Wasser-Wasser-Wärmepumpe: Funktion, Vorteile und Kosten

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe – auch Grundwasserwärmepumpe genannt – nutzt als Energiequelle die Temperatur des Grundwassers, um Wärme zu gewinnen und sie im Haus als Heizenergie wieder abzugeben. Im Boden hat das Grundwasser über das gesamte Jahr hinweg eine relativ konstante Temperatur von 7 bis 12 °C. Diese Temperatur unterliegt zwar kaum Schwankungen, reicht aber noch nicht aus, um zu Heizen oder zu Duschen. Hier kommt die Grundwasserwärmepumpe zum Einsatz: Durch ein speziell entwickeltes System erhöht sie die Temperatur auf 40 bis 60 °C und nutzt das Grundwasser effizient zur Erzeugung von Wärme.

Doch wie funktioniert eine Grundwasserwärmepumpe genau? Welche Vorteile hat sie neben der hohen Effizienz – und gibt es auch Nachteile? Worauf müssen Hausbesitzer und Bauherren achten, wenn sie sich für eine Wärmepumpe mit Grundwasser als Heizsystem entscheiden? Das und mehr verraten wir Ihnen in diesem Ratgeber.

Inhaltsverzeichnis 

1. Wie funktioniert eine Grundwasserwärmepumpe?
2. Wann und für wen lohnt sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
3. Welche Vor- und Nachteile hat eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?
4. Was kostet eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe und welche Förderungen gibt es?
5. Fazit: Mit Grundwasserwärmepumpen unter den richtigen Voraussetzungen effizient heizen

Wie funktioniert eine Grundwasserwärmepumpe? 

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe nutzt als Energiequelle das Grundwasservorkommen, um Wärme zum Heizen und für die Warmwasserversorgung im Haus bereitzustellen. Dafür entzieht sie dem Grundwasser die enthaltene Energie und wandelt sie in Wärme um. Das zugrundeliegende Prinzip ähnelt einem Kühlschrank, nur dass eine Grundwasser-Wärmepumpe nicht nur kühlen, sondern auch heizen kann.

Dafür muss die Wärme aus dem Grundwasser absorbiert werden. Das passiert bei einer Grundwasserwärmepumpe über zwei Förderbrunnen: Den Saugbrunnen und den Schluckbrunnen.

• Saugbrunnen (Zapfbrunnen): Der Saugbrunnen saugt über eine elektrische Pumpe das warme Grundwasser aus der Erde an die Erdoberfläche und liefert es dort an einen Wärmetauscher, der dem Grundwasser die Wärme entzieht. 
• Schluckbrunnen (Sickerbrunnen): Das benutzte, abgekühlte Grundwasser wird über den Schluckbrunnen wieder zurück in die Erde geleitet und dem natürlichen Grundwasservorkommen zugeführt, wo es sich erneut erwärmt. 
• Verdampfer: Der Verdampfer gibt die Grundwasserwärme währenddessen an ein flüssiges Kältemittel ab, das zum Verdampfen gebracht wird und in einen Verdichter strömt.
• Verdichter: Der Verdichter (Kompressor) verdichtet das Kältemittel. Dadurch erhöhen sich Druck und Temperatur des nun gasförmigen Kältemittels. Diese wird als Wärmeenergie über einen zweiten Wärmetauscher auf das Wasser im Heizkreislauf übertragen und kann im Haus zum Heizen und für Warmwasser genutzt werden.
• Entspannungsventil: Hat das Kältemittel die Grundwasserwärme abgegeben, wird es über ein Entspannungsventil geleitet, wo es sich wieder verflüssigt und erneut Wärme aus dem Grundwasser aufnehmen kann.

Da Wasser-Wasser-Wärmepumpen Grundwasser als Wärmequelle nutzen, müssen Saug- und Schluckbrunnen so gebaut sein, dass stetig konstant viel Grundwasser nachfließen kann. Damit der Saugbrunnen kein bereits abgekühltes Grundwasser aufnimmt, braucht es einen Mindestabstand von 10 bis 15 Metern zwischen den beiden Brunnen.

Sind die Voraussetzungen gegeben, lässt sich die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nicht nur zum umweltfreundlichen Heizen benutzen, sondern auch zum Kühlen. Um das Haus im Sommer angenehm kühl zu halten, wird der Kältekreislauf in umgekehrter Richtung betrieben.

