Du hast wahrscheinlich schon von den verschiedenen Arten von Wärmepumpen gehört, mit denen du dein Zuhause beheizen und für warmes Wasser sorgen kannst.
Heute wollen wir die Wasser-Wärmpumpen genauer unter die Lupe nehmen. Wir werfen einen Blick auf die verschiedenen Typen, Funktionsweisen, Preise, Rentabilität und noch mehr. Also lass uns einsteigen!
Vorab das Wichtigste in Kürze
- Sowohl Wasser-Wasser als auch Sole-Wasser Wärmepumpen nutzen Wasser als Energiequelle
- Sie sind teurer als andere Wärmepumpen Arten, arbeiten aber auch effizienter
- Bis zu 40% Förderung sind erreichbar
- Eine Umrüstung von Gas auf Wasserwärmepumpe ist wirtschaftlich gesehen aktuell nicht sinvoll, außer du hast eine sehr hohe Heizlast
- Bei einer Neuanschaffung mit der Wahl „Gas oder Wasser-Wärmepumpe“ ist die Wärmepumpe allerdings deutlich lukrativer
Funktionsweise einer Wasser-Wärmepumpe
Du möchtest wissen, wie eine Wasser-Wärmepumpe funktioniert und welche Wärmequellen dafür genutzt werden können? Dann bist du hier genau richtig! In diesem Abschnitt erfährst du alles Wissenswerte über das Prinzip der Wärmepumpentechnologie und die verschiedenen Wärmequellen, die für Wasser-Wärmepumpen zum Einsatz kommen.
Prinzip der Wärmepumpentechnologie
Das Herzstück einer Wasser-Wärmepumpe ist die Wärmepumpentechnologie. Aber was genau verbirgt sich dahinter? Ganz einfach: Eine Wärmepumpe nutzt die vorhandene Energie aus ihrer Umgebung, um diese in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser umzuwandeln. Dabei arbeitet sie ähnlich wie ein Kühlschrank – nur andersherum.
Der Prozess im Detail
Um zu verstehen, wie eine Wasser-Wärmepumpe funktioniert, ist es hilfreich, sich zunächst vor Augen zu führen, dass Wasser Wärmeenergie speichern und transportieren kann. Denke zum Beispiel an einen warmen Sommersee: Selbst wenn die Lufttemperatur kühler wird, bleibt das Wasser relativ warm.
Eine Wasser-Wärmepumpe nutzt genau dieses Prinzip, um ein Gebäude zu heizen oder zu kühlen. Sie nutzt die im Wasser gespeicherte Wärmeenergie aus einer Wasserquelle – wie einem See, einem Fluss oder dem Grundwasser – und wandelt sie in nutzbare Heizenergie um.
- Wärmeabsorption: Die Wasser-Wärmepumpe saugt das Wasser aus der Quelle an und leitet es durch einen Wärmetauscher. Dies ist ein Gerät, das dazu dient, die Wärmeenergie vom Wasser auf ein spezielles Fluid (das Kältemittel) in der Wärmepumpe zu übertragen.
- Verdampfung: Das Kältemittel hat eine sehr niedrige Siedetemperatur. Daher verdampft es schon bei relativ niedrigen Temperaturen und nimmt dabei die Wärmeenergie auf, die es vom Wasser erhalten hat.
- Kompression: Das nun gasförmige Kältemittel wird anschließend in einem Kompressor komprimiert. Durch diese Kompression erhöht sich die Temperatur des Gases stark.
- Wärmeabgabe: Dieses heiße Gas strömt dann durch einen zweiten Wärmetauscher, wo die Wärmeenergie auf das Heizsystem des Gebäudes übertragen wird. Dies kann beispielsweise eine Fußbodenheizung oder Heizkörper sein.
- Kondensation und Expansion: Nachdem das Kältemittel seine Wärme abgegeben hat, kondensiert es wieder und wird flüssig. Ein Expansionsventil senkt den Druck und damit auch die Temperatur des Kältemittels. Es ist jetzt bereit, erneut Wärme aus dem Wasser aufzunehmen und der Zyklus beginnt von vorne.
Wasser-Wärmepumpen sind also im Grunde Geräte, die Wärmeenergie von einem Ort (dem Wasser) zu einem anderen (dem Heizsystem eines Gebäudes) transportieren. Dabei nutzen sie relativ wenig elektrische Energie, um den Kompressor zu betreiben, und holen den Großteil ihrer Energie aus der Umgebung.
Das macht sie zu einer sehr energieeffizienten und umweltfreundlichen Heizlösung.
