Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt die konstante Temperatur des Grundwassers, um effizient und umweltfreundlich zu heizen. Dieser Artikel erklärt die Funktionsweise, Vorteile und Kosten sowie die Voraussetzungen für die Installation.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen nutzen Grundwasser als Wärmequelle und sind durch ihre hohe Effizienz und geringe Betriebskosten eine nachhaltige Heizlösung.
Die Installation dieser Systeme erfordert zwei Brunnen und kann initial hohe Kosten von 25.000 bis 40.000 € verursachen, jedoch sind Fördermöglichkeiten von bis zu 21.000 € verfügbar.
Die Effizienz der Wärmepumpe hängt von der Qualität des Grundwassers ab, und durch die Kombination mit Photovoltaik kann der Eigenverbrauch optimiert werden, was die Wirtschaftlichkeit verbessert.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe arbeitet mit Grundwasser als Wärmeübertrager und basiert auf einem offenen System. Dies bedeutet, dass Wasser aus dem Grundwasser entnommen, durch die Wärmepumpe geleitet und anschließend wieder in den Boden zurückgeführt wird. Dieser Kreislauf ermöglicht es, die im Wasser gespeicherte Wärmeenergie für Heiz- und Kühlzwecke zu nutzen.
Der Kältemittelkreislauf der Wasser-Wasser-Wärmepumpe spielt hierbei eine zentrale Rolle. Das Grundwasser wird durch einen Wärmetauscher geleitet, wo es seine Wärme an das Kältemittel abgibt. Dieses zirkuliert in der Wärmepumpe und gibt die aufgenommene Wärme an das Heizsystem des Gebäudes ab. Durch diesen Prozess kann nicht nur Heizenergie gewonnen werden, sondern auch Warmwasser für den täglichen Bedarf. Zudem fungiert das Grundwasser als wichtige Wärmequelle.
Ein weiterer Vorteil dieser Technologie ist, dass das abgekühlte Grundwasser umweltschonend wieder dem Boden zugeführt wird, wodurch der Grundwasserspiegel nicht negativ beeinflusst wird. Dank einer Jahresarbeitszahl von über 4 kann die Wasser-Wasser-Wärmepumpe effizient arbeiten, indem sie mehr Wärme liefert als der verbrauchte Strom. Zudem sind Grundwasser-Wärmepumpen eine nachhaltige Lösung für die Heiztechnik.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe bietet zahlreiche Vorteile, die sie zu einer attraktiven Option für umweltbewusste Hausbesitzer machen. Einer der größten Vorteile ist ihre hohe Effizienz und die damit verbundenen minimalen Betriebskosten. Dank der konstanten Temperaturen des Grundwassers kann die Wasserwärmepumpe das ganze Jahr über effizient arbeiten.
Jedoch gibt es auch einige Nachteile, die berücksichtigt werden sollten:
Die Installation erfordert zwei Brunnen, was den Aufwand und die Kosten erheblich erhöht.
Die Anschaffungskosten liegen im Durchschnitt zwischen 25.000 und 40.000 €, was im Vergleich zu anderen Heizsystemen relativ hoch ist.
Eine Genehmigung ist erforderlich, um Grundwasser für die Wärmegewinnung nutzen zu können, was den Prozess komplizierter macht.
Zusätzlich erschweren engmaschige gesetzliche Vorgaben den Betrieb. Die Effizienz der Wärmepumpe wird auch von der Dämmung des Gebäudes beeinflusst; besser gedämmte Gebäude erfordern weniger Heizenergie.
Die Gesamtkosten für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe liegen zwischen 10.000 und 15.000 €. Diese beinhalten Anschaffungskosten, die zwischen 9.000 und 12.000 € betragen, sowie Installationskosten von 2.000 bis 3.000 €. Ein wesentlicher Kostenfaktor sind die Brunnenbohrungen, die zwischen 5.000 und 10.000 € variieren können.
