Wasser-Wasser-Wärmepumpe: heizen mit Grundwasser

Das Grundwasser in der Schweiz ist eine beständige Energiequelle. Es weist das ganze Jahr über Temperaturen zwischen etwa acht und zwölf Grad Celsius auf, unabhängig davon, ob es draussen warm oder kalt ist. Diese Konstanz macht das Grundwasser zur idealen Wärmequelle für eine Wärmepumpe, denn je gleichmässiger die Eingangstemperatur, desto effizienter kann die Anlage arbeiten. 

Der technische Ablauf einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe folgt demselben Grundprinzip wie jede andere Wärmepumpe: Ein Kältemittel nimmt im Verdampfer die Energie aus dem Grundwasser auf, verdampft dabei und wird anschliessend im Kompressor verdichtet. Durch den steigenden Druck erhöht sich die Temperatur des Kältemittels deutlich. Diese Wärme gibt das Kältemittel dann im Kondensator an den Heizwasserkreislauf ab, bevor es sich wieder verflüssigt und der Kreislauf von vorne beginnt. 

Was die Wasser-Wasser-Wärmepumpe besonders attraktiv macht, ist ihre hohe Energieeffizienz. Der COP-Wert (Coefficient of Performance) liegt je nach Anlage und Betriebsbedingungen zwischen 5 und 6, was bedeutet: Aus einer Kilowattstunde Strom entstehen fünf bis sechs Kilowattstunden Wärme. Die Jahresarbeitszahl (JAZ), die die Effizienz über ein ganzes Jahr hinweg misst, erreicht in der Schweizer Praxis realistisch Werte zwischen 4 und 5. Damit übertrifft die Grundwasserwärmepumpe sowohl die Luft-Wasser-Wärmepumpe als auch die Erdsondenwärmepumpe. 

Die Installation einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe bringt gewisse Herausforderungen mit sich. Sie ist in der Schweiz bewilligungspflichtig. Da in das Grundwasser eingegriffen wird, sind die kantonalen Gewässerschutzgesetze zu beachten. In den meisten Kantonen braucht es neben einer Baubewilligung auch eine wasserrechtliche Konzession oder Bewilligung bei der zuständigen Gewässerschutzbehörde. Die genauen Anforderungen variieren von Kanton zu Kanton. Es empfiehlt sich daher, frühzeitig mit einem erfahrenen Planer oder einem spezialisierten Bohrunternehmen zusammenzuarbeiten, das die kantonalen Verfahren kennt. 

Des Weiteren sind Wasser-Wasser-Wärmepumpen wartungsintensiv da sich im Grundwasser Schlamm ansammeln kann, was die Filter verstopft. Gleichzeitig ist sie nicht für jedes Grundstück geeignet. Voraussetzung sind ein ausreichend ergiebiger Grundwasserleiter, eine geeignete Wasserqualität und die Möglichkeit, die notwendigen Bewilligungen zu erhalten. Der Planungsaufwand ist höher als bei anderen Wärmepumpentypen, und nicht in allen Regionen der Schweiz sind die hydrogeologischen Bedingungen günstig. 

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist in der Anschaffung teurer als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe. Für ein Einfamilienhaus in der Schweiz müssen Sie je nach Heizleistung, Bodenverhältnis und Aufwand für Brunnenbohrung, Hydraulik und Wiederherstellung der Umgebung mit Gesamtinvestitionen von ungefähr 75’000 bis 100’000 Franken rechnen. Für Mehrfamilienhäuser mit grösserem Wärmebedarf liegen die Kosten entsprechend höher. 

Eignet sich die Wasser-Wasser-Wärmepumpe für Ihr Gebäude? 

Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe eignet sich besonders für Gebäude mit einem höheren Wärmebedarf. Ab einer Heizleistung von etwa 15 bis 20 Kilowatt spielt sie ihre Stärken am besten aus. Grosse Mehrfamilienhäuser, Gewerbegebäude oder Liegenschaften in Quartieren profitieren besonders von der Zuverlässigkeit und Effizienz dieser Lösung. 

Für Mehrfamilienhäuser sind allerdings einige Besonderheiten zu beachten:  

• Bei grösseren Anlagen werden häufig mehrere Förder- und Rückgabebrunnen benötigt. 
• Die hydraulische Systemauslegung muss sorgfältig auf die Gesamtheizlast und eventuelle Lastspitzen abgestimmt sein. 
• Auch Mess- und Abrechnungssysteme für die einzelnen Wohneinheiten sowie ein Lastmanagement für mehrere parallel betriebene Wärmepumpenmodule erhöhen den Planungsaufwand. 

Ein grosser Vorteil bei Mehrfamilienhäusern: Wasser-Wasser-Wärmepumpen ermöglichen im Sommer auch die passive Kühlung, sogenanntes Free Cooling. Da das Grundwasser kühler ist als die Raumluft, kann die Wärme aus dem Gebäude ohne Betrieb des Kompressors an das Grundwasser abgegeben werden. Das spart Strom und erhöht den Wohnkomfort bei Hitze spürbar.