Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe – Wie gut eignet sich das Grundwasser als Energiequelle?


Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe wandelt die thermische Energie des Grundwassers mithilfe von Strom in nutzbare Wärmeenergie um. Das ist zwar besonders effizient, aber längst nicht überall möglich. Zudem können bei der Installation dieser Wärmepumpenart besonders hohe Installationskosten auf Sie zukommen. Wir geben einen Überblick.

Innenaufstellung Luft-Wasser-Wärmepumpe Modell Vaillant Flexotherm
Quelle: Vaillant

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So funktioniert eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Eine Wasser-Wasser- oder auch Grundwasser-Wärmepumpe nutzt zur Wärmegewinnung die Energie des Grundwassers. Das funktioniert wie folgt:

  1. Im ersten Schritt wird das Grundwasser über einen sogenannten Saug- oder Förderbrunnen angesaugt und zum Wärmetauscher der Wärmepumpe geleitet. Hier wird dem Grundwasser Energie entzogen, wodurch es sich um einige Grad abkühlt.
  2. Das abgekühlte Grundwasser wird dann über einen Schluckbrunnen oder einen Sickerschacht wieder zurückgeführt. Der Schluckbrunnen befindet sich dabei ca. 10 bis 15 Meter hinter der Entnahmestelle.
  3. Parallel wird im Inneren der Wärmepumpe die Energie, die dem Grundwasser im ersten Schritt entzogen wurde, dazu genutzt, ein Kältemittel zu verdampfen.
  4. Das gasförmige Kältemittel wird im nächsten Schritt in den Kompressor geleitet und dort weiter verdichtet. Dadurch steigt die Temperatur des Dampfes weiter an.
  5. Der heiße Kältemitteldampf gelangt nun in einen weiteren Wärmetauscher. Dort nimmt das Heizsystem des Hauses die Energie des Kältemitteldampfes auf. Dabei verflüssigt sich dieser wieder.
  6. Abschließend fließt das flüssige Kältemittel über ein Expansionsventil wieder zurück in den Verdampfer und der Kreislauf beginnt von vorne.

Das Grundwasser als Energiequelle

Das Grundwasser ist eine hervorragende Energiequelle. Soll heißen: Durch die konstant hohe Temperatur kann mit der Energie des Grundwassers über das ganze Jahr hinweg effizient und kostengünstig geheizt werden. So ist bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe auch eine Jahresarbeitszahl von 5 (also 5 kWh Wärme aus 1 kWh Strom) im Betrieb nicht unrealistisch. 

Die Kehrseite der Medaille ist: Das örtliche Grundwasser muss zuallererst einmal diverse Anforderungen erfüllen, um überhaupt als Energiequelle infrage zu kommen. Möchten Sie für Ihre Wärmepumpe beispielsweise Grundwasser aus einem Naturschutz- oder Heilquellengebiet nutzen, wird Ihnen die örtliche Untere Wasserbehörde die Genehmigung mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit verweigern. Zudem muss das Grundwasser hinsichtlich seiner Menge, Bohrtiefe und Qualität verschiedene Grenzwerte einhalten. Ob Ihr Grundwasser diese Werte einhält, können Sie über das Grundwasserkataster und eine Gewässerprobe herausfinden.

Kann der Grundwasserspiegel absinken?

In sehr trockenen und niederschlagsarmen Sommern – wie wir sie in Deutschland in den letzten Jahren häufiger hatten – kann es passieren, dass die Wasser-Wasser-Wärmepumpe „trocken fällt“. In diesem Fall kann die Wärmepumpe nicht mehr genug Grundwasser über den Saugbrunnen an die Oberfläche befördern, um eine ausreichende Heizleistung zu gewährleisten. 

Der Betrieb der Wärmepumpe sorgt hingegen nicht für eine Absenkung des Grundwasserspiegels. Das liegt daran, dass das Grundwasser hierbei nicht im klassischen Sinne verbraucht, sondern nur auf ein geringeres Energieniveau gebracht wird.

Wie viel kostet eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist eine verhältnismäßig teure Heizungsart. Das liegt vor allem an den beiden Bohrungen, die zur Erschließung des Grundwassers nötig sind. Diese kosten bei einer Bohrtiefe von bis zu 15 Metern zwischen 4.500 € und 5.500 €, in Ausnahmefällen können die Kosten aber auch auf 8.000 € oder mehr steigen.

Hinzu kommen natürlich noch die Kosten für die Wärmepumpe selbst. Ein modernes und effizientes Modell kostet derzeit zwischen 12.000 € und 15.000 €; die Installationskosten belaufen sich auf knapp 3.000 €. Insgesamt kommen Sie beim Kauf einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe so auf Anschaffungskosten von ca. 25.000 € bis 30.000 €.