Hohe Installationskosten sind typisch, insbesondere wegen der benötigten Bohrungen. Trotz der hohen initialen Kosten sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen auf lange Sicht wirtschaftlicher als andere Heizsysteme. Innerhalb von drei Jahren gleichen sich die Kosten zwischen Wasser-Wasser-Wärmepumpen und Gasheizungen aus.
Die Preise für Wasser-Wasser-Wärmepumpen variieren stark, abhängig von den spezifischen Umständen wie Standort und benötigter Heizleistung. Es ist wichtig, alle Kostenfaktoren im Voraus zu berücksichtigen, um eine fundierte Entscheidung treffen zu können.
Für die Installation von Wasser-Wasser-Wärmepumpen gibt es Förderungen von bis zu 21.000 €. Diese Förderungen können bis zu 70 % der Investitionskosten abdecken, was einen erheblichen finanziellen Vorteil darstellt. Zu den förderfähigen Kosten gehören die Anschaffungskosten. Darüber hinaus zählen auch die Ausgaben für Installation und Inbetriebnahme.
Die Förderung gilt auch für den Heizungstausch in selbst bewohnten Wohneigentümern. Durch die aktuellen Fördermöglichkeiten amortisieren sich die hohen Investitionskosten einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe noch schneller. Es ist ratsam, sich im Vorfeld über die spezifischen Fördermöglichkeiten zu informieren und entsprechende Anträge rechtzeitig zu stellen.
Die hohen Anfangskosten einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe amortisieren sich durch die eingesparten Heizkosten über die Jahre. Im Vergleich zu einer Öl- oder Gasheizung können bis zu 50 % der Heizkosten eingespart werden. Dies macht die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zu einer langfristig kosteneffizienten Lösung.
Ein intelligentes Energiemanagement-System kann den Eigenstromverbrauch optimieren und die Wirtschaftlichkeit erhöhen. Die Amortisationszeit für die Investitionen in eine Kombination von Wärmepumpe und PV-Anlage ist kürzer bei hohem Wärmebedarf, was die Attraktivität dieser Technologie weiter steigert.
Das Grundwasser muss spezifische Anforderungen an Menge, Bohrtiefe und Qualität erfüllen, um als Energiequelle genutzt werden zu können. Für einen Betrieb mit 10 kW Heizleistung sind etwa 2,5 m³ Grundwasser pro Stunde erforderlich. Das Grundwasser sollte frei von hohen Konzentrationen an Eisen und Mangan sein, um Ablagerungen in der Wärmepumpe zu vermeiden. Die Grundwasservorkommen sollten ebenfalls berücksichtigt werden.
Eine Genehmigung für die Brunnenbohrung ist oft erforderlich und sollte vor Beginn der Installation eingeholt werden. Die Nutzung der Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann durch bürokratische Genehmigungen eingeschränkt werden, insbesondere wenn das Grundwasser aus geschützten Gebieten stammt.
Die Installation ist nicht in geschützten Wasser- oder Heilquellgebieten erlaubt.
Die Installation der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ein komplexer Prozess, der mehrere Schritte umfasst. Einer der aufwändigsten Teile ist die Errichtung der Brunnenanlage, die aus Bohrungen und dem Einbau verschiedener Komponenten besteht.
Bei der Installation im Altbau sollte auf eine ausreichende Dämmung und den Einbau von Flächenheizungen geachtet werden, um effizient zu heizen.
Die Brunnenanlage wird errichtet, indem zwei Löcher gebohrt werden, Förder- und Fallrohr sowie Kiesschüttung eingesetzt werden, und eine Tauchpumpe im Saugbrunnen installiert wird. Die Brunnen sollten idealerweise 10 bis 20 Meter tief gebohrt werden. Der empfohlene Mindestabstand zwischen Förder- und Schluckbrunnen beträgt mindestens 15 Meter.
