Wasser-Wasser-Wärmepumpe oder Grundwasserwärmepumpe

1. Funktionsweise der Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt zur Wärmegewinnung die Wärmeenergie des Grundwassers. Als Wärmequelle kommt Grund-, See- und Flusswasser infrage, am gängigsten sind jedoch Grundwasserwärmepumpen. Der Vorteil der Grundwasserwärmepumpe besteht darin, dass Grundwasser ganzjährig ein vergleichsweise konstantes Temperaturniveau zwischen 7 und 12 °C beibehält, weshalb es eine zuverlässige Wärmequelle darstellt.

Um das Grundwasser nutzen zu können, müssen zwei Brunnen gebohrt werden – ein Saugbrunnen, über den es zur Anlage befördert wird, und ein Schluckbrunnen, über den es nach dem Wärmeentzug wieder dem Erdreich zugeführt wird. Der Saugbrunnen ist eigentlich ein Rohr zum Grundwasser, das mit einer Tauchpumpe ausgestattet ist. Er dient dazu, das Grundwasser anzuzapfen und zum Wärmetauscher der Wasser-Wasser-Wärmepumpe zu befördern. Im Wärmetauscher wird dem entnommenen Wasser thermische Energie entzogen, die anschließend zur Erwärmung von Heizwasser und/oder zur Erwärmung von Brauchwasser genutzt wird. Dadurch kühlt sich das entnommene Grundwasser um einige Grad (2 bis 4) ab und wird wieder dem Erdreich zugeführt. Dies geschieht über einen Schluck- bzw. Sickerbrunnen, der 15 bis 20 m vom Saugbrunnen entfernt liegen muss.

Dem Erdreich muss so viel Wasser entnommen werden, dass seine Wärmeenergie den Bedarf des Haushalts auch dann decken kann, wenn er am größten ist. Für die Nutzung von Grundwasser ist eine entsprechende wasserrechtliche Bewilligung einzuholen. Außerdem muss vorab eine chemische Analyse des Wassers durchgeführt werden.

2. Vorteile der Wasser-Wasser-Wärmepumpe

2.1 Konstante Grundwassertemperatur als zuverlässige Wärmequelle

Grundwasser besitzt eine konstante Temperatur, die zwischen 7 und 12 °C variiert. Diese Temperatur hält es auch im Winter, wenn die Lufttemperaturen unter dem Gefrierpunkt liegen. Die Luft-Wasser-Wärmepumpe benötigt für ihren Betrieb Lufttemperaturen von mehr als -5 °C, zudem arbeitet sie bei niedrigen Außenlufttemperaturen weniger effizient, da sie für ihren Betrieb viel Strom verbraucht.

2.2 Passive bzw. natürliche Kühlung

In den Monaten mit hohen Außenlufttemperaturen kann das Gebäude oder die Wohnung mithilfe einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe passiv gekühlt werden.

3. Wasserquelle für die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Voraussetzung für die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist eine vorhandene Wasserquelle. Oberflächengewässer können zufrieren und somit den Betrieb der Wärmepumpe unmöglich machen. Für die Wärmepumpe muss eine Wasserquelle gewählt werden, die ganzjährig eine ausreichende Wassermenge mit ausreichend hoher Temperatur bereitstellt, denn anderenfalls würde die Wärmepumpe die Temperatur des Wassers zu sehr anheben müssen, wodurch ihr Betrieb unwirtschaftlich wäre. Deshalb ist bei der Planung als Erstes zu prüfen, ob überhaupt eine geeignete Wasserquelle vorhanden ist.

Besonders gut geeignete Wasserquellen sind fließende Gewässer wie Bäche und Flüsse, die jedoch aufgrund von wasserrechtlichen Bestimmungen nur selten genutzt werden dürfen. Flüsse und Bäche liefern ständig frisches Wasser, sodass die Lufttemperatur keinen Einfluss auf den Betrieb der Wärmepumpe hat. Außerdem ist es unwahrscheinlich, dass ein fließendes Gewässer im Winter vollständig zufriert.

4. Lebensdauer der Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Wärmepumpen haben eine lange Lebensdauer von durchschnittlich 15 bis 20 Jahren. Hochwertige Wärmepumpen zuverlässiger und anerkannter Hersteller können auch eine Lebensdauer von bis zu 25 Jahren erreichen. Voraussetzung für eine so lange Lebensdauer der Wasser-Wasser-Wärmepumpe sind fachgerechte Installation, regelmäßige und fachgerechte Wartung sowie zeitnahe Beseitigung eventueller Störungen im Betrieb der Wärmepumpe.

5. Wasser-Wasser-Wärmepumpe – Wartung und Service

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe erfordert keinen großen Wartungsaufwand. Weil das aus dem Erdreich entnommene Grundwasser in seiner Qualität und Sauberkeit variieren kann, ist am Eintrittspunkt ein Reinigungsfilter eingebaut, der mehrmals im Jahr gereinigt werden muss. Sehr feine Schmutzpartikel können jedoch vom Filter nicht aufgefangen werden, weshalb es ratsam ist, die Sauberkeit des Wärmetauschers regelmäßig zu überprüfen. All dies kann der Wärmepumpenbesitzer ohne die Hilfe eines Servicetechnikers erledigen. Manchmal kommt es vor, dass sich der Wasserdurchfluss durch die Wasser-Wasser-Wärmepumpe infolge eines Absinkens des Grundwasserspiegels verringert, wodurch die Effizienz der Wärmepumpe fällt. Dieses Problem lässt sich allerdings nicht beheben, daher ist es umso wichtiger, bei der Planung eine zuverlässige Wasserquelle zu wählen.

Bei allen Heizwärmepumpen – egal, welche Wärmequelle sie nutzen – muss der Zustand des Kühlgases regelmäßig überprüft werden. Der Druck des Kühlgases übt den größten Einfluss auf den Betrieb der Wärmepumpe aus, deshalb ist es sehr wichtig, dass er ausreichend hoch ist. Auch der Wasserdruck in der Heizungsanlage muss angemessen sein. Vor dem Eintritt des Heizwassers in die Wärmepumpe befindet sich ebenfalls ein Reinigungsfilter, der mindestens einmal im Jahr gereinigt werden sollte, da sonst der Wasserdurchfluss abnehmen und der Druck in der Heizungsanlage ansteigen kann. Die Servicefachkraft stellt normalerweise auch die Leistungskurve, die gewünschte Temperatur und andere Optionen ein.

6. Garantiezeit für die Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Die Garantiezeit variiert je nach Hersteller. In den meisten Fällen beträgt die Grundgarantie auf eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe jedoch 2 bis 3 Jahre und deckt innerhalb dieses Zeitraums alle Kosten für Ersatzteile und Reparaturen ab. Neben der Basisgarantie bieten die meisten Hersteller die Möglichkeit, die Garantie gegen Aufpreis zu verlängern.

7. Wann amortisiert sich die Investition in die Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Im Durchschnitt amortisiert sich die Investition in eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe innerhalb von 5 Jahren. Bedenkt man die lange Lebensdauer der Wärmepumpe, bedeutet dies mindestens 15 Jahre Betrieb nach Amortisation der Anschaffungskosten.