Wann und für wen lohnt sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Damit sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe als klimafreundliches Heizsystem lohnt, muss das Grundwasser bestimmte Anforderungen erfüllen. Die Effizienz der Wärmepumpe hängt zum einen von der Qualität und der vorhandenen Menge des Grundwassers ab und zum anderen von der möglichen Bohrtiefe. Je besser die Wasserqualität ist und je mehr Wasser in einer optimalen Tiefe zur Verfügung steht, desto wirkungsvoller kann die Grundwasser-Wärmepumpe ihre Arbeit verrichten.

Ist das Grundwasser hingegen verunreinigt, behindert das die Funktionsweise der Wärmepumpe. Feststoffe wie Eisen oder Mangan im Wasser lassen die Bestandteile der Pumpe schneller verschleißen, da sie sich in den Rohren ablagern. Die dadurch entstehenden Wartungskosten mindern die Wirtschaftlichkeit der Wasser-Wasser-Wärmepumpe, weshalb vor dem Einbau eine Wasserprobe entnommen werden sollte. Auch ein Auszug aus dem Grundwasserkataster gibt Aufschluss über Menge, Tiefe und Qualität des vorhandenen Grundwassers. 

Daneben spielt bei der Frage, ob sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe lohnt, auch die Bohrtiefe eine entscheidende Rolle: Muss mehr als 15 bis 20 Meter tief gebohrt werden, um das Grundwasservorkommen zu erreichen, lohnt sich eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe meist nicht – hier wären die Bohrkosten einfach zu hoch und eine Förderung mit geringem Energieaufwand nicht möglich. Zudem müssen sich die Bohrungen für die beiden Brunnen überhaupt durchführen lassen: So sind sie etwa in Wasserschutzgebieten grundsätzlich nicht zulässig.

Für die erforderlichen Genehmigungen müssen sich Hausbesitzer und Bauherren an die zuständige Wasserbehörde wenden bzw. je nach Bundesland auch an die Bergbaubehörde. In einigen Bundesländern ist zusätzlich zur amtlichen Genehmigung ein Sachverständigengutachten der Wasserwirtschaft erforderlich. Welche Anforderungen an den Einbau einer Grundwasserwärmepumpe in Ihrem Bundesland gestellt werden, erfahren Sie in der Regel über den Hersteller der Wasser-Wasser-Wärmepumpe bzw. durch die Bohrunternehmen.

An das Gebäude selbst knüpft der Einsatz einer Grundwasser-Wärmepumpe hingegen nur wenige Voraussetzungen. Das Haus sollte für einen effizienten Betrieb eine gute Wärmedämmung aufweisen. Das gilt jedoch für alle Wärmepumpentypen, und nicht nur speziell für die Wasser-Wasser-Wärmepumpe. Daneben entscheidet die Vorlauftemperatur über die Effizienz: Diese sollte möglichst niedrig sein, was sich über großflächige Heizungen wie z. B. eine Fußbodenheizung oder eine Deckenheizung erreichen lässt. 

Verfügt Ihr Grundstück bereits über einen Grundwasserbrunnen, lässt sich dieser in der Regel für den Betrieb der Wärmepumpe nutzen. So ist anstatt zwei nur eine Tiefenbohrung nötig, um das Grundwasser zu fördern.

Welche Vor- und Nachteile hat eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Zu den Vorteilen einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe gehören die niedrigen Betriebskosten bei einer gleichzeitig äußerst hohen Effizienz. Zu den Nachteilen zählen die vergleichsweise hohen Kosten für Anschaffung und Erschließung, die erforderlichen Genehmigungen der Wasserbehörden sowie der hohe Planungsaufwand für die notwendigen Bohrungen.

Welche Vor- und Nachteile Wasser-Wasser-Wärmepumpen im Detail haben, lesen Sie jetzt.

Was sind die Vorteile einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Im Vergleich zu anderen Wärmepumpentypen wie der Luft-Luft-Wärmepumpe und der Erdwärmepumpe überzeugt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe unter den richtigen Voraussetzungen mit der höchsten Effizienz. Da das Grundwasser durch seine geringen Temperaturschwankungen ein idealer Wärmespeicher ist, zeichnen sich Grundwasser-Wärmepumpen durch eine exzellente Jahresarbeitszahl (JAZ) von 5 aus. Dies ist höher als die JAZ anderer Wärmepumpentypen: Erdwärmepumpen JAZ 4 bis 4,5, Luft-Wärmepumpen JAZ 3 bis 4.