Die Kosten für die Erstellung der Brunnenanlage liegen zwischen 4.000 und 7.000 €. Auf den Bohrlöchern der Brunnenanlage werden spezielle Abdeckungen angebracht, um sie vor Schmutz, Oberflächenwasser und Tieren zu schützen.
Wenn die Brunnen zu nah beieinander liegen, kann kaltes Wasser das Grundwasser um den Förderbrunnen abkühlen.
Die Brunnenanlage wird nach ihrer Fertigstellung an die Wärmepumpe angeschlossen. Dies geschieht unmittelbar nach deren Abschluss. Die Rohre schließen an den Verdampfer an, wo die Wärmeübertragung stattfindet.
Ein Mess- und Steuerungssystem wird installiert, um eine effiziente Funktion des Betriebs der Wärmepumpe zu gewährleisten.
Die Effizienz einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist beeindruckend. Mit einer Jahresarbeitszahl von bis zu 5 kann sie das Fünffache der eingesetzten elektrischen Energie in Wärme umwandeln. Dies liegt weit über dem Wirkungsgrad fossiler Heizsysteme. Der jährliche Stromverbrauch einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe liegt zwischen 1.800 und 3.600 kWh.
Die konstant hohen Temperaturen des Grundwassers und die geringen Verluste der Wärmetauscher tragen zur hohen Effizienz bei. Für die Erzeugung von 5 kWh Wärme ist nur 1 kWh Strom nötig. Die Effizienz hängt nicht nur von der Menge des Grundwassers ab. Auch die Qualität des Grundwassers ist entscheidend.
Im Vergleich zu Luftwärmepumpen, die eine durchschnittliche Jahresarbeitszahl von etwa 3,1 haben, sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen deutlich effizienter. Die Einsparungen bei den Heizkosten können bis zu 50 % betragen, was die hohen Anfangskosten schnell amortisiert.
Für den Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe sind 150 bis 250 Liter Wasser pro Stunde und Kilowatt Heizleistung erforderlich. Dies bedeutet, dass eine Wärmepumpe mit 5 kW Heizleistung etwa 750 bis 1.250 Liter Grundwasser pro Stunde benötigt. Bei einer Heizleistung von 10 kW steigt der Wasserbedarf auf 1.500 bis 2.500 Liter pro Stunde.
Der Wasserbedarf variiert je nach Heizleistung der Wärmepumpe. Bei 15 kW Heizleistung sind es ungefähr 1 Liter Grundwasser pro Sekunde. Es ist wichtig, die Wassermenge im Vorfeld zu kalkulieren, um eine effiziente Nutzung sicherzustellen.
Wärmepumpen benötigen im Allgemeinen weniger Wartung als traditionelle Heizsysteme, da sie keine fossilen Brennstoffe verbrennen. Dennoch empfehlen Hersteller, die Wartung der Wärmepumpe mindestens alle zwei Jahre durchzuführen, wobei eine jährliche Kontrolle ideal ist.
Die regelmäßige Wartung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe sollte die folgenden Punkte umfassen:
Überprüfung von Brunnen
Überprüfung von Pumpen
Überprüfung von Ventilen
Überprüfung von Filtern
Die Wartungskosten liegen typischerweise bei etwa 250 € pro Jahr. Eine Sichtprüfung der Brunnen kann notwendig sein, um Ablagerungen oder Verunreinigungen zu identifizieren.
Führende Hersteller von Wasser-Wasser-Wärmepumpen in Deutschland umfassen Buderus, Weishaupt und Wolf. Weitere bedeutende Hersteller sind Bosch, Stiebel Eltron, Vaillant, Viessmann, Daikin und Mitsubishi. Diese Hersteller bieten Modelle mit hohen COP-Werten, die eine effiziente Nutzung gewährleisten.
Viessmann bietet die Vitocal 250-A an, die für ihre hohe Energieeffizienz mit einem COP von bis zu 5,31 ausgezeichnet wurde. Die Vaillant aroTHERM plus hat einen COP-Wert von bis zu 5,3 und nutzt das umweltfreundliche Kältemittel R290.
