Wärmepumpen / 2.1 Wasser/Wasser-Wärmepumpe

Bei dieser Art der Wärmepumpe wird die thermische Energie des Grundwassers zum Heizen und für die Warmwasserbereitung genutzt. Die Grundwassertemperatur liegt hierzulande konstant zwischen 8 und 12 °C. Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe startet damit auf einem höheren Temperaturniveau als andere Wärmepumpen. Da jeder Grad höhere Vorlauftemperatur die Betriebskosten um rund 2,5 % erhöht, macht dies die Wasser/Wasser-Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Wärmepumpen zur effektivsten Anlage mit den höchsten Jahresarbeitszahlen (JAZ).

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe arbeitet mit einem offenen System. Entsprechend groß muss daher das Bohrloch für den Brunnen angelegt werden, damit immer konstant viel Wasser nachfließen kann und ein ausreichend hoher Druckfluss gewährleistet ist.

Für den Betrieb einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe sind 2 Brunnen nötig. Aus einem Grundwasserbrunnen wird mit der Pumpe Grundwasser angesaugt (Saugbrunnen). Das benutzte abgekühlte Wasser wird über den Ablassbrunnen (Schluckbrunnen) wieder in das Grundwasservorkommen abgeleitet. Mit Hilfe des Wärmetauschers wird die Wärme des Grundwassers an das in den Rohren innerhalb der Wärmepumpe befindliche Kältemittel abgegeben, während das abgekühlte Grundwasser wieder dem Grundwasserfluss zugeführt wird, wo es sich durch Sonnenenergie erneut erhitzt (siehe Kap. 1.2 – Kreisprozess der Wärmepumpe).

Genehmigung erforderlich

Um Grundwasser zur Wärmegewinnung nutzen zu können, ist eine Genehmigung der Wasser-, Umwelt- oder je nach Bundesland auch der Bergbehörde erforderlich. Die Antragsunterlagen bestehen aus der Bohranzeige und dem Wasserrechtsantrag. Der Antrag muss gestellt werden, bevor mit den Arbeiten begonnen wird. In der Regel dauert es mindestens einen Monat, bis die Genehmigungen erteilt werden. Die Ergebnisse der Bohrung müssen beim geologischen Dienst des jeweiligen Bundeslandes vorgelegt werden.

Hinweis

Hersteller

Die Hersteller von Grundwasserwärmepumpen und Bohrunternehmen informieren über alle im jeweiligen Wohngebiet geforderten Genehmigungen oder holen diese ein.

Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe kann auch für die Kühlung des Hauses verwendet werden. Dabei sind 2 Arten der Kühlung zu unterscheiden:

• Passive oder Natural Cooling

  Die passive Kühlung (Passive oder Natural Cooling) nutzt die natürliche Umgebungstemperatur aus dem Grundwasser. Dabei wird mithilfe eines Wärmetauschers die Wärme über ein Ventil aus dem Haus in die Endsonden geleitet, wo sie durch die grundsätzlich niedrigere Temperatur der Umgebung herunterkühlt. Die Wärmepumpe ist getreu der passiven Funktionsweise während dieses Vorgangs ausgeschaltet, was wiederum die laufenden Kosten reduziert. Um das Kühlen auf diesem Wege zu ermöglichen, bedarf es neben dem Wärmetauscher einer Umwälzpumpe und eines zusätzlichen 3-Wege-Ventils, das die Funktion der Wärmepumpe im klassischen Sinne umgeht.

• Active Cooling

  Die aktive Kühlung (Active Cooling) kehrt die eigentliche Funktionsweise der Wärmepumpe um: Die Heizung verdampft das Kältemittel mithilfe der Wärme aus dem Haus und gibt diese über den Verflüssiger an die Wärmequellenanlage ab. Der Verdichter der Wärmepumpe bleibt dafür in Betrieb und benötigt folglich auch Strom. Um mit einer Wärmepumpe aktiv zu kühlen, muss sie reversibel sein. Dafür bedarf es eines 4-Wege-Ventils und eines zweiten Expansionsventils.

Hinweis

Kosten

Eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe kostet zwischen 9.000 und 12.000 EUR. Hinzu kommen die Kosten für die Installation, die mit 2.000 bis 3.000 EUR veranschlagt werden müssen. Der größte Einzelposten sind allerdings die Bohrung und der Bau der benötigten Brunnen. Ideal sind Bohrtiefen zwischen 5 und 15 Metern. Hier ist mit Bohrkosten zwischen 2.000 und 5.000 EUR zu rechnen. Bei tieferen Bohrungen lohnt sich eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe wegen der hohen Bohrkosten von durchschnittlich 5.000 EUR pro 15 Meter meistens nicht. Der Grundwasserbrunnen selbst schlägt noch einmal mit 8.000 bis 10.000 EUR zu Buche. Die Gesamtkosten einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe liegen inklusive Kaufpreis, Installation der Anlage, Bohrung und Brunnen bei durchschnittlicher Bohrtiefe in der Regel zwischen 20.000 und 30.000 EUR (ohne Förderung, siehe Kapitel 6).