Betriebskosten

Ihre hohen Anschaffungskosten kann die Wasser-Wasser-Wärmepumpe zumindest teilweise durch ihre niedrigen Betriebskosten wieder wettmachen. Denn dank ihrer hohen Jahresarbeitszahl (JAZ > 4) braucht die Grundwasser-Wärmepumpe nur verhältnismäßig wenig Strom, um ein Haus mit Wärme zu versorgen. Für ein durchschnittliches Einfamilienhaus ergeben sich derzeit so jährliche Heizkosten von ca. 1.400 € bis 1.800 €. Zum Vergleich: Mit einer Gasheizung hätten Sie im selben Haus aktuell (Mai 2022) Heizkosten von fast 3.000 € pro Jahr!

Fördermöglichkeiten

Mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe heizen Hausbesitzer*innen besonders nachhaltig, da nur durch den verbrauchten Strom CO₂-Emissionen (ca. 100 g/kWh) entstehen. Dementsprechend fördert der Gesetzgeber den Einbau der Wasser-Wasser- sowie aller anderen Wärmepumpenarten mit 25 % der Anschaffungskosten. Wird obendrein eine alte Heizung ersetzt (funktionierende Öl-, Kohle-, Nachtspeicherheizung oder eine mindestens 20 Jahre alte funktionierende Gasheizung), steigt die Fördermenge sogar auf 35 %. Außerdem wird für Wasser-Wasser-Wärmepumpen beim Heizungstausch ein weiterer Bonus von 5% gewährt.

Die Alternativen zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe

Neben der Wasser-Wasser-Wärmepumpe gibt es noch zwei weitere, vollwertige Wärmepumpentypen: Die Luft-Wasser beziehungsweise die und die Erdwärmepumpe. 

Das zugrundeliegende Prinzip der drei Wärmepumpenarten ist relativ gleich; sie unterscheiden sich eigentlich fast nur in ihrer Art der Energiegewinnung. So bezieht die Luft-Wasser-Wärmepumpe ihre Energie nicht aus dem Grundwasser, sondern zapft die Umgebungsluft als Energieträger an. Das macht die Luft-Wasser-Wärmepumpe zwar etwas weniger effizient als die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, dafür aber deutlich einfacher und kostengünstiger in der Installation. Aus diesem Grund ist die Luft-Wasser-Wärmepumpe auch seit Jahren die mit Abstand beliebteste Wärmepumpenart bei Hausbesitzer*innen.

Die Erdwärmepumpe hingegen bezieht ihre Energie aus dem Inneren des Erdreichs (Geothermie). Dazu wird in der Regel eine Wärmesonde bis zu 100 Meter tief in den Boden eingelassen. Wahlweise kommen aber auch sogenannte Wärmekollektoren zum Einsatz, die auf einer Fläche von über 100 Quadratmetern in einem Meter Tiefe im Boden vergraben werden. Das macht die Erdwärmepumpe ähnlich effizient, aber eben auch ähnlich kostenintensiv wie die Wasser-Wasser-Wärmepumpe.

Vor- und Nachteile im Überblick

VorteileNachteile
Konstant hohe Effizienz (JAZ > 4) im JahresverlaufInstallation ist mit aufwendigen Bohrungen verbunden
Niedrige Betriebskosten dank hoher EffizienzSehr hohe Installationskosten von bis zu 30.000 €
Staatliche Förderung von bis zu 40 % möglichGenehmigung wird in vielen Fällen (Naturschutz) nicht stattgegeben
Die Wärme des Grundwassers ist regenerativ und emissionsfreiLangfristige Planung durch Prüfung der Wasserqualität
Nahezu keine GeräuschentwicklungAbsinken des Grundwasserspiegels kann die Energiequelle “trockenlegen”

Wann lohnt sich die Anschaffung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Wasser-Wasser-Wärmepumpen können ein Haus das ganze Jahr über effizient mit nachhaltiger Wärme versorgen. Das liegt daran, dass das Grundwasser als Energiequelle konstant weit über 10 °C liegt und somit nur eine geringe Temperaturerhöhung notwendig ist. Das Problem dabei: Die Installation einer Grundwasser-Wärmepumpe ist mit einem hohen Aufwand sowie langwieriger Planung verbunden. Zudem muss das Grundwasser bei Ihnen vor Ort viele Anforderungen erfüllen, um überhaupt als Energiequelle genutzt zu werden.

Die beste Alternative zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ihr naher Verwandter, die Luft-Wasser-Wärmepumpe. Bei dieser fallen weder aufwendige Bohrungen noch langwierige Genehmigungsprozesse an, wodurch die Installationskosten auf einen Schlag um mehrere tausend Euro sinken. Dieser Umstand tröstet auch über die etwas geringere Jahresarbeitszahl der Luft-Wasser-Wärmepumpe hinweg, die mit 3,5 bis 4 nicht ganz mit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe mithalten kann. Aber keine Sorge: Ein effizienter und wirtschaftlicher Betrieb ist auch beim Heizen mit der Umgebungsluft problemlos bis -20 °C möglich.

Eigene Luft-Wasser-Wärmepumpe planen und nachhaltig heizen

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