Abwasserwärmepumpe: Wärme aus Abwasser zum Heizen nutzen
Abwasser ist eine Energiequelle, die oft ungenutzt bleibt. Mit einer Abwasserwärmepumpe holen Sie diese Energie zurück und nutzen sie zum Heizen. Hier erfahren Sie, wie die Wärmegewinnung aus Abwasser funktioniert und was Abwasserwärmepumpen leisten.
Bitte beachten Sie: Bosch führt keine Abwasserwärmepumpen im Sortiment. Entdecken Sie stattdessen unsere vielfältigen Wärmepumpensysteme für effizientes Heizen und Warmwasser.
Angebot unverbindlich anfragen!Warum ist Abwasser eine wertvolle Wärmequelle?
Täglich spült jede Person zwischen 120 und 150 Liter Wasser in die Kanalisation, etwa beim Duschen, Geschirrspülen oder Wäschewaschen. Ein Großteil dieses Abwassers war zuvor erwärmt und enthält somit wertvolle thermische Energie. Anstatt diese Energie ungenutzt abfließen zu lassen, gewinnt eine Abwasserwärmepumpe sie effizient zurück und nutzt sie zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung.
Das Abwasser in den Rohren weist ganzjährig relativ konstante Temperaturen zwischen 10 und 20 °C auf. Da die Abwassertemperatur selbst im Winter höher liegt als die der Außenluft oder des Erdreichs, arbeiten Abwasserwärmepumpen besonders effizient. So können sie in Neubauten Jahresarbeitszahlen (JAZ) von bis zu 5 erreichen, in Bestandsgebäuden liegen die Werte oft um 4.
Besonders interessant ist die Nutzung von Grauwasser. Dies ist fäkalienfreies Abwasser, zum Beispiel aus Duschen oder Waschmaschinen, das meist deutlich wärmer ist als der gemischte Abwasserstrom. Es eignet sich daher hervorragend für die Wärmerückgewinnung und macht Abwasser zu einer nachhaltigen und lokal verfügbaren Energiequelle.
Abwasser ist nicht gleich Abwasser: Die wichtigsten Unterschiede
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Trinkwasser
Beschreibung Wasser, das die strengen Qualitätsanforderungen der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) erfüllt Typische Nutzung Trinken, Kochen, Körperpflege -
Betriebswasser
Beschreibung Wasser für technische oder betriebliche Zwecke, das keine Trinkwasserqualität aufweisen muss (zum Beispiel Regenwasser oder aufbereitetes Brauchwasser) Typische Nutzung Toilettenspülung, Flächenreinigung, Gartenbewässerung -
Grauwasser
Beschreibung Fäkalienfreies, gering verschmutztes Abwasser aus Duschen, Badewannen, Waschbecken und Waschmaschinen Typische Nutzung Primär: Quelle für Wärmerückgewinnung
Sekundär: Kann zu Betriebswasser (auch Brauchwasser genannt) aufbereitet werden -
Schwarzwasser
Beschreibung Fäkalienhaltiges Abwasser aus Toiletten (Urin und Fäzes) Typische Nutzung Keine direkte Wiederverwendung. Muss zwingend einer zentralen oder dezentralen Kläranlage zugeführt werden
Wie funktioniert eine Abwasserwärmepumpe?
Eine Abwasserwärmepumpe entzieht dem Abwasser über einen
Wärmetauscher thermische Energie. Das warme Abwasser umströmt den Tauscher. Im Inneren nimmt eine
zirkulierende Flüssigkeit, oft ein Wasser-Glykol-Gemisch, die Wärme auf. Dieser Zwischenkreislauf dient dem Schutz vor Korrosion und Verunreinigungen und hält das Abwasser systemisch vom
Kältekreislauf der Wärmepumpe getrennt.
Der Sekundärkreislauf überträgt die aufgenommene Wärme an das Kältemittel der Wärmepumpe. Dessen Funktionsprinzip entspricht dem einer konventionellen Wärmepumpe:
- Verdampfen: Im Verdampfer nimmt das Kältemittel die Wärme auf und geht in den gasförmigen Zustand über.
- Verdichten: Ein Verdichter erhöht den Druck des gasförmigen Kältemittels, wodurch dessen Temperatur stark ansteigt.
