Wasser-Wasser-Wärmepumpe - mit Grundwasser heizen
Eine Heizung, die ihre Energie aus dem Grundwasser zieht? Das funktioniert - auch in der Schweiz! Durch einen unterirdischen Brunnen zieht sie Grundwasser an die Oberfläche und entzieht ihm thermische Energie.
Diese Energie wird dann zum Heizen des Gebäudes genutzt. Wie das alles funktioniert und was es kostet, erfahren Sie auf der folgenden Seite.
Allgemeines über die Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist eine von vier grundlegenden Wärmepumpen-Typen, die in der Schweiz genutzt werden. Sie nutzt die thermische Energie, die im Grundwasser gespeichert ist.
Zu diesem Zweck wird ein unterirdischer Pumpbrunnen auf dem Grundwasserlevel verlegt, der das Wasser durch ein Rohrsystem ins Haus leiten. Dort gibt das Grundwasser einen Teil seiner thermischen Energie über einen Wärmetauscher an das Wärmeverteilsystem des Hauses ab. Das abgekühlte Wasser wird dann wieder zurück in das Grundwasser gepumpt und fliesst unterirdisch weiter.
Rein technisch ist auch die Nutzung von Seen, Flüssen oder sogar von Abwasserkanälen als Wärmequelle möglich. Die Problematik bei diesen Quellen stellen Schmutzpartikel und Mikroorganismen dar. Diese würden Rohre und Pumpe verschmutzen und beschädigen und müssen vor der Nutzung herausgefiltert werden. Deshalb findet man diese Anwendung vor allem bei Großanlagen, für ein Einfamilienhaus lohnt sich dieser Aufwand nicht.
Vorteile und Nachteile einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Der grösste Vorteil der Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist ihre enorme Effizienz. Da das Grundwasser rund ums Jahr in etwa die gleiche Temperatur besitzt, ist es der Wärmepumpe möglich, jederzeit gleichermassen auf diese Energiequelle zuzugreifen.
Der wichtigste Unterschied zur Sole-Wasser-Wärmepumpe ist, dass es sich bei dieser um einen geschlossenen, bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe um einen offenen Kreislauf handelt. So wird auf den Einsatz eines Kältemittels verzichtet und stattdessen direkt das Grundwasser angezapft. Die Schweiz verfügt über sehr grosse Grundwasserreserven (rund 150 Milliarden m³). Fast überall ist es möglich, auf diese zuzugreifen. In der Schweiz stösst man je nach Region in einer Tiefe von 5 bis 30 m auf Grundwasser.
Eine Ausnahme stellen dabei die Bergregionen dar, in denen man einen Boden findet, der aus mehr oder weniger massivem Stein besteht. Auch dort ist prinzipiell Grundwasser vorhanden, das Bohren ist aber deutlich teurer und lohnt zumeist nicht. Eine grössere Einschränkung als die Verfügbarkeit des Grundwassers ist die Genehmigungspflicht der Wasser-Wasser-Wärmepumpe.
Eine Baubewilligung benötigen zwar prinzipiell alle Wärmepumpen, bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe kommt (wie auch bei Erdsonden der Sole-Wasser-Wärmepumpe) noch die Gewässerschutzbewilligung hinzu. Ob diese erteilt wird, hängt vom jeweiligen Kanton und den geologischen Gegebenheiten ab. Das macht den Bau einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe komplizierter als den Bau anderer Wärmepumpen, wie beispielsweise der Luft-Wasser-Wärmepumpe, deren Bewilligung deutlich leichter zu erhalten ist (nur Baubewilligung, keine Gewässerschutzbewilligung).
Ein weiterer Minuspunkt der Wasser-Wasser-Wärmepumpe sind die initialen Kosten bei der Anschaffung. Diese liegen deutlich höher als bei vergleichbaren alternativen Heizungen. Durch ihre hohe Effizienz amortisiert sich die Anschaffung der Wärmepumpe aber zumeist nach einigen Jahren.
Vorteile der Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Extrem effizient, konstanter Wärmeeffizienz auch bei kalten Temperaturen
Nahezu überall vorhandene Wärmequelle
Amortisation nach wenigen Jahren (im Vergleich zu konventionellen Heizungen)
Nahezu lautlos
Nachteile der Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Hohe Investitionskosten
Genehmigungspflichtig
Arbeitszahl / COP
Die Arbeitszahl bezeichnet den Grad der Effizienz einer Wärmepumpe. Im Englischen «Coefficient of Performance» genannt errechnet sie sich aus dem Verhältnis der eingesetzten elektrischen Energie und der daraus gewonnenen thermischen Energie.