Allein mit diesen Vorteilen ist es jedoch nicht getan. Weitere Vorteile von Wasser-Wasser-Wärmepumpen sind:

• Geringerer Energieverbrauch als Ölheizung oder Gasheizung
• Stabile Wasserversorgung aufgrund geringer Schwankungen der Grundwassertemperatur
• Geringe Kosten für Wartung und Betrieb
• Klimafreundliche und emissionsfreie Heizungslösung, wenn Wärmepumpe mit Ökostrom betrieben wird
• Hoher Wirkungsgrad 
• Kosteneinsparung durch Nutzung günstiger Wärmestromtarife 
• Geringer Platzbedarf
• Heiz- und Kühlfunktion
• Leiser Betrieb 

Eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe eignet sich darüber hinaus für einen monovalenten Betrieb. Das bedeutet, dass Sie nur eine Wärmequelle benötigen, um Ihr Haus mit Energie zu versorgen. Damit heizen Sie nicht nur umweltfreundlich, sondern machen sich auch unabhängig von schwankenden Energiepreisen.

Wussten Sie schon? Einmal angeschafft, spart eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe durch die niedrigen Betriebs- und Wartungskosten bares Geld. Zusätzlich lassen sich die Kosten mit günstigen Wärmestromtarifen senken. Mit den preiswerten Wärmestromtarifen von energis bringen Sie gemütliche Wärme in Ihre vier Wände – zuverlässig, angepasst an Ihre Bedürfnisse und selbstverständlich nachhaltig dank 100 % Ökostrom.

Was sind die Nachteile einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe?

Wie alle Wärmepumpentypen hat auch die Wasser-Wasser-Wärmepumpe nicht nur Vorteile, sondern auch Nachteile, die Sie als Hausbesitzer vor Planung und Einbau kennen sollten. Die wohl größten Nachteile sind die aufwendige Erschließung aufgrund der notwendigen Tiefenbohrungen und die dadurch vergleichsweise hohen Anschaffungskosten.

Als nachteilig können sich weiterhin folgende Aspekte herausstellen:

• Aufwendige/schwierige Installation durch Bohrungen für Schluckbrunnen und Saugbrunnen
• Einbau nur mit vorherigen Genehmigungen der Unteren Wasserbehörde möglich
• In bestimmten Gebieten (Wasserschutzgebieten) gar kein Einsatz möglich
• Vorhandenes Grundwasser muss strenge Voraussetzungen erfüllen (ausreichende Menge, hohe Qualität und hoher Wasserspiegel)
• Bei unklarer Grundwassersituation: Probebohrung mit zusätzlichen Kosten notwendig
• Informationspflicht bei baulichen Veränderungen der Anlage 
• Risiko von Verschmutzungen und Versandungen der Anlage 
• Zu starke Kühlung kann zur Bildung von Feuchtigkeit führen

Was kostet eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe und welche Förderungen gibt es?

Planen Sie eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe für Ihr Gebäude, können Sie mit Gesamtkosten zwischen 15.000 und 30.000 Euro rechnen. Zustande kommt diese große Preisspanne aufgrund der unterschiedlichen Kosten für das jeweilige Wärmepumpen-Modell, die Bohrungen und den Bau der Brunnen. Um die hohen Investitionskosten aufzufangen, gibt es Förderprogramme von Bund und Ländern.

Welche Kosten im Detail für Einbau, Wartung und Betrieb einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe entstehen und wer welche Förderprogramme und Zuschüsse vergibt, erfahren Sie jetzt.

Kosten für Anschaffung, Installation & Wartung

Die Kosten für die Anschaffung einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe liegen je nach Modell zwischen ca. 9.000 und 12.000 Euro. Für die Installation der Pumpe können Sie mit Kosten zwischen 2.000 und 3.000 Euro rechnen. Hinzu kommen etwa 4.000 bis 7.000 Euro für die Bohrungen der Brunnen. Abhängig von den Bodengegebenheiten und der notwendigen Bohrtiefe vor Ort können die Bohrungen aber auch bis zu 15.000 Euro kosten.