Wärmequellen für Wasser-Wärmepumpen
Jetzt fragst du dich sicherlich, welche Wärmequellen für eine Wasser-Wärmepumpe in Frage kommen. Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Arten von Wärmequellen, die genutzt werden können:
- Erdreich: Die Sole-Wasser-Wärmepumpe. Hier wird die im Boden gespeicherte Sonnenenergie genutzt. Dazu werden Erdkollektoren oder Erdsonden in den Boden verlegt, die die Wärme aufnehmen und an die Wärmepumpe weiterleiten.
- Grundwasser: Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen wird das Grundwasser als Wärmequelle genutzt. Dazu wird das Wasser aus einem Brunnen entnommen, durch die Wärmepumpe geleitet und anschließend wieder ins Erdreich zurückgeführt.
Hier erfährst du mehr zu anderen Arten von Wärmepumpen & deren Energiequellen.
Unterschiedliche Arten von Wasser-Wärmepumpen
Da du nun weißt, was eine Wasser-Wärmepumpe ist, lass uns die verschiedenen Arten dieser umweltfreundlichen Heiztechnologie genauer betrachten. Es gibt nämlich zwei Haupttypen von Wasser-Wärmepumpen, die sich in ihrer Funktionsweise und ihren Einsatzbereichen unterscheiden:
Sole-Wasser-Wärmepumpe
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe nutzt die im Erdreich gespeicherte Wärme als Energiequelle. Dazu wird ein Solegemisch, das aus Wasser und Frostschutzmittel besteht, durch ein unterirdisches Rohrsystem gepumpt. Die Wärme aus dem Erdreich wird an das Solegemisch abgegeben und anschließend von der Wärmepumpe aufgenommen.
Du fragst dich vielleicht, wie tief die Rohre verlegt werden müssen? Das hängt von der örtlichen Geologie und den Platzverhältnissen ab. Es gibt zwei Möglichkeiten: Entweder werden die Rohre horizontal in einer Tiefe von etwa 1,5 Metern verlegt oder es wird ein Tiefenbohrloch bis zu 100 Meter tief gebohrt, durch das die Sole zirkuliert.
Vorteil dieser Technik ist ihre hohe Effizienz, da die Temperatur im Erdreich relativ konstant ist. Allerdings sind die Installationskosten höher als bei anderen Wärmepumpenarten.
Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe verwendet Grundwasser als Wärmequelle. Dazu werden zwei Brunnen gebohrt: ein Förderbrunnen, aus dem das Grundwasser entnommen wird, und ein Schluckbrunnen, in den das abgekühlte Wasser zurückgeführt wird.
Die Wärme des Grundwassers wird von der Wärmepumpe aufgenommen und an das Heizsystem abgegeben.
Der Vorteil dieser Technik liegt in der hohen Effizienz, da Grundwasser eine konstante Temperatur von etwa 8 bis 12 Grad Celsius hat. Allerdings sind die Installationskosten ebenfalls höher und es müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, wie zum Beispiel ausreichend verfügbares Grundwasser und die Erlaubnis zur Nutzung des Wassers.
Vorteile von Wasser-Wärmepumpen
Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit
Die gute Nachricht: Wasser-Wärmepumpen sind sehr energieeffizient und umweltfreundlich. Sie verbrauchen deutlich weniger Energie als herkömmliche Heizsysteme wie Gas- oder Ölheizungen. Diese Art von Wärmepumpe erreicht eine JAZ von 4 oder sogar 5!
Aber Vorsicht: Die Effizienz einer Wasser-Wärmepumpe kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden, wie zum Beispiel die Qualität des Wassers, die Tiefe des Grundwassers oder die Außentemperatur. Daher ist es wichtig, dass du vor der Installation eine gründliche Analyse der Gegebenheiten vor Ort durchführst.
Niedriger Lärmpegel
Sowohl Wasser-Wasser als auch Sole-Wasser-Wärmepumpen sind besonders leise im Betrieb.
Flexibilität
Wasser-Wärmepumpen können nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen genutzt werden. Sie können zudem in Kombination mit anderen Systemen, wie Solarpanels, betrieben werden, um die Energieeffizienz weiter zu steigern.
Unabhängigkeit von der Außentemperatur
Im Gegensatz zu Luft-Wasser-Wärmepumpen sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen unabhängig von den Außentemperaturen und können auch bei sehr kalten Temperaturen effizient arbeiten.
Nachteile von Wasser-Wärmepumpen
Kosten und Wirtschaftlichkeit
Der Haken: Die Anschaffungs- und Installationskosten einer Wasser-Wärmepumpe sind höher sein als bei anderen Heizsystemen. Du musst auch mit zusätzlichen Kosten für den Brunnenbau oder den Anschluss an ein Gewässer rechnen.
Die gute Nachricht: Auf lange Sicht kann sich die Investition in eine Wasser-Wärmepumpe bei großer Heizlast jedoch lohnen, da sie deutlich geringere Betriebskosten hat als andere Heizsysteme.
