartes oder salzhaltiges Wasser kann Ausfällungen und Korrosion fördern. Wer auf Nummer sicher gehen will, nimmt Fertigsole oder entsalztes Wasser und legt die Wasseranalyse zur Dokumentation.

Wie oft muss die Sole getauscht werden?

Es gibt kein festes Intervall: Gepflegte Sole mit intaktem Inhibitorpaket hält häufig 15–20 Jahre. Entscheidend ist die jährliche Kurzkontrolle (Frostschutz, pH, Optik) und eine Laboranalyse bei Auffälligkeiten — getauscht wird nach Befund, nicht nach Kalender.

Was tun, wenn der Frostschutz zu schwach gemessen wird?

Fehlmenge berechnen (Systemvolumen × fehlende Konzentrationspunkte), entsprechende Menge Sole ablassen und durch reines Glykol bzw. hochkonzentrierte Mischung ersetzen, umwälzen und erneut am Austritt messen. Einfach Konzentrat „nachkippen" ohne Ablassen erhöht Volumen und Druck, aber nicht zuverlässig die Konzentration in den Sonden.

Ist die Glykol-Sole umweltgefährlich?

Glykole sind biologisch abbaubar, aber wassergefährdend eingestuft — deshalb regelt die wasserrechtliche Erlaubnis Medium und Menge, und deshalb ist Propylenglykol in sensiblen Gebieten Standard. Leckagen sind meldepflichtig; Altsole wird als Abfall entsorgt.

Stand: 3. Juli 2026. Normbezüge: VDI 4640 Blatt 2 (Planung, Ausführung, Prüfungen), Hersteller- und Behördenvorgaben gehen vor. Gefrierpunkte sind Richtwerte der Konzentrat-Hersteller.