Grundwasserwärmepumpe: Heizen mit Grundwasser

Die Wärmegewinnung aus Grundwasser mit einer Wärmepumpe ist überaus effizient und umweltfreundlich, aber die Installation ist teuer. Erfahren Sie bei Bosch, wie eine Grundwasserwärmepumpe funktioniert, was sie kostet und worauf Sie achten müssen, wenn Sie einen Grundwasserbrunnen bauen und nutzen möchten.

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Funktion einer Grundwasserwärmepumpe

Eine Grundwasserwärmepumpe ist eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Die Begriffe werden synonym verwendet. Sie nutzt das Grundwasser als Wärmequelle für die Heizungsanlage und Warmwasserbereitung. Allgemein funktioniert eine Wärmepumpe mit Grundwasser nach derselben Funktionsweise wie jede andere Wärmepumpe. Lediglich das Quellmedium unterscheidet sich.

Eine Grundwasserwärmepumpe nimmt die thermische Energie des Grundwassers über einen Wärmetauscher auf und überträgt sie auf ein Kältemittel, wobei dieses verdampft. Im nächsten Schritt wird das Kältemittelgas verdichtet und auf eine höhere Temperatur gebracht. Der Kompressor wird mit Strom angetrieben. Die erzeugte Nutzwärme erhitzt nun das Heizungswasser, welches das Heizverteilsystem in die Wohnräume transportiert. Im letzten Schritt kühlt das Kältemittel wieder ab und verflüssigt sich. Dieser Kreislauf wiederholt sich.

Hoher Wirkungsgrad durch konstante Grundwassertemperatur

Eine Wärmepumpenheizung arbeitet umso effizienter, je höher die Ausgangstemperatur der Wärmequelle ist. Daher ist Grundwasser ganzjährig gesehen effizienter als beispielsweise die Außenluft, welche Luftwärmepumpen ansaugen und deren Gradzahl saisonalen Schwankungen unterliegt. In Mitteleuropa hat das Grundwasser typischerweise eine Temperatur von circa 8 °C bis 12 °C. Dieser Temperaturbereich bleibt das ganze Jahr über relativ konstant, selbst in kalten Wintern, da das Grundwasser tief im Boden vor äußeren Witterungseinflüssen geschützt ist.

Die Temperaturstabilität macht Grundwasser zur idealen Energiequelle für Wärmepumpen und sorgt dafür, dass Grundwasserheizungen sehr hohe Jahresarbeitszahlen (JAZ) von 4,5 bis 5,0 erreichen. Das liegt mitunter auch daran, dass Wasser eine hohe Wärmespeicherkapazität hat. Aufgrund des sehr hohen Wirkungsgrades ist bei richtiger Auslegung der Grundwasserwärmepumpe ein monovalenter Betrieb sicher möglich, sogar in größeren Häuser als auch Gebäuden mit höherem Wärmebedarf.

1. Grundwasser entsteht, wenn Niederschläge in den Boden versickern und in wasserdurchlässigen Gesteinsschichten, wie Sand und Kies, gespeichert werden. Es sammelt sich oberhalb wasserundurchlässiger Schichten, wie Ton und Gestein, und bildet dort einen Grundwasserleiter (Aquifer), der das Wasser langsam transportiert.
2. Bei einem artesischen Grundwasserleiter steht das Wasser unter Druck, da es zwischen wasserundurchlässigen Schichten eingeschlossen ist. Wird artesisch gespanntes Grundwasser angebohrt, steigt das Wasser aufgrund der Druckverhältnisse von selbst auf ohne Einsatz von Pumpen.
3. Grundwasser macht über 90 Prozent der flüssigen Süßwasser-Ressourcen auf der Erde aus. Es ist damit die wichtigste Quelle für Trinkwasser und übertrifft die verfügbare Süßwassermenge in Flüssen und Seen bei weitem. Das meiste Süßwasser ist allerdings in Form von Eis und Schnee gebunden.
4. Einige Grundwasservorkommen sind mehrere tausend bis Millionen Jahre alt und stammen aus früheren geologischen Zeiten. Dieses fossile Grundwasser ist besonders rein. Es befindet sich in besonders tiefen Schichten und wird heutzutage nicht mehr durch Niederschläge erneuert.
5. Bedingt durch den Klimawandel führen längere Dürreperioden dazu, dass sich das Grundwasser nicht durch Regenwasser erneuert. Die Auswirkungen sind jedoch oft erst Jahre später spürbar, da Grundwasser träge auf Veränderungen an der Oberfläche reagiert.