Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Vor- und Nachteile, Kosten, Funktion

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist die effizienteste aller Wärmepumpe-Arten. Sie nutzt das Grundwasser als Wärmequelle und erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 500%. Alle Vor- und Nachteile sowie Kosten einer Wasserwärmepumpe erfahren Sie in diesem Ratgeber.

Was ist eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ein Wärmeerzeuger, der das Grundwasser als Wärmequelle nutzt. Aus diesem Grund ist sie auch als Grundwasserwärmepumpe bekannt. Die Erschließung des Grundwassers erfolgt über einen Brunnen, was die Umsetzung oftmals erschwert. 

Was sind die Vor- und Nachteile einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zeichnet sich durch ihre Energieeffizienz aus. Mit einem Wirkungsgrad von bis zu 500%, sind die Heizkosten besonders niedrig. Dafür sind die Anschaffungs- und Erschließungskosten hoch. Zudem benötigen Sie eine Genehmigung und ein hydrologisches Gutachten.

Was kostet eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe? 

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe kostet zwischen 15.000 und 22.000 €. Für die Anschaffung zahlen Sie 9.000 bis 12.000 € und für die Installation 2.000 bis 3.000 €. Hinzu kommen Kosten von 4.000 bis 7.000 € für die Erstellung der Brunnenanlage. 

Lohnt sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe lohnt sich trotz hoher Anschaffungskosten. Aufgrund der geringen Betriebskosten amortisiert sich die Investition im Vergleich zu herkömmlichen Heizsystemen innerhalb von 8 bis 12 Jahren.

Im Folgenden vergleichen wir eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit einer Gasheizung:

In unserem Beispiel gleichen sich die Kosten innerhalb von drei Jahren aus. Von da an erzielen Sie langfristig Einsparungen der Heizkosten. Durch die aktuelle Grundförderung für Wärmepumpen amortisieren sich Wärmepumpen sogar noch schneller.

Werden Wasser-Wasser-Wärmepumpen gefördert?

Wasser-Wasser-Wärmepumpen werden im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude für Einzelmaßnahmen (BEG-EM) gefördert. Diese ist vorrangig für den Heizungstausch im selbst bewohnten Wohneigentum bestimmt. Die Förderung für Wärmepumpen setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen:

• 30% Grundförderung
• 5% Effizienzbonus
• 20% Klima-Geschwindigkeits-Bonus
• 30% einkommensabhängiger Bonus

Der Zuschuss ist auf 70% von maximal 30.000 € Gesamtkosten pro Wohneinheit gedeckelt. Daraus ergibt sich ein Höchstbetrag von 21.000 €.

Wie funktioniert eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Das Grundwasser wird aus einem Brunnen hochgepumpt und zur Wärmepumpe geleitet. Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe verfügt über einen Kältemittelkreislauf, das mithilfe eines Wärmetauschers die Wärme aus dem Grundwasser aufnimmt. Das etwa fünf Grad kältere Grundwasser wird in den Schluckbrunnen geleitet.

Bei der Wärmeaufnahme verdampft das Kältemittel. Damit es die gewünschte Temperatur erreicht, wird es durch einen Verdichter komprimiert. Die Wärme des gasförmigen Kältemittels wird über einen weiteren Wärmetauscher an das Heizungswasser übertragen. Diese Wärmeenergie dient zum Heizen und zur Warmwasseraufbereitung.

Durch die Wärmeübergabe kühlt sich das Kältemittel ab. Auf diese Weise verliert es zwar an Temperatur, aber nicht an Druck. Damit sich das Kältemittel vollständig regeneriert, durchströmt es ein Expansionsventil. Der Kreislauf beginnt von vorn.

Wie verläuft die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Der aufwändigste Teil der Installation einer Grundwasserwärmepumpe besteht in der Errichtung der Brunnenanlage. Hier werden zwei Brunnen erstellt: ein Saugbrunnen und ein Schluckbrunnen. Bevor Sie mit den Brunnenbohrungen anfangen, müssen Sie jedoch eine Genehmigung bei der zuständigen Behörde einholen. Dafür ist ein hydrologisches Gutachten notwendig.

Errichtung der Brunnenanlage

Zunächst werden zwei Löcher in den Boden gebohrt. In die Löcher werden ein Förder- und ein Fallrohr sowie eine Kiesschüttung als Filter eingesetzt. In den Saugbrunnen wird dann eine Tauchpumpe installiert. Die Pumpe wird zu einem späteren Zeitpunkt mit dem Verdampfer der Wärmepumpe verbunden. Nachdem das Grundwasser durch das System geflossen ist, gelangt es über den Schluckbrunnen zurück in die Grundwasserförderschicht. Auf den Bohrlöchern werden anschließend spezielle Abdeckungen angebracht. Sie dient als Schutz vor Schmutz, Oberflächenwasser und Tieren.