- Verflüssigen: Im Verflüssiger gibt das heiße Kältemittel seine Wärme an das Heizsystem oder den Warmwasserspeicher ab und wird wieder flüssig.
- Entspannen: Ein Expansionsventil reduziert den Druck des Kältemittels, es kühlt stark ab und der Kreislauf beginnt erneut.
Viele Abwasserwärmepumpen können in den Sommermonaten auch zur Kühlung des Gebäudes genutzt werden. Dabei wird überschüssige Raumwärme über den Wärmetauscher an das kühlere Abwasser abgeführt.
Das Prinzip der Wärmerückgewinnung aus Abwasser
Die Wärmerückgewinnung kann direkt im Gebäude oder im öffentlichen Kanalnetz erfolgen. Innerhalb des Gebäudes wird meist warmes Grauwasser aus Duschen oder Waschmaschinen genutzt. Der Wärmetauscher befindet sich entweder dezentral direkt an der Abwasserleitung (zum Beispiel unter der Dusche) oder zentral im Technikraum. Je nach System überträgt der Tauscher die Wärme an einen Zwischenkreis oder direkt zur Vorwärmung des Kaltwasserzulaufs.
Außerhalb des Gebäudes wird die Wärme direkt aus dem öffentlichen Abwasserkanal entnommen. Hierzu werden spezielle Wärmetauscher-Module in die Kanalsohle integriert oder das Abwasser wird über eine Bypassleitung geführt. Da Kanalabwasser stark verschmutzt sein kann, sind diese Tauscher besonders robust, korrosionsbeständig und oft mit Selbstreinigungsmechanismen ausgestattet.
Bei fachgerechter Planung und Dimensionierung hat die Energierückgewinnung keine negativen Auswirkungen auf die Kanalisation oder die biologischen Prozesse in Kläranlagen. Die moderate Abkühlung des Abwassers ist in der Regel unbedenklich.
Brauchwasserwärmepumpe Compress 5000 DW
Das Innengerät entzieht der Luft Wärme und nutzt diese zur Erwärmung des Brauchwassers, statt die Wärme abzugeben.
- Erhältlich in vier Leistungsstufen: von 0,7 kW bis 1,5 kW
- Geeignet für Einfamilienhäuser und Mehrfamilienhäuser
- Geeignet für Neubau und Modernisierung
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Wo werden Abwasserwärmepumpen eingesetzt?
Abwasserwärmepumpen kommen normalerweise in größeren Gebäuden zum Einsatz, wie zum Beispiel in Mehrfamilienhäusern, Wohnanlagen, Krankenhäusern, Hotels und Gewerbebetrieben. Sie lohnen sich überall dort, wo ausreichend Abwassermenge anfällt und somit ein konstantes Abwasservolumen zur Verfügung steht. Großwärmepumpen mit hoher thermischer Leistung speisen die Abwasserwärme in Nah- oder Fernwärmenetze ein. Sie stellen große Wärmemengen effizient bereit.
Ein aktuelles Beispiel ist das Projekt am Klärwerk Dradenau in Hamburg. Dort entsteht bis 2026 eine der größten Abwasserwärmepumpen Europas mit einer thermischen Leistung von 60 Megawatt. Die Großwärmepumpe nutzt die Wärme des rund 12 °C warmen, gereinigten Abwassers, nachdem es die Kläranlage durchlaufen hat. Sie hebt dessen Temperaturniveau auf circa 95 °C an und speist die Energie in das Hamburger Fernwärmenetz ein. Die Abwasserwärmerückgewinnung soll künftig etwa 40.000 Haushalte klimafreundlich mit Wärme versorgen und fossile Energieträger ersetzen.
