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Überblick zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Eleni Tsoukanta
30.05.2020 12:15:00

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Ideales Heizen mit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Das Grundwasser unter unseren Füßen hat in der Nähe der Oberfläche das ganze Jahr über eine nahezu konstante Temperatur von bis zu 12 Grad Celsius. Genau diese Eigenschaft macht sich die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zunutze. Denn sie entzieht diesem Grundwasser die Energie und wandelt sie in Wärme für die Heizung und zur Warmwasserbereitung um. Wir erklären dir, wie das genau funktioniert und welche Vorteile diese Technik mit sich bringt.

 

Die verschiedenen Arten an Wärmepumpen

Grundsätzlich funktionieren (fast) alle Wärmepumpen nach dem gleichen Prinzip: Sie entziehen ihrer jeweiligen Umgebung – folglich Wärmequelle – Energie und leiten diese an ein, in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierendes, Kältemittel weiter. Das verdampft, wird komprimiert und erzeugt durch den erhöhten Druck Wärme. Diese Wärme wiederum wird an einen Wärmetauscher abgegeben, der das Heizsystem im Haus damit versorgt.

Unterschiede bestehen lediglich in der Umgebung, aus der die Energie gewonnen wird.

  • Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die Temperatur des oberflächennahen Grundwassers. Sie wird folglich auch als Grundwasserwärmepumpe bezeichnet.
  • Bei der Sole-Wasser-Wärmepumpe ist es die Erdwärme (Geothermie), die als Energiequelle genutzt wird.
  • Eine Luft-Wasser-Wärmepumpe leitet die Umgebungsluft an das Kältemittel weiter, um ihre Energie nutzbar zu machen.
  • Mit einer Eisspeicher-Wärmepumpe wird Eis erzeugt, um die Energie, die beim Auftauen entsteht, in Wärme umzuwandeln.
  • Nur die Luft-Luft-Wärmepumpe benötigt kein Kältemittel. Sie nutzt ein Gemisch aus verbrauchter Raumluft und frischer Außenluft, um Wärme zu entwickeln.

 

Wissenswertes zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Von allen Wärmepumpen gilt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe als die effizienteste. Das ganze Jahr über spendet sie völlig wetterunabhängig so viel Energie, dass sowohl der Bedarf für die Heizung als auch der für warmes Wasser jederzeit gesichert ist. Durch die gleichbleibende Temperatur des genutzten Grundwassers kann sie einen Wirkungsgrad von sagenhaften 500 Prozent erzielen. Um 5 Kilowattstunden Wärme zu erzeugen, benötigt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe gerade einmal 1 Kilowattstunde Strom für den Kompressor.

Damit man an das Grundwasser gelangen kann, sind jedoch zunächst 2 Brunnen nötig, die in der Regel etwa 20 Meter tief ins Erdreich gebohrt werden müssen:

  1. Der Ansaugbrunnen versorgt die Grundwasserwärmepumpe ständig mit frischem Wasser, das über eine Brunnenpumpe gefördert wird. Ein Wärmetauscher gibt die thermische Energie des Grundwassers über den Verdampfer an das Kältemittel in den Rohren der Wärmepumpe weiter. Dieses verdampft und setzt dabei Energie frei, die als Heizenergie nutzbar gemacht wird.
  2. Der Schluckbrunnen wiederum ist dazu da, um das abgekühlte Wasser erneut dem Grundwasser zuzuführen.

Achtung: Bevor die Brunnen gebohrt und installiert werden, sollte man unbedingt wissen, in welche Richtung das Grundwasser fließt. Der Ansaugbrunnen muss von der Fließrichtung aus weiter oben angebracht sein als der Schluckbrunnen. Außerdem sollte ein ausreichender Abstand (mindestens 15 Meter) zwischen beiden gewahrt werden. Anderenfalls würden über den Schluckbrunnen das von der Wärmepumpe abgekühlte Wasser angesaugt und die Effizienz der Wärmepumpe drastisch sinken.