Außerdem gibt es staatliche Förderungen und Zuschüsse, die dir bei der Finanzierung helfen können.
Platzbedarf und Installation
Eine Wasser-Wärmepumpe benötigt mehr Platz als andere Heizsysteme, vor allem wenn ein Brunnen gebohrt werden muss oder ein Gewässer in der Nähe ist.
Erforderliche Genehmigungen
Wichtig: Für die Installation einer Grundwasser-Wärmepumpe benötigst du immer eine Genehmigung. Bei Sole-Wasser-Wärmepumpen dann, wenn du mit Grundwasser in Kontakt kommst.
Zusammenfassend bietet die Wasser-Wärmepumpe einige bedeutende Vorteile wie Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit. Allerdings sind auch höhere Anschaffungs- und Installationskosten sowie ein größerer Platzbedarf zu berücksichtigen.
Anschaffungskosten
Kommen wir zur Preisfrage! Wie oben bereits erwähnt sind Wasser-Wärmepumpen im Vergleich zu den anderen Varianten relativ teuer.
Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe kannst mit Gesamtkosten von Gerät, Bohrung & Installation von 20.000 – 30.000 Euro rechnen. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe ist etwas teurer mit Gesamtkosten von 30.000 – 40.000 Euro.
Förderungen
Die gute Nachricht: Es gibt attraktive Förderprogramme für den Einbau einer Wasser Wärmepumpe.
Basiszuschuss
Zum einen ist da der 25% Basis-Zuschuss für Wärmepumpen generell, insofern ein förderfähiges Modell verbaut wird. Die aktuelle Liste gibt es hier.
Heiz-Tausch-Zuschuss
Zusätzlich gibt es noch den sogenannten Heiz-Tausch-Zuschuss, um die Fördersumme auf 35 Prozent zu erhöhen. Dieser wird dir geschenkt, wenn du deine alte, aber immer noch funktionierende Öl-, Kohle-, Nachtspeicher- oder Gas-Etagenheizung gegen eine neue Wärmepumpe austauschst.
Ja, du hast richtig gehört, auch eine seit mindestens 20 Jahren laufende Gas-Zentralheizung zählt dazu.
5% Bonus-Förderung
Die gibt’s, wenn du Wasser, Erdreich oder Abwasser als Wärmequelle nutzt, was bei einer Wasser-Wärmepumpe der Fall ist.
Es sind also bis zu 40% der Investitionskosten förderfähig! Bestehend aus 25% Basis-Zuschuss, 10% Heiz-Tausch-Zuschuss und 5% Bonus-Förderung.
Wartung & Betriebskosten
Die regelmäßige Wartung einer Wasser-Wärmepumpe ist ein wichtiger Schritt, um die Langlebigkeit und Effizienz des Systems sicherzustellen.
Die spezifischen Wartungsanforderungen können variieren, abhängig von dem spezifischen Modell der Pumpe und den lokalen Umweltbedingungen, es gibt jedoch einige allgemeine Aspekte, die du beachten solltest:
Filterkontrolle: Bei Wasser-Wärmepumpen sollte regelmäßig eine Kontrolle der Filter erfolgen. Diese Filter verhindern, dass Partikel und Ablagerungen in das System gelangen und dieses beschädigen oder die Effizienz beeinträchtigen. Je nach Wasserqualität kann es erforderlich sein, die Filter öfter zu überprüfen und zu reinigen oder auszutauschen.
Überprüfung des Frostschutzmittels: Besonders bei Grundwasser- und Erdwärmepumpen ist es wichtig, regelmäßig den Gehalt des Frostschutzmittels im Kältemittel zu kontrollieren. Das Frostschutzmittel verhindert, dass das Kältemittel in der Pumpe gefriert, was zu schweren Schäden führen könnte. Bei Bedarf muss neues Frostschutzmittel hinzugefügt werden.
Kontrolle des Wasserstands: Bei Wasser-Wasser-Wärmepumpen kann es von lokalen Behörden, wie einigen Landratsämtern, vorgeschrieben sein, regelmäßig den Wasserstand im Grundwasserbrunnen zu überprüfen. Dies stellt sicher, dass immer genug Wasser für die Pumpe vorhanden ist und vermeidet, dass der Brunnen austrocknet.
Es ist außerdem eine gute Praxis, das System regelmäßig von einem qualifizierten Fachmann überprüfen zu lassen. Hier kannst du rund 300 Euro pro Jahr einplanen.
Energiekosten
Natürlich verbraucht eine Wasser-Wärmepumpe auch Strom, die Energiekosten wollen wir hier auch nicht außen vor lassen.
Angenommen du hast einen Heizbedarf von 20.000 kWh. Eine Sole-Wasser Wärmepumpe mit einer JAZ von 4 benötigt dafür also 5000 kWh Strom. Eine Wasser-Wasser Wärmepumpe mit einer JAZ von 5 benötigt dafür 4000 kWh Strom.