Möglichkeiten der Abwärmenutzung mit Abwasser
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Kläranlagenablauf
Typische Anwendung Kommunale Fern- oder Nahwärmenetze (oft für Städte ab circa 5.000 Einwohner)
Relatives Wärmepotenzial Sehr hoch und konstant: Große, ganzjährig verfügbare Energiemenge auf niedrigem Temperaturniveau
Besonderheiten Nur für Großprojekte oder Energieversorger; erfordert hohe Investitionen und Nähe zum Wärmenetz
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Kanalnetz
Typische Anwendung Quartierslösungen, große Gebäude(komplexe)
Relatives Wärmepotenzial Hoch und stetig: Bündelt Abwasserströme vieler Haushalte; ganzjährig nutzbar
Besonderheiten Genehmigung des Kanalnetzbetreibers erforderlich; aufwendige Baumaßnahme im öffentlichen Raum
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Sammelbehälter im Gebäude
Typische Anwendung Hotels, Sportstätten, Mehrfamilienhäuser, Gewerbe mit hohem Wasserverbrauch
Relatives Wärmepotenzial Mittel und periodisch: Direkt verfügbar, oft höheres Temperaturniveau (Grauwasser); anfallabhängig
Besonderheiten Benötigt Platz für Sammel- und Puffertechnik im Gebäude; gute Planbarkeit
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Direkt am Abfluss (zum Beispiel Dusche)
Typische Anwendung Einzelne Wohnungen, Einfamilienhäuser
Relatives Wärmepotenzial Intermittierend und temperaturoptimal: Sehr hohe Temperatur, aber nur während der Nutzung verfügbar
Besonderheiten Reduziert primär Energie für Warmwasserbereitung; Nachrüstung je nach Bausituation möglich
Voraussetzungen für eine Abwasserwärmepumpe im Einfamilienhaus und technische Besonderheiten
Die Planung einer Abwasserwärmepumpe ist aufwändiger als bei anderen Wärmepumpensystemen. Die Abwasserleitungen müssen zugänglich sein und die Wärmetauscher müssen vor starker Verschmutzung und Verstopfung geschützt werden. Für Einfamilienhäuser ist eine dezentrale Lösung zur Rückgewinnung von Duschwasserwärme oft am besten geeignet. Dabei installiert der Techniker einen Wärmetauscher direkt unter der Dusche oder im Abflussrohr. Das circa 30 bis 38 °C warme Duschwasser erwärmt das kalte Frischwasser vor. Eine zentrale Abwasseraufbereitung mit Sammelbecken oder die Nutzung von Kanalabwasser sind dagegen meist zu aufwändig und rechnen sich für Privathaushalte und Wohngebäude kleiner oder mittlerer Größe wirtschaftlich nicht.
Anforderungen für die Abwasserwärmenutzung
- Es fällt regelmäßig ausreichend Grauwasser an. Etwa durch Duschen, Baden oder Wäschewaschen.
- Ihr Heizsystem ist für niedrige Vorlauftemperaturen ausgelegt, zum Beispiel durch eine Fußbodenheizung.
- Eine getrennte Führung der Abwasserleitungen ist vorhanden. So lässt sich das relativ saubere Grauwasser unabhängig vom Schwarzwasser erfassen.
Wichtige Aspekte der Installationstechnik
- Hebeanlage: Falls das Abwasser nicht mit natürlichem Gefälle abfließen kann (zum Beispiel in Kellerräumen unterhalb der Kanalhöhe, der sogenannten Rückstauebene), ist eine Hebeanlage erforderlich. Diese pumpt das Abwasser auf das Niveau der Hauptabwasserleitung.
- Einhaltung des Gefälles: Bei der Integration eines Wärmetauschers in die Abwasserleitung muss das normativ geforderte Mindestgefälle unbedingt erhalten bleiben, um einen sicheren Abfluss zu gewährleisten. Die Installation erfordert daher eine präzise Planung durch einen Fachbetrieb.
Was kostet eine Abwasserwärmepumpe?
Die Kosten einer Abwasserwärmepumpe variieren stark. Sie hängen von der Größe der Anlage, dem Gebäudetyp und der Art der Installation ab. Mehrkosten entstehen vor allem durch die Erschließung der Wärmequelle Abwasser. Für Privathaushalte und Einfamilienhäuser rechnet sich die Investition meist nur bei Neubauten. Dort lässt sich eine getrennte Abwasserführung von Anfang an einplanen. Bei Nachrüstungen in Bestandsgebäuden sind die Umbaukosten zu hoch. Größere Gebäude erfordern zwar höhere Investitionskosten, arbeiten aber deutlich wirtschaftlicher. Durch die großen Abwassermengen amortisiert sich die Anlage dort schneller.
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