 

Diese Bedingungen gelten für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Damit die Wasser-Wasser-Wärmepumpe wirklich effizient ist, ist ein gleichmäßiger Grundwasserspiegel nötig. Sinkt der Spiegel ab, kann die Wärmepumpe nicht mehr arbeiten.wasser-wasser-waermepumpe-guide-ebook-net4energy

Auch die Wasserqualität spielt eine Rolle bei der Effizienz. Sind beispielsweise zu viel Chloride, Sulfate, Eisen oder Mangan im Wasser enthalten, kann das die Leistungsfähigkeit der Wärmepumpe beeinträchtigen. Unter Umständen kann in diesem Fall ein externer Wärmetauscher zwischengeschaltet werden, um die Funktion der Wärmepumpe problemlos zu erhalten.

Eine schlechte Wasserqualität kann aber auch dazu führen, dass im Schluckbrunnen Eisen und Mangan mit dem Sauerstoff reagieren und bräunliche Flocken bilden, die den Brunnen mit der Zeit verstopfen können. Fachleute nennen diesen Vorgang „Verockerung“.

Tipp: Bevor du eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe kaufst, lässt du am besten von der unteren Wasserbehörde deines Land- oder Stadtkreises eine Grundwasseranalyse vornehmen.

Das Gebäude selbst, das mit der Wärmepumpe versorgt werden soll, muss natürlich ausreichend gedämmt sein, damit es nicht zu Energieverlusten kommt. Bei Neubauten werden die minimal notwendigen Dämmwerte von den Richtlinien der Energieeinsparverordnung (EnEV) vorgegeben und reichen für den Betrieb der Wärmepumpe völlig aus.

Bei Altbauten ist es ratsam, sie vor dem Einbau einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe so zu sanieren und zu dämmen, dass sich der Betrieb auch wirklich lohnt.

Erst genehmigen lassen, dann bohren

Willst du in die Tiefe bis zum Grundwasser bohren, brauchst du dafür zunächst eine Genehmigung der unteren Wasserbehörde, die für das Grundstück zuständig ist.

Sie prüft unter anderem,

  • ob überhaupt genügend Grundwasser zur Entnahme da ist.
  • ob sich im Umfeld ein Wasser- oder Heilquellenschutzgebiet befindet.
  • ob es sich um sogenanntes „gespanntes“ Grundwasser handelt, das unter Druck steht.

Dann ist es auch durchaus möglich, dass eine Genehmigung verweigert wird.

Tipp: Wenn sich bereits ein älterer Grundwasserbrunnen auf dem Grundstück befindet, kann dieser unter Umständen als Saugbrunnen oder Schluckbrunnen verwendet werden.

 

Mit diesen Kosten kannst du rechnen

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe selbst kostet je nach Ausführung und Leistung zwischen 8.000 und 16.000 Euro. Hinzu kommen die Kosten für die Montage.

Ein großer Kostenfaktor ist leider auch die notwendige Brunnenbohrung. Je nach erforderlicher Bohrtiefe und lokalen Gegebenheiten kommen hier noch einmal circa 5.000 bis 9.000 Euro auf dich zu.

Abgefedert werden die relativ hohen Investitionskosten für die Grundwasserwärmepumpe durch staatliche Förderungen. Sowohl für einen Neubau, der mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ausgerüstet wird, als auch für eine entsprechende Sanierung einer Bestandsimmobilie beteiligt sich das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) mit bis zu 45 Prozent der Kosten.

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Wusstest du schon?

Wie funktioniert eine Wärmepumpe mit Grundwasser?

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe bezieht Energie aus dem Grundwasser und wandelt sie in Wärme zum Heizen und zur Bereitung von Warmwasser um. Für diese Wärmepumpe benötigst du 2 Brunnen: den Ansaugbrunnen und den Schluckbrunnen.

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