Das ist schon eine ganze Menge, daher ist die Kombination aus Wärmepumpe mit Photovoltaik interessant. Kannst du mit deinem Solarstrom „befeuern“, werden die Betriebskosten natürlich erheblich günstiger!
Wie wirtschaftlich ist eine Wasser-Wärmepumpe?
Die Frage nach der Wirtschaftlichkeit beantworten wir am besten in einer Beispielrechnung.
Neuinstallation: Gasheizung vs. Wasser Wärmepumpe
Stell dir vor, du wohnst in einem typischen Einfamilienhaus und denkst darüber nach, deine Gasheizung durch eine Wasser-Wärmepumpe zu ersetzen. Eine neue Gasbrennwertheizung kostet dich in etwa 10.000 €.
Im Vergleich dazu erscheint die Wasser-Wasser-Wärmepumpe mit rund 25.000 € zunächst deutlich teurer. Man könnte sagen, das sind zusätzliche Kosten von 15.000 €.
Aber halt, der Staat springt hier ein bisschen für dich in die Bresche! Er fördert den Einbau der Wärmepumpe und greift dir mit 40 % der Investitionskosten unter die Arme.
So, und jetzt machen wir uns an die Rechnung. Deine Wärmepumpe würde durch die Förderung effektiv nur noch knapp 15.000 € kosten, statt 25.000 €. Das heißt, im Vergleich zur Gasheizung hast du immer noch 5.000 € mehr ausgegeben.
- Gasheizung = 10.000 €
- Wasser-Wasser-Wärmepumpe (nach Förderung) = 15.000 €
Aber lass uns nun die Betriebskosten in Betracht ziehen. Da gibt es nämlich gute Nachrichten! In etwa 10 Jahren kann deine Wärmepumpe diese Mehrkosten wieder wettmachen.
Denn aktuell (Mitte 2023) kostet der Strom für die Wärmepumpe etwa 20 Cent pro Kilowattstunde, während Gas dich 9 Cent pro Kilowattstunde kostet. Und diese Preise werden wohl eher steigen als fallen.
Gehen wir davon aus du hast einen Heizbedarf von 20.000 kWh im Jahr und deine Wasser-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine JAZ von 5. Wir benötigen also rund 4000 kWh Strom für das Heizen mit der Wärmepumpe.
Kosten mit Gasheizung = 20.000 * 0,09€ = 1.800€
Kosten mit Luft Wärmepumpe = 4000 * 0,20€ = 800€
Jährliche Ersparnis im Vergleich zur Gasheizung = 1.800 € – 800 € = 1.000€
Wenn wir nun die anfänglichen Mehrkosten von 5.000 € durch die jährliche Ersparnis von 1.000€ teilen, ergibt sich ein Wert von 5. Das bedeutet, dass sich die Entscheidung für die Grundwasser-Wärmepumpe nach 5 Jahren amortisiert und ab dann Geld verdient.
Anders sieht es bei einer Sole-Wasser-Wärmepumpe aus:
Anschaffungkosten: 35.000€
Anschaffungskosten nach 40% Förderung: 21.000€
= 11.000€ Mehrkosten im Vgl. zur Gasheizung (10.000€)
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe erreicht eine JAZ von 4. Bedeutet bei 20.000 kWh Heizlast einen Stromverbrauch von 5.000 kWh. Ergibt mit obigen Daten Stromkosten von 1.000€ und eine Ersparnis von 800€ pro Jahr. Amortisierungsdauer demnach 11.000 / 800 = 13,75 Jahre.
Wie sieht es bei der Umrüstung aus?
Anders sieht es natürlich aus, wenn deine Gasheizung prinzipiell noch ihren Job macht und du überlegst, jetzt auf eine Wasser-Wärmepumpe umzurüsten. In diesem Falle vernachlässigen wir die Anschaffungskosten der Gasheizung.
Wir müssen wir also die vollen 15.000€ bzw. 21.000€ Investitionskosten „reinholen“ und kommen damit auf eine Amortisationsdauer von:
15.000€ / 1.000€ = 15 Jahre (Wasser-Wasser-Wärmepumpe)
21.000€ / 800€ = 26,25 Jahre (Sole-Wasser-Wärmepumpe)
In diesem Falle amortisiert sich die Umrüstung also erst nach rund 15 bzw. 26 Jahren. Und hier sind Wartungskosten und eventuelle Reparaturen noch nicht inbegriffen. Andernfalls gehen wir hier natürlich auch von einem weiterhin sehr günstigen Gaspreis aus. Wasser-Wärmepumpen werden bei einer höheren Heizlast interessant.
Nicolas
