Grundwasserwärmepumpe nutzt Wasser als Wärmequelle

Funktionsweise der Grundwasserwärmepumpe

Eine Grundwasserwärmepumpe nutzt die thermische Energie des Grundwassers für  Heizung  und Warmwasserbereitung. Da die Wärmequelle im Gegensatz zur Luft und dem Boden oft ganzjährig hohe Temperaturen hat, erreicht die Technik hohe Wirkungsgrade. Damit das funktioniert, ist neben dem eigentlichen Wärmepumpenprozess auch eine Brunnenanlage erforderlich.

Brunnen für die Grundwasserwärmepumpe

Je nach Region befindet sich das Grundwasser in tiefen Erdschichten. Bevor es mit einer Grundwasserwärmepumpe zum Heizen genutzt werden kann, muss es also an die Oberfläche gefördert werden. Diese Aufgabe übernimmt eine Brunnenanlage, die aus einem Saug- und einem  Schluckbrunnen  besteht. Während das Wasser über den Saugbrunnen zur Anlage befördert wird, sorgt ein Schluckbrunnen dafür, dass es dem Erdreich nach dem Wärmeentzug wieder zugeführt wird. Das ist wichtig, um die natürlichen Vorkommen des Grundwassers nicht zu beinträchtigen.

Bereits bei der Planung der Brunnen ist darauf zu achten, diese in der richtigen Reihenfolge und mit einem ausreichenden Abstand zu installieren. Wird das nicht berücksichtigt, könnte Wasser, dessen Temperatur durch die Wärmepumpe bereits gesenkt wurde, erneut in die Anlage gesogen werden. Die Folge: Die Quelltemperatur fällt und die Effizienz der Wärmepumpe sinkt sehr schnell.

Das Prinzip einer Grundwasserwärmepumpe

In der Grundwasserwärmepumpe wird die thermische Energie des Grundwassers auf ein  Kältemittel  übertragen. Das hat besondere physikalische Eigenschaften und verdampft bereits bei sehr niedrigen Temperaturen. Zum Vergleich: Trinkwasser wechselt seinen Aggregatzustand erst bei einer Temperatur von 100 Grad Celsius. Mit einer elektronischen Verdichtung wird der Druck des nun dampfförmigen Kältemittels erhöht, um die Temperatur des Mediums über die des Heizsystems zu heben. Ist das richtige Niveau erreicht, geht die Wärme über einen Wärmeübertrager an das Heizsystem über. Das Kältemittel kühlt dabei ab und wird allmählich flüssig. Nachdem die Regenerierung – unterstützt durch ein Entspannungs-Ventil – vollständig abgeschlossen ist, beginnt der Kreislauf von vorn. Mehr dazu finden Sie im Beitrag zur  Funktionsweise einer Wärmepumpe.

Tipp:  Da der Energieverbrauch einer Wärmepumpe sinkt, je niedriger die Temperaturdifferenz zwischen Heizsystem und Umweltquelle ist, arbeitet die Technik besonders effizient mit einer Flächenheizung. Diese nutzt große Flächen für die Übertragung der Raumwärme und kommt daher mit niedrigen Vorlauftemperaturen aus.

Voraussetzung für eine Grundwasserwärmepumpe

Damit eine Grundwasserwärmepumpe betrieben werden kann, hat das Grundwasser bestimmte Anforderungen zu erfüllen. So muss es zum Beispiel in ausreichender Menge, in einer günstigen Tiefe und mit einer hohen Qualität verfügbar sein. Ob das tatsächlich so ist, erfahren Hausbesitzer über einen Auszug aus dem Grundwasserkataster und eine Gewässerprobe. Da sich die Ergebnisse maßgeblich auf die Planung und Dimensionierung der Anlage auswirken, sind die Anfragen früh genug zu stellen. Ansprechpartner ist hier in der Regel die untere Wasserbehörde.

Wie bei einer Erdwärmepumpe mit Sondenbohrungen sind auch hier Genehmigungen nötig. Welche Anfragen Hausbesitzer dabei stellen müssen, kann abhängig je nach Bundesland variieren. Generell gilt aber: In Wasserschutzgebieten ist der Betrieb untersagt.

Kosten einer Grundwasserwärmepumpe

Die Kosten einer Wärmepumpe für Grundwasser gliedern sich in Verbrauchskosten, Erschließungskosten und die Investitionen für die Wärmepumpe selbst.

• Die Ausgaben für den Strom zum Betrieb der Anlage hängen sehr stark von der Größe und der Qualität des Gebäudes sowie der Heizgewohnheiten der Nutzer ab. Eine zuverlässige Aussage über die zu erwartenden Kosten ist dabei nur bei einer individuellen Beratung möglich.
• Die Grundwasserwärmepumpe selbst kostet für ein typisches Einfamilienhaus etwa 8.000 bis 12.000 Euro. Die Preise können je nach Leistung, Einbausituation und Region schwanken.
• Hinzu kommen außerdem die Ausgaben für die Erschließung der Umweltenergiequelle: Die Bohrung der Brunnen. Auch dabei sind Daumenwerte nur schwer zu geben. Denn die Höhe der Investitionen hängt hier unter anderem von der Bodenbeschaffenheit und der Tiefe des Grundwasserspiegels ab. Bei zwei Bohrungen mit einer Tiefe von rund 15 Metern können Hausbesitzer überschlägig mit 5.000 bis 6.000 Euro rechnen.

Förderung für die Grundwasserwärmepumpe

Wer sich für die Installation einer Grundwasserwärmepumpe entscheidet, kann eine Förderung vom Staat beantragen. Besonders beliebt sind Zuschüsse der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG), die es für den Einbau im Bestand gibt. Alternativ dazu steht Sanierern eine steuerliche Förderung zur Verfügung. Bauherren bekommen finanzielle Unterstützung hingegen nur im Rahmen der Effizienzhausförderung. Die wichtigsten Informationen zu den einzelnen Programmen und Tipps für die Antragstellung geben wir im Beitrag zur  Förderung der Wärmepumpe. Wichtig zu wissen: Wer Zuschüsse für sich nutzen möchte, muss diese unbedingt vor der Vergabe von Liefer- und Leistungsverträgen beantragen.  

Vor- und Nachteile der Grundwasserwärmepumpe

Die Grundwasserwärmepumpe arbeitet mit hoher Effizienz und sorgt für niedrige Heizkosten. In Wasserschutzgebieten oder bei unzureichender Grundwasserqualität kann sie jedoch nicht installiert werden.

Die Vorteile der Grundwasserwärmepumpe sind:

• hoher Wirkungsgrad durch ganzjährig hohe Quelltemperatur
• niedrige Heizkosten bei der Kombination mit Flächenheizung
• Kombination mit Solarthermie für die Warmwasserbereitung sinnvoll

Die Nachteile der Grundwasserwärmepumpe sind:

• hohe Anforderungen an Vorkommen und Qualität des Grundwassers
• Technik ist nicht überall einsetzbar
• Genehmigungen sind zu beantragen