Wärmepumpen sind wichtige Heizsysteme für die Energiewende. Wasser-Wasser-Wärmepumpen gelten dabei als besonders energieeffizient, denn sie beziehen ihre Wärmeenergie aus dem Grundwasser. Deshalb werden sie auch Grundwasser-Wärmepumpen genannt. Doch wie funktioniert diese Technik überhaupt?
Bild: urfingus Grundwasser als Wärmequelle hat einen großen Vorteil. In mehreren Metern Tiefe unter der Erde herrschen ganzjährig konstante Temperaturen zwischen acht und zwölf Grad Celsius. Die von der Wärmepumpe genutzte Umweltwärme ist somit jederzeit verfügbar. Um die Wärmepumpe zu betreiben, sind ein sogenannter „Saugbrunnen“ und ein „Schluckbrunnen“ erforderlich. Eine Pumpe bringt das Grundwasser zu einem Verdampfer. Darin befindet sich ein Kältemittel, das bereits bei sehr niedrigen Temperaturen verdampft. Bei diesem Vorgang entzieht das Kältemittel dem Grundwasser seine Wärmeenergie. Der entstehende Dampf wird zu einem sogenannten „Verdichter“ geleitet, der den Druck auf das verdampfte Kältemittel erhöht und so noch mehr Wärme erzeugt. Diese Wärmeenergie wird schließlich über einen Kondensator bzw. Wärmetauscher an das Heizungswasser abgegeben. Durch die Wärmeabgabe kühlt das Kältemittel ab, wird wieder flüssig und fließt zurück zum Verdampfer. Der Kreislauf beginnt dann wieder von vorn.
Damit eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe effizient arbeiten kann, muss der Saugbrunnen in ausreichend großer Entfernung vom Schluckbrunnen eingerichtet werden. So wird verhindert, dass das abgekühlte Grundwasser nicht das angesaugte Grundwasser herunterkühlt. Darüber hinaus muss sichergestellt sein, dass auf dem Grundstück Grundwasser über mehrere Jahre hinweg in ausreichender Menge verfügbar ist. Wichtigste Voraussetzungen der Grundwasser-Wärmepumpe sind jedoch die Genehmigungen durch die Wasserbehörden. Außerdem darf das Grundwasser nicht zu viel Eisen oder Mangan enthalten, denn sonst droht eine schnelle Verockerung des Brunnens.
Damit sind bereits die möglichen Nachteile einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe genannt. Diese bestehen im Vergleich zu anderen Wärmepumpen im höheren baulichen Aufwand durch die Brunnenbohrung und darin, dass diese Art der Wärmepumpe bei zu geringem Grundwasserspiegel, ungeeigneter chemischer Zusammensetzung und fehlender Genehmigung durch die Wasserbehörde nicht möglich ist.
Gleichzeitig punkten Grundwasserwärmepumpen mit der höchsten Energieeffizienz unter den Wärmepumpen und damit geringen Betriebskosten. Sie benötigt auch bei sehr kalten Außentemperaturen keine elektrische Zusatzheizung wie einen Elektroheizstab.
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