Wasser-Wärmepumpe: Funktion vom Brunnen bis zur Heizung
Welchen Weg das Grundwasser nimmt, was im Gerät passiert und warum diese Bauart so effizient arbeiten kann.
Wie funktioniert eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe pumpt Grundwasser aus einem Förderbrunnen durch einen Wärmetauscher, in dem ein Kältemittel die Wärme des Wassers aufnimmt und verdampft. Ein Verdichter erhöht Druck und Temperatur des Kältemittels, das die Wärme dann an das Heizwasser abgibt. Das um einige Grad abgekühlte Grundwasser fließt über einen Schluckbrunnen zurück in den Untergrund.
Anders als bei einer Erdwärmesonde, in der Sole in einem geschlossenen Rohr kreist, wird hier das Grundwasser selbst entnommen und wieder eingeleitet. Man spricht deshalb von einem offenen System. Das bringt einen Vorteil, weil Wasser die Wärme direkt und ohne Umweg über das Erdreich liefert, und eine Pflicht: Menge und Qualität des Wassers müssen stimmen.
Der Weg des Grundwassers durch die Anlage
Vier Stationen vom Förderbrunnen bis zurück ins Erdreich.
Förderbrunnen
Eine Tauchpumpe fördert Grundwasser mit laut klimaaktiv 7 bis 12 °C nach oben und zum Technikraum.
Wärmetauscher
Das Wasser gibt einige Grad Wärme an das Kältemittel ab. Manche Anlagen trennen Brunnenwasser und Wärmepumpe über einen zusätzlichen Zwischenkreis.
Verdichter und Verflüssiger
Der Verdichter bringt das verdampfte Kältemittel auf Heiztemperatur. Im Verflüssiger gibt es die Wärme an das Heizwasser ab, kondensiert und wird entspannt.
Schluckbrunnen
Das abgekühlte Grundwasser versickert stromabwärts wieder, in Wien mit einer Rückgabetemperatur zwischen 5 und 18 °C.
Warum Grundwasser so effizient ist
Eine Wärmepumpe arbeitet umso sparsamer, je kleiner der Abstand zwischen der Temperatur der Quelle und der Temperatur ist, die das Haus braucht. Grundwasser bleibt laut klimaaktiv ganzjährig bei rund 7 bis 12 °C. Außenluft dagegen ist genau dann am kältesten, wenn am meisten geheizt wird.
Daraus ergibt sich die hohe Jahresarbeitszahl: klimaaktiv nennt für Wasser-Wasser-Anlagen Werte bis 6, für Luft-Wasser-Wärmepumpen etwa 3 bis 4. Eine JAZ von 6 heißt: Aus einer Kilowattstunde Strom entstehen sechs Kilowattstunden Wärme. Bei der Rechnung zählt auch der Strom der Brunnenpumpe mit.
Was die Funktion im Alltag beeinflusst
Vorlauftemperatur der Heizung
Auch die beste Quelle hilft wenig, wenn die Heizung sehr heißes Wasser verlangt. Als Grenze für eine geeignete Anlage nennt klimaaktiv 55 °C Vorlauf am kältesten Tag. Fußbodenheizungen kommen meist mit deutlich weniger aus, Heizkörper brauchen je nach Größe mehr.
Ausreichende Wassermenge
Die Wärmepumpe braucht einen gleichmäßigen Durchfluss. klimaaktiv nennt rund 200 bis 250 Liter pro Stunde je Kilowatt. Liefert der Brunnen zu wenig, kann die Anlage nicht die volle Leistung bringen.
Wasserqualität
Eisen und Mangan fallen bei Kontakt mit Luft aus und können Brunnen und Wärmetauscher zusetzen. Darum sind dichte Leitungen und eine Wasseranalyse vor der Planung wichtig. Die Richtwerte finden Sie unter Grundwasser-Wärmepumpe: Brunnen und Bewilligung.
Auslegung nach Heizlast
Eine Heizlastberechnung nach ÖNORM EN 12831 bzw. ÖNORM H 7500-3 legt fest, wie viel Leistung die Wärmepumpe liefern muss. Daraus ergibt sich die benötigte Wassermenge und damit die Auslegung der Brunnen. Eine zu große Wärmepumpe kostet mehr und arbeitet weniger effizient.
Offenes und geschlossenes System im Vergleich
Die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit Erdwärmesonde arbeitet mit einem geschlossenen Kreislauf: Die Sole bleibt im Rohr, Wärme wandert nur durch die Rohrwand. Bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe fließt das Grundwasser selbst durch die Anlage. Dadurch entfällt der Umweg über das Erdreich und die Quelle ist wärmer, dafür kommen Brunnenpflege, Wasseranalyse und eine Bewilligung hinzu. Welche der beiden Bauarten an Ihrem Standort sinnvoller ist, entscheidet vor allem das Grundwasser.
Heizen, Warmwasser und Kühlen
Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe übernimmt üblicherweise Raumheizung und Warmwasser. Im Sommer lässt sich das kühle Grundwasser bei manchen Anlagen auch zum sanften Kühlen über die Fußbodenheizung nutzen. Ob das bei Ihrem Gerät vorgesehen und von der wasserrechtlichen Bewilligung gedeckt ist, klären Sie mit Fachbetrieb und Behörde.
Was eine solche Anlage kostet, lesen Sie unter Kosten der Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Die Stärken und Schwächen im Überblick zeigt Vor- und Nachteile. Für ein konkretes Angebot nutzen Sie die Anfrage für eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
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