Für die meisten Hausbesitzer handelt es sich um eine große Investition. Langfristig betrachtet liegt der große Vorteil von Grundwasserwärmepumpen jedoch in ihrer enormen Effizienz – und den damit geringen Kosten für Betrieb und Wartung. Einmal eingebaut, benötigen Sie für den Betrieb Ihrer Grundwasserwärmepumpe lediglich elektrischen Strom, den Sie günstig und klimafreundlich über besondere Wärmestromtarife Ihres Energieversorgers beziehen oder über eine PV-Anlage auf dem Dach selbst erzeugen können. Hinzu kommen geringe Wartungskosten von ca. 150 bis 200 Euro im Jahr sowie (falls noch nicht vorhanden) die Kosten für Decken- oder Fußbodenheizung.

Mögliche Förderungen

Wer seine alte Gasheizung erneuern oder die Ölheizung auf eine Wärmepumpe umrüsten lassen möchte, kann von verschiedenen Förderprogrammen von Bund und Ländern profitieren. Voraussetzung ist, dass die alte Heizung mindestens zwei Jahre und das Gebäude mindestens fünf Jahre alt ist.

Die Förderungen werden in unterschiedlichen Formen (Zuschuss, Darlehen) und von verschiedenen Stellen vergeben. Unter anderem erhalten Sie eine Förderung für Ihre Grundwasserwärmepumpe vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), die in der “Bundesförderung für effiziente Gebäude” (BEG) zusammengefasst ist.

Art und Höhe der Förderung hängen von der Art der bestehenden Heizung ab. Haben Sie bislang mit Öl oder Gas geheizt, gibt es eine Förderung zwischen 25 und 40 % für die neue Wärmepumpenheizung über die Fördermittel für Einzelmaßnahmen beim BAFA. Wer plant, sein Bestandsgebäude umfassender zu sanieren, hat die Wahl zwischen einem Kredit und einem Investitionszuschuss. Bei einem Neubau können Sie von diesem Zuschuss zwar nicht profitieren, jedoch die Kosten im Rahmen der BEG-WG-Förderung für energieeffiziente Neubauten geltend machen.

An die Förderung sind bestimmte Voraussetzungen geknüpft. Welche das sind und wie hoch die Förderung für Ihre Wärmepumpe konkret ausfallen kann, erfahren Sie auf der Website des BAFA.

Interessieren Sie sich für ein Darlehen mit Tilgungszuschuss, können Sie dieses über die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) erhalten. Wenden Sie sich dazu als Bauherr oder Hausbesitzer einfach an Ihre Hausbank – diese gibt den entsprechenden Antrag an die KfW weiter und zahlt das Darlehen letztendlich auch aus.

Mehr zu staatlichen Fördermöglichkeiten für weitere grüne Energien wie Solarthermie und Hybridheizung lesen Sie in unserem Ratgeber “Förderungen für erneuerbare Energien”. Daneben unterstützen auch wir von energis Sie mit unseren Förderprogrammen – ob mit dem vergünstigten Energieausweis, WATT fürs Handwerk oder mit unserer Förderung von innovativen Geschäftsideen mit WATT für Start-Ups. Klingt interessant? Dann schauen Sie sich die Förderprogramme von energis doch gern genauer an.

Fazit: Mit Grundwasser-Wärmepumpen unter den richtigen Voraussetzungen effizient heizen

Die entsprechenden Wärmepumpen müssen für ihren Einsatz strenge Anforderungen erfüllen – daher werden sie im Vergleich zu anderen Wärmepumpentypen wie Luft-Wärmepumpen und Erdwärmepumpen bislang am wenigsten verbaut. Stimmen die Voraussetzungen jedoch, ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe eines der effizientesten, klimafreundlichsten und zukunftsträchtigsten Heizsysteme, die es derzeit auf dem Markt gibt. Mit ihrer hohen Energieeffizienz und den geringen Betriebs- und Wartungskosten ist die Wasser-Wasser-Wärmepumpe auch für Bestandsgebäude interessant. Als Hauseigentümer bzw. Bauherr können Sie beim Austausch einer alten Gas- oder Ölheizung bzw. beim Neubau Ihres Eigenheims von verschiedenen Förderungen profitieren, durch die sich ein nicht unerheblicher Anteil der Wärmepumpenkosten abdecken lässt. 

Für den Betrieb braucht Ihre neue Wasser-Wasser-Wärmepumpe dann lediglich Strom, dessen Kosten Sie mit einem günstigen Wärmestromtarif senken können. Erzeugen Sie den Ökostrom selbst, etwa über eine PV-Anlage auf dem Dach, heizen Sie mit einer Grundwasserwärmepumpe nicht nur emissionsfrei, sondern auch energieautark.

Diese Ratgeber zum Thema Heizung könnten Sie interessieren