Um herauszufinden, welche Arbeitszahl eine Wärmepumpe hat, muss man nur den Wert der nutzbaren thermischen Energie durch die eingesetzte elektrische Energie teilen. Die sogenannte Jahresarbeitszahl wiederum bezeichnet das Mittel der Arbeitszahl über das Jahr betrachtet unter Einbezug von Faktoren wie Nutzerverhalten und Aussentemperatur.
Die Jahresarbeitszahl bezieht sich also auf die gesamte Heizungsanlage und variiert bisweilen stark, während die Arbeitszahl eine feste Grösse der Wärmepumpe selbst ist.
| Arbeitszahl | Bedarf an elektrischer Energie (20'000 kWh Wärmebedarf) |
|---|---|
| 1 (entspricht einer Elektroheizung) | 20'000 kWh |
| 4 (Luft-Wasser-Wärmepumpe) | 5'000 kWh |
| 4.5 (Wasser-Wasser-Wärmepumpe) | 4'444 kWh |
| 5 (Sole-Wasser-Wärmepumpe) | 4'000 kWh |
Lautstärke einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Im Gegensatz zu Luft-Wasser-Wärmepumpen, die bei älteren Baureihen durchaus die gesetzlichen Lärmgrenzen überschreiten können, wird man dieses Problem mit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe nicht haben.
Für gewöhnlich wird diese im Keller oder Erdgeschoss aufgestellt und verursacht ausser den Betriebsgeräuschen der Pumpe selbst keinen weiteren Lärm. Die Pumpe hat eine normale Betriebslautstärke von nicht mehr als 30 dB und ist damit nicht lauter als ein leiser Wind und ausserhalb des Raumes kaum oder gar nicht zu hören.
Bauliche Voraussetzungen in der Schweiz
Während der Einbau der Wärmepumpe selbst kaum Platz benötigt und sie relativ problemlos in jedem Haus eingebaut werden könnte, stellt die Installation der unterirdischen Pumpe das grössere Problem dar.
Durch die gesonderte Genehmigungspflicht für den Eingriff ins Grundwasser ist der Weg zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe steinig und nicht immer wird die Genehmigung erteilt. Ob man eine Bewilligung erhält, hängt im grossen Masse vom örtlichen Grundwasserspiegel ab. Eine Wärmepumpe pumpt zwischen 150 und 250 L Wasser pro kW Leistung - und das jede Stunde.
Natürlich wird das Wasser zurückgeleitet, aber die bewegten Wassermengen sind trotzdem nicht zu vernachlässigen. Eine weitere Grundvoraussetzung für den Einbau einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist das Vorhandensein eines Wärmeverteilsystems im Gebäude. Gerade in alten Bauten in der Schweiz ist dies nicht immer gegeben und erzeugt weitere Kosten beim Austausch einer alten Elektroheizung.
Diese Zusatzkosten sind dabei aber nicht spezifisch für die Wärmepumpe, sondern treten bei der Installation jeder Heizung auf. Falls das Gebäude bereits durch eine Ölheizung oder Gasheizung über ein Wärmeverteilsystem verfügt, ist keine weitere Umrüstung für den Einbau einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe nötig.
Wasserbedarf der Wärmepumpe
Die gängigen Wasser-Wasser-Wärmepumpen ziehen pro Stunde und Kilowatt Leistung zwischen 150 und 250 L Grundwasser aus dem Boden und pumpen es danach wieder zurück. Das bedeutet bei einer Leistung der Wärmepumpe von 10 kW muss der Grundwasserspiegel eine Pumpleistung von 1'500 und 2'500 L pro h hergeben. Aus diesem Grund wird in Gegenden mit niedrigem Grundwasserspiegel oftmals keine Bewilligung für den Bau einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe erteilt.
Preise und Wirtschaftlichkeit einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe
Die Kosten einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe lassen sich in drei grosse Bereiche unterteilen: Zum einen muss das Gerät selbst gekauft werden. Dieses kostet je nach gewünschter Leistung der Wärmepumpe und Hersteller unterschiedlich viel. In etwa muss man Kosten von CHF 14'000 kalkulieren. (Einfamilienhaus, 20'000 kW Wärmeenergie pro Jahr)
Der zweite Bereich der Kosten sind die Installationskosten, also die Kosten für diverse Handwerksleistungen. Diese lassen sich wiederum in die Installation der Wärmepumpe selbst und die begleitenden Bauarbeiten (Maurer, Elektriker, etc.) unterteilen. Für die Installation der Wärmepumpe inklusive der Bohrung auf Grundwasserniveau muss mit Kosten in Höhe von etwa CHF 37'000 gerechnet werden. Davon entfallen gute CHF 30'000 auf die Brunnen und CHF 7'000 auf die Handwerker-Kosten.