Die Wolf CHA-Monoblock Wärmepumpe erreicht COP-Werte von bis zu 5,72 und ist für den Einsatz in älteren Gebäuden geeignet.
Neben der Wasser-Wasser-Wärmepumpe gibt es auch andere Arten von Wärmepumpen, die als Alternativen in Betracht gezogen werden können. Sole-Wärmepumpen sind besonders effizient und weisen einen hohen Wirkungsgrad bei mittleren Kosten auf. Diese Systeme nutzen die im Erdreich gespeicherte Wärme und haben vergleichbare Betriebskosten wie Wasser-Wasser-Wärmepumpen.
Luft-Wasser-Wärmepumpen sind kostengünstig in der Anschaffung, haben jedoch den niedrigsten Wirkungsgrad. Sie erfordern oft einen zusätzlichen Wärmeerzeuger in kalten Wintern. Erdwärmepumpen bieten niedrige Betriebskosten aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads, aber die Erschließungskosten sind erheblich höher.
Die Integration von Photovoltaik (PV) mit Wasser-Wasser-Wärmepumpen bietet erhebliche Vorteile. Mit PV-Strom lässt sich bis zu 42 % der erforderlichen Wärme erzeugen. Das zeigt das Potenzial dieser Energiequelle. Eine gute Ausrichtung und Neigung der Solarpanels sind entscheidend für die Effizienz des Systems.
Ein intelligentes Energiemanagement-System ist unerlässlich, um den Eigenverbrauch von Solarstrom zu optimieren und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Die Gesamtkosten für das kombinierte System aus Wärmepumpe und PV liegen zwischen 25.000 und 45.000 €. Diese Kombination kann eine Bedarfsdeckung von bis zu 70 % erreichen, wenn ein Stromspeicher verwendet wird.
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe stellt eine äußerst effiziente und umweltfreundliche Lösung für die Heiz- und Kühlbedürfnisse moderner Gebäude dar. Ihre hohe Effizienz, die Möglichkeit zur Warmwasserbereitung und die langfristigen Kosteneinsparungen machen sie zu einer attraktiven Option. Trotz der hohen Anfangskosten und der komplexen Installation gleichen sich diese durch Fördermöglichkeiten und gesparte Betriebskosten schnell aus.
Durch die Kombination mit Photovoltaik lässt sich die Wirtschaftlichkeit weiter steigern, was sie zu einer zukunftssicheren Investition macht. Die sorgfältige Planung und Berücksichtigung der örtlichen Gegebenheiten sind entscheidend für den Erfolg einer solchen Anlage. Wer sich für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe entscheidet, trägt nicht nur zur Reduzierung des CO₂-Ausstoßes bei, sondern profitiert auch von langfristig niedrigen Heizkosten.
Für die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe sind Genehmigungen für die Brunnenbohrung erforderlich, die bei der zuständigen Wasserbehörde beantragt werden müssen.
Die Installationskosten für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe betragen in der Regel zwischen 2.000 und 3.000 €, während die Brunnenbohrungen zusätzlich zwischen 5.000 und 10.000 € kosten können.
Wasser-Wasser-Wärmepumpen können mit Förderungen von bis zu 21.000 € unterstützt werden, die bis zu 70 % der Investitionskosten abdecken. Es ist sinnvoll, die aktuellen Programme und Anforderungen zu prüfen, um die besten Fördermöglichkeiten zu nutzen.
Die Investition in eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe amortisiert sich typischerweise innerhalb von drei Jahren durch die Einsparungen bei den Heizkosten.
Führende Hersteller von Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind Buderus, Weishaupt, Wolf, Bosch, Stiebel Eltron, Vaillant, Viessmann, Daikin und Mitsubishi. Diese Marken zeichnen sich durch ihre Qualität und Zuverlässigkeit aus.