Anschluss der Wärmepumpe

Die Wärmepumpe wird als Fertigteil geliefert und aufgestellt. Nach Fertigstellung der Brunnenanlage wird diese an die Wärmepumpe angebunden. Die Rohre schließen an den Verdampfer an. Dafür sind zwei Kernbohrungen in der Gebäudehülle notwendig. 

Zudem werden das Wärmeverteilsystem und die Warmwasserbereitung an den Verflüssiger angeschlossen. Für die Steuerung der Wärmepumpe wird ein entsprechendes Mess- und Steuerungssystem installiert. 

Welche Voraussetzungen müssen für den Betrieb erfüllt werden?

Für den effizienten Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe müssen Sie einige Voraussetzungen erfüllen:

• Wasserqualität: Ein hoher Eisen- oder Mangangehalt verschleißt die Pumpen und verstopft die Brunnen, was zu höheren Wartungskosten führt. Eine Grundwasseranalyse ist in der Planungsphase entscheidend;
• Wasserspiegel: Der Wasserstand darf nicht zu niedrig sein. Denn ab Bohrtiefen über 20 Meter funktionieren die Pumpen nicht mehr einwandfrei. Diese Förderhöhe können sie kaum bewältigen und verlieren somit an Druck;
• Genehmigung: Für die Errichtung einer Brunnenanlage müssen Sie eine Genehmigung einholen; 
• Platzbedarf: Stellen Sie sicher, dass Ihr Grundstück über genügend Fläche zur Errichtung der Brunnenanlage verfügt. Zudem muss ein Abstand von mindestens 15 Metern zwischen Saug- und Schluckbrunnen gegeben sein; 
• Fließrichtung: Der Förderbrunnen sollte in Strömungsrichtung des Schluckbrunnens angeordnet sein. Damit wird eine Rückführung des abgekühlten Wassers verhindert;
• Abstand zwischen Brunnenanlage und Wärmepumpe sollte minimal sein. Ansonsten drohen Wärmeverluste und somit ein geringerer Wirkungsgrad.

Darüber hinaus müssen Sie die allgemeinen Voraussetzungen für Wärmepumpen erfüllen. Zum einen brauchen sie einen niedrigen Wärmebedarf, zum anderen eine geringe Vorlauftemperatur. Ihr Einfamilienhaus sollte also über ausreichend Dämmung verfügen.

Benötige ich eine Genehmigung? 

Die Nutzung des Grundwassers für thermische Zwecke und die Rückführung des genutzten Grundwassers erfordern eine Erlaubnis nach § 9 Abs. 1 Nr. 5 Wasserhaushaltsgesetz. Betreiber von Grundwasserwärmepumpen müssen diese Erlaubnis beim Landratsamt beantragen.

Wie viel Strom verbraucht eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe? 

Wasser-Wasser-Wärmepumpen verbrauchen circa 1.800 bis 3.600 kWh Strom pro Jahr. Das entspricht circa 360 kWh jährlichem Stromverbrauch pro Kilowattstunde Heizleistung. Aufgrund des hohen Wirkungsgrads ist die Grundwasserwärmepumpe diejenige mit dem geringsten Stromverbrauch aller Wärmepumpentypen.

Wie hoch ist der Wasserverbrauch einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe? 

Wasser-Wasser-Wärmepumpen benötigen eine Wassermenge von 150 bis 250 Liter Grundwasser pro Stunde und Kilowatt. Bei einer Heizleistung von 5 kW zieht eine Wärmepumpe also 750 bis 1.250 Liter pro Stunde. Bei einer Wärmepumpe mit 10 kW werden 1.500 bis 2.500 Liter Grundwasser pro Stunde angesaugt und zurückbefördert.

Welche Hersteller von Wasser-Wasser-Wärmepumpen gibt es?

Zu den Herstellern von Grundwasserwärmepumpen in Deutschland gehören Bosch, Stiebel Eltron, Vaillant und Viessmann. Es gibt auch einige kleinere Unternehmen. Zu den großen internationalen Herstellern von Grundwasserwärmepumpen gehören Daikin, Mitsubishi und Nibe.

Welche Alternativen gibt es zu einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind zwar höchst effizient, jedoch oft nicht umsetzbar. Wer trotzdem mit einer Wärmepumpe heizen möchte, kann zwischen einer Luft-Wasser-Wärmepumpe und einer Sole-Wasser-Wärmepumpe wählen. Erstere nutzen die Umgebungsluft als Wärmequelle, sind günstiger und einfach installierbar. Sie finden besonders im Altbau Anwendung. Zweitere nutzen das Erdreich als Wärmequelle, sind effizienter, aber kostspielig. 

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