Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Maximale Effizienz für Ihr Heim
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe, auch Grundwasserwärmepumpe, entzieht dem Grundwasser Wärme, um diese zum Heizen und zur Warmwasserbereitung bereitzustellen. Buderus informiert über die Funktion der Wasser-Wasser-Wärmepumpe sowie ihre Vor- und Nachteile und erklärt, worauf beim Kauf zu achten ist.
Wie funktioniert die Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
Wie alle Wärmepumpen bezieht die Wasser-Wasser-Wärmepumpe Wärme aus einem natürlichen Wärmevorkommen, in diesem Fall dem Grundwasser. Dieses macht sich die Wasser-Wasser-Wärmepumpe mittels Brunnen zugänglich. Warmes Wasser wird zu diesem Zweck über einen Saugbrunnen zur Wärmepumpe transportiert, gibt dort einen Teil seiner Wärmeenergie über einen Wärmetauscher ab und fließt anschließend über den Schluckbrunnen zurück ins Grundwasservorkommen.
Mit der aufgenommenen Wärmeenergie verdampft die Wasser-Wasser-Wärmepumpe in einem in sich geschlossenen Kreislauf ein Kältemittel. Der Dampf strömt in einen Verdichter, der seinen Druck und damit auch seine Temperatur unter Einsatz von Strom erhöht. An einem zweiten Wärmetauscher gibt er seine Wärme an den Heizkreislauf des Hauses ab. Anschließend verflüssigt sich der Dampf mithilfe eines Entspannungsventils, sodass das Kältemittel erneut zur Aufnahme von Wärme bereit steht.
Gegenüber anderen Wärmepumpen ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe in ihrer Funktion besonders effizient. Aufgrund der ganzjährig hohen Grundwassertemperatur von rund 10°C erreicht sie eine Jahresarbeitszahl (JAZ) von 5, gibt also pro eingesetzter Kilowattstunde Strom fünf Kilowattstunden Wärmeenergie zurück. Sie ist damit deutlich effizienter als Erdwärmepumpen (JAZ 4 bis 4,5) oder Luft-Wärmepumpen (JAZ 3 bis 4).
Welche Vor- und Nachteile bringt eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit sich?
Wie jedes andere Heizungssystem weisen auch Wasser-Wasser-Wärmepumpen einige charakteristische Vor- und Nachteile auf, sowohl im Vergleich zu herkömmlichen Heizungen als auch gegenüber anderen Wärmepumpen. Buderus hat diese für Sie zusammengefasst:
| Vorteile | Nachteile |
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Voraussetzungen für den Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Grundsätzlich ist für die Nutzung des Grundwassers und somit auch für den Einsatz einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe eine Genehmigung der Unteren Wasserbehörde erforderlich. Damit die Wärmepumpe effizient arbeiten kann, müssen zudem einige weitere Voraussetzungen erfüllt sein.
Von zentraler Bedeutung sind die Verfügbarkeit und die Qualität des Grundwassers. Es sollte in Tiefen von nicht mehr als 20 Metern vorliegen, um eine Förderung mit geringem Energieaufwand zu ermöglichen. Auch setzt eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe eine ausreichende Wassermenge voraus: Je mehr Wasser ihr zur Verfügung steht, desto mehr Wärme kann sie daraus gewinnen. Vor Baubeginn empfiehlt sich zudem eine Überprüfung der Wasserqualität. Das Grundwasser sollte möglichst geringe Eisen- und Mangananteile aufweisen, da diese Mineralien im Wasser die Lebenszeit der Brunnen und des Wärmetauschers verkürzen können.
Auch das Gebäude, das die neue Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit Wärme versorgen soll, muss gewissen Anforderungen genügen. Entscheidend sind, wie bei allen Wärmepumpen, eine gute Wärmedämmung und eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur der Heizungsanlage, wie sie beispielsweise mit einer Fußbodenheizung erreicht wird.
Wichtige Bestandteile von Wasser-Wasser-Wärmepumpen
Der Saugbrunnen (auch Zapfbrunnen) fördert warmes Grundwasser zur Erdoberfläche und liefert es an den Wärmetauscher der Wasser-Wasser-Wärmepumpe, der dem Wasser einen Teil seiner Wärmeenergie entzieht.
Der Schluckbrunnen (auch Sickerbrunnen) transportiert das abgekühlte Grundwasser zurück zum Grundwasservorkommen und führt es damit wieder dem natürlichen Wasserkreislauf zu. Um dabei nicht das Grundwasser um den Saugbrunnen herum abzukühlen, muss beim Einbau einer Grundwasserwärmepumpe der Abstand zwischen den beiden Brunnen mindestens 15 Meter betragen.
