Wärmepumpen versprechen eine hohe Effizienz, wenn die Umgebungstemperatur, die sie nutzen, auf einem konstanten Niveau liegt. Das ist bei Grundwasser und grundwasserführenden Schichten, etwa Aquiferen, der Fall. Solche Wärmepumpen können auch zum Kühlen von Gebäuden eigesetzt werden.
Darstellung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
Bild: BWP
Der große Vorteil von Grundwasser- oder Wasser-Wasser-Wärmepumpen ist ihre hohe Effizienz. Denn die Technologie kann, verglichen mit Luft-Wasser- und Erdwärmepumpen, aus einer kWh Strom die größte Menge Wärme erzeugen (oder Kälte, dazu gleich mehr). Das liegt ganz einfach an der relativ konstanten Grundwassertemperatur von 10 °C das ganze Jahr über (natürlich gibt es auch hier kleine regionale Unterschiede von bis zu 2°C nach oben oder unten, insbesondere in Ballungsräumen ist die Grundwassertemperatur meist höher).
Dafür ist die nötige Investition auch etwas höher. Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe kann ab 25.000 Euro bis 40.000 Euro (und, je nach geologischen Gegebenheiten, auch noch mehr) kosten. Und ihre Nutzung ist in jedem Fall genehmigungspflichtig, verantwortlich dafür sind die Unteren Wasserbehörden. Und das ist richtig so, denn auch die chemische Zusammensetzung des Grundwassers kann die Nutzung durch eine Wärmepumpe verhindern. Zu viel Eisen oder Mangan im Wasser verstopfen etwa die Filter.
Die Technologie bedeutet nicht nur einen Eingriff in die wasserführenden oder wasserlagernden geologischen Formationen, sondern sie kühlt diese auch durch die Wärmeentnahme ab (beziehungsweise wärmt sie im Sommer wieder auf, wenn die Wärmepumpe reversibel, also auch zum Kühlen, ausgelegt ist). Normalerweise übernimmt das ausführende Unternehmen die Beantragung der Genehmigung, da es sich damit auch gut auskennt.
Die sogenannte passive Kühlung erfolgt nur durch Umkehrung des Kreislaufs der Wärmepumpe im reversiblen Betrieb. Dann wird die Wärme aus dem Gebäude durch den Wasserkreislauf aufgenommen und durch den Wärmetauscher der Pumpe wieder in den Untergrund und ins Grundwasser befördert (das sich so logischerweise etwas erwärmt).
Dieses Verfahren ist besonders energieeffizient, weil dafür nur der Kreislauf der Wärmpumpe aufrechterhalten werden muss, ein Verdichten ist nicht nötig. Verglichen mit der konventionellen Kühlung durch einen Kompressor arbeitet so ein System bis zu dreimal effizienter, verbraucht also nur ein Drittel von dessen Energie für eine vergleichbare Kühlleistung.
Ein weiterer Vorteil ist die fehlende Lärmbelastung. Denn die Wasser-Wasser-Wärmepumpe benötigt keinen großen Ventilator zum Ansaugen der Luft wie eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.
Technisch gesehen benötigt man zwei Brunnen, einen Förder- oder Saugbrunnen und einen Schluckbrunnen. Letzterer befördert das Wasser, dem die Wärme entzogen wurde, wieder nach unten und zurück ins Grundwasser.
Der nächste Teil unserer Serie zeigt die Funktionsweise von Erd-Wärmepumpen und ihre Anwendungen.
Unsere Serie zur Wärmepumpe umfasst folgende Teile:
13.02.2023: Die Wärmepumpe – politisch gestützt, ökonomisch häufig sinnvoll 15.02.2023: Arten der Wärmepumpen und Marktanteile in Deutschland 17.02.2023: Aktuelle Marktlage von Wärmepumpen mit Handwerkermangel und Lieferengpässen 20.02.2023: Technische Voraussetzungen für den wirtschaftlichen Einsatz von Wärmepumpen 22.02.2023: Luft-Wasser-Wärmepumpen und ihre Anwendungsbereiche
24.02.2023: Wasser-Wasser-Wärmepumpen und ihre Anwendungen
27.02.2023: Geothermische Systeme und ihre Anwendungen
01.03.2023: Wann sind Hybridsysteme mit Wärmepumpen sinnvoll
03.03.2023: Wärmepumpen in Nahwärmenetzen
06.03.2023: Förderungen für Wärmepumpen
08.03.2023: Praxisbeispiele: Einsatz von Wärmepumpen in eher ungewöhnlichen Objekten
________________________________________
Ein Beitrag der Redaktion vom HaustechnikDialog.