Der letzte Teil der Gesamtkosten sind die Anschaffungskosten für einen Warmwasserspeicher und weiteres Zubehör. Diese sind allerdings vergleichsweise günstig und müssen nicht nur bei der Wasser-Wasser-Wärmepumpe sondern auch bei anderen Heizungen angeschafft werden. Sie betragen ungefähr CHF 7'000. Insgesamt schlägt die Wasser-Wasser-Wärmepumpe damit mit circa CHF 58'000 zu Buche. Damit handelt es sich bei ihr nicht nur um eine der effizientesten Heizungen, sondern auch um eine der teuersten.
| Kostenfaktor (20'000 kWh Wärmebedarf) | Kosten |
|---|---|
| Wasserwärmepumpe | CHF 14'000 |
| Grundwasser-Kollektor | CHF 30'000 |
| Einbau / Inbetriebnahme | CHF 7'000 |
| Wärmespeicher und Zubehör | CHF 7'000 |
| Gesamtkosten | ca. CHF 58'000 |
Während diese Kosten im ersten Moment abschrecken dürften, sollte man bedenken, dass die laufenden Kosten einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe zu den niedrigsten gehören, die eine Heizung haben kann. Mit rund CHF 800 pro Jahr liegt diese Wärmepumpe weit unter den Kosten herkömmlicher Heizungen.
Eine Ölheizung erzeugt bei identischer Heizleistung etwa die dreifachen Kosten jährlich. Entsprechend wird sich eine solche Wärmepumpe schon lange vor der erwarteten Lebensdauer amortisieren. Nach etwa 15 Jahren hat man geringere Gesamtkosten als bei einer vergleichbaren Ölheizung.
Abklärungen vor dem Kauf
- Bekommen Sie die Bohr-Genehmigung?
- Gibt es sinnvollere Alternativen?
- Ist die Investition für Sie möglich?
- Möchten Sie in effiziente und erneuerbare Energie investieren?
Förderung für Wasser-Wasser-Wärmepumpen in der Schweiz
Über das Gebäudeprogramm wird die Anschaffung der meisten Wärmepumpen in der Schweiz staatlich gefördert. Ob und welche Massnahmen des Programms übernommen werden, kann jeder Kanton eigenständig entscheiden.
Die Massnahme M-06 fördert gleichermassen die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, wie auch die Sole-Wasser-Wärmepumpe mit mindestens CHF 2'400 sowie CHF 180 pro kW Leistung. M-06 wird in insgesamt siebzehn Kantonen gefördert. Weiterhin kann in den vielen dieser Kantone der Ersteinbau eines Wärmeverteilsystems mit CHF 1'600 plus CHF 40 pro kW Leistung gefördert werden. Teilweise kann die Förderung auch deutlich höher ausfallen.
Wenn Sie sich für weitere Förderungen interessieren, sollten Sie sich hier einmal umschauen. Vor allem das Gebäudeprogramm stellt eine Vielzahl lukrativer Förderungen zur Verfügung.
| Verfügbarkeit nach Kanton (M-06) | Förderung Wasser-Wasser-Wärmepumpe | Förderung Wärmeverteilsystem |
|---|---|---|
| AI, SZ | CHF 2'400 + 180 CHF/kW | CHF 1'600 + 40 CHF/kW |
| NW | CHF 4'000 + 250 CHF/kW | CHF 1'600 + 40 CHF/kW |
| FR | ab CHF 5'000 + 300 CHF/kW | CHF 5'000 (MFH); CHF 8'000 (EFH) |
| BE | ab CHF 6'000 | ab CHF 3'000CHF |
| AG | CHF 6'000 + 180 CHF/kW | CHF 1'600 + 200 CHF/kW |
| GL, GB, OW, SG | CHF 6'000 + 250 CHF/kW | CHF 2'500 (nur SG) |
| ST | CHF 6'000 + 450 CHF/kW | - |
| LU | ab CHF 8'000 | CHF 1'600 + 40 CHF/kW |
| UR | ab CHF 8'000 | 10'000 CHF + 40 CHF/m² EBF |
| TG | CHF 9'000 | ab CHF 4'000 |
| BE, SH | CHF 10'000 | CHF 3'000 (nur BE) |
| AR | ab