Wann lohnt sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
Die Kosten einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe setzen sich zusammen aus der Anschaffung des Geräts, hinzu kommen Installationskosten sowie die Bohrung der Brunnen, abhängig von den Bodengegebenheiten und der nötigen Bohrtiefe. Die gesamten Investitionskosten sind im Vergleich zu anderen Wärmepumpenarten im oberen Preissegment angesiedelt.
Dem gegenüber stehen geringe Wartungskosten sowie niedrige Betriebskosten, die sich lediglich aus dem Stromverbrauch der Anlage ergeben. Ob sich Ihre Wasser-Wasser-Wärmepumpe auch finanziell lohnt, können Sie übrigens ganz leicht selbst ausrechnen. Teilen Sie einfach den Strompreis durch den Preis pro kWh etwa einer Gasheizung. Ist der Quotient kleiner als die JAZ der Wärmepumpe, dann sparen Sie Geld. Wasser-Wasser-Wärmepumpen, die bei guter Auslegung eine JAZ von 5 erreichen, lohnen sich also fast immer. Bund, Länder, Gemeinden und Energieversorger bieten außerdem verschiedene Förderprogramme für Investitionen in neue Heizanlagen an.
Welche Alternativen gibt es für die Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
Luft-Wasser-Wärmepumpen
Mit einer Luft-Wasser-Wärmepumpe beziehen Sie die Wärme zum Heizen und für die Warmwasserbereitung direkt aus der Umgebungsluft. Luft-Wasser-Wärmepumpen zeichnen sich durch geringe Investitionskosten aus und können auch in Altbauten eingesetzt werden.
Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe setzt bodennahe Flachkollektoren oder tiefreichende Erdwärmesonden ein, um Wärme direkt aus dem Erdreich zu entnehmen. Vor allem Erdwärmesonden stellen das ganze Jahr über zuverlässig Wärme bereit.
Brauchwasserwärmepumpen
Eine Brauchwasserwärmepumpe nutzt die Wärme der Umgebungsluft, stellt diese aber ausschließlich zur Warmwasserbereitung zur Verfügung. Im Sommer lassen sich auf diese Weise die Heizungsanlage ausschaltet und damit Energie und Kosten sparen.
Sole-Wasser-Wärmepumpen
Eine Sole-Wasser-Wärmepumpe setzt bodennahe Flachkollektoren oder tiefreichende Erdwärmesonden ein, um Wärme direkt aus dem Erdreich zu entnehmen. Vor allem Erdwärmesonden stellen das ganze Jahr über zuverlässig Wärme bereit.
Die häufigsten Fragen zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe
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Wärmepumpen wird gelegentlich eine erhebliche Geräuschentwicklung nachgesagt. Jedoch tritt diese meist nur bei Luftwärmepumpen auf, die eine Lautstärke von 40 bis 50 Dezibel erreichen. Grundwasserwärmepumpen und auch Erdwärmepumpen arbeiten hingegen sehr leise und geben im normalen Betrieb kaum hörbare Geräusche von sich.
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Der Kältemittelkreislauf der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist von der Außenwelt abgeschlossen, sodass eigentlich nur Grundwasserstand, Wasserqualität und Wasserfilter regelmäßig überprüft werden müssen. Eine jährliche Wartung der Wärmepumpe empfiehlt sich dennoch und zählt meist auch zu den Garantiebedingungen.
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Im Durchschnitt wird Ihre Wasser-Wasser-Wärmepumpe 20 Jahre Wärme bereitstellen, einige Modelle erreichen bei richtiger Auslegung aber auch eine Lebensdauer von 25 oder sogar 30 Jahren. Bei einer Amortisationszeit von oft unter zehn Jahren rentiert sich die Anschaffung der Wasser-Wasser-Wärmepumpe damit oft mehrfach.
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Damit es insbesondere am Wärmetauscher und den beiden Brunnen der Wasser-Wasser-Wärmepumpe nicht zu Schäden kommt, die deren Lebenszeit verkürzen könnten, sollte das Grundwasser möglichst niedrige Eisen- und Mangananteile aufweisen.
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Der größte Nachteil von Wasser-Wasser-Wärmepumpen ist die vergleichsweise aufwändige Erschließung und damit einhergehend höhere Anschaffungskosten. Dafür sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen äußerst effizient und Ihr Betrieb dadurch umso günstiger.
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Verfügt Ihre Wasser-Wasser-Wärmepumpe über die nötige Funktion, können Sie damit im Sommer sogar kühlen! Die Wärmepumpe arbeitet dann in umgekehrter Richtung und nimmt Wärme im Haus auf, um sie ins Grundwasser zu leiten. Weil dabei nur die Regelungstechnik und die Umwälzpumpe aktiv sind, spart das Kühlen mit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe im Vergleich zu einer herkömmlichen Klimaanlage Energie und Kosten.