Funktionsweise Wasser-Wasser Wärmepumpe
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe benutzt die im Grundwasser enthaltene Energie zum Heizen und für die Warmwasseraufbereitung. Da Grundwasser im Jahresverlauf eine Temperatur zwischen 8°C und 12°C aufweist, ist es als Wärmequelle hervorragend geeignet. Saisonale Schwankungen gibt es bei der Grundwasserwärmepumpe quasi nicht. Das macht diese Wärmepumpenart im Vergleich zu allen anderen besonders effizient.
So funktioniert die Grundwasserwärmepumpe
Trotz dieser Vorteile ist die Grundwasserwärmepumpe weniger stark verbreitet als andere Wärmepumpen-Techniken. Das liegt vor allem daran, dass nicht überall Grundwassereingriffe zugelassen sind, und für die Wärmenutzung zwei Brunnen benötigt werden. Aus dem Ansaugbrunnen wird das Wasser gewonnen, das die Wärme abgibt. Das Grundwasser wird über eine Brunnenpumpe aus dem Ansaugbrunnen – in der Regel aus Tiefen von bis zu 20 Metern – in die Wärmepumpe gefördert. Der Saugbrunnen muss so groß ausgelegt sein, dass das benötigte Wasser konstant nachströmen kann, und ein ausreichend hoher Druckfluss gewährleistet ist. Der zweite Brunnen, Schluckbrunnen genannt, führt das genutzte, abgekühlte Wasser zurück in die Erde.
Die Wärmenutzung funktioniert, wie bei allen anderen Wärmepumpen auch, über einen Kreisprozess. Der Unterschied ist, dass bei dieser Pumpenart die Wärme des Grundwassers das Kältemittel erwärmt. Nimmt das flüssige Kältemittel die Wärme auf, wird es gasförmig. Ein mit Strom, seltener mit Erdgas, angetriebener Verdichter erhöht die Temperatur und der Druck steigt an. Im Anschluss wird über einen Wärmetauscher die Wärme des gasförmigen Kältemittels an einen Wärmespeicher im Haus abgegeben, der die Heizung und Warmwasserbereitung bedient. Durch die Wärmeabgabe wird das Kältemittel wieder flüssig.
Voraussetzungen für den effizienten Betrieb
Der effiziente Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe hängt einerseits von der Grundwassermenge und andererseits von der Qualität des Grundwassers ab. Eine gute Wasserqualität, ein hoher Wasserstand und eine optimale Wassertemperatur machen diese Wärmepumpenart wirtschaftlich. Verunreinigungen im Grundwasser verringern jedoch die Effizienz. Denn: Hat das Grundwasser zu viele Feststoffe oder enthält viele gelöste Salzen (z.B. Calcium, Magnesium, Natrium, Chlorid, Nitrat) drohen Verschleiß und Korrosion. Dadurch können hohe Wartungskosten entstehen, die die Wirtschaftlichkeit mindern. Aus diesen Gründen sollte vor der Inbetriebnahme der Wasser-Wasser-Wärmepumpe eine Wasserprobe gezogen werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist zudem die Bohrtiefe. Bei Bohrungen in Tiefen über 20 Metern lohnt sich die Anschaffung aufgrund der hohen Bohrkosten oft nicht. Ist aber andererseits bereits ein Grundwasserbrunnen vorhanden, lässt sich dieser in der Regel nutzen, sodass nur noch eine Bohrung vorgenommen werden muss. Zu beachten ist außerdem, dass für das Bohrvorhaben die Genehmigung der Unteren Wasserbehörde erforderlich ist. Damit die Wasser-Wasser-Wärmepumpe in einem Altbau wirtschaftlich arbeiten kann, muss dieser gut gedämmt sein.
Anschaffungskosten
Wasser-Wasser-Wärmepumpen haben höhere Anschaffungskosten, für ein Einfamilienhaus rechnet man in etwa wie folgt: ein Brunnen kostet rund 7.000 Euro, die Wärmepumpe etwa 8000 Euro, der Einbau schlägt durchschnittlich mit ca. 3.000 Euro zu Buche. Hinzu kommen noch weitere Kosten, die von den gegebenen Bedingungen abhängen. Wird zum Beispiel ein Stromzähler benötigt, erhöht er den Gesamtpreis noch einmal um etwa 500 Euro. Je nach Wirkungsgrad und Stromtarif fallen für den Wärmepumpenbetrieb jährlich zwischen 400 und 1.000 Euro an Stromkosten an, relativ wenig aufgrund der guten Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,3 und mehr. Je höher die Jahresarbeitszahl (JAZ), desto effizienter arbeitet die Wärmepumpe. Zu berücksichtigen ist, dass es Förderungen bis zu 9.600 Euro für den Einbau einer Wärmepumpe gibt.
Kurzzusammenfassung:
Wasser-Wasser-Wärmepumpen haben höhere Anschaffungskosten, nutzen mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) von 4,3 die kostenlose Umweltenergie aber besonders gut. Da Grundwasser im Jahresverlauf eine Temperatur zwischen 8°C und 12°C aufweist, ist es als Wärmequelle besonders gut geeignet. Der effiziente Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmequelle ist zum einen von der Grundwassermenge und zum anderen von der Qualität des Grundwassers abhängig. Damit die Wasser-Wasser-Wärmepumpe in einem Altbau wirtschaftlich arbeiten kann, muss dieser gut gedämmt sein. Zu beachten ist außerdem, dass für das Bohrvorhaben die Genehmigung der Unteren Wasserbehörde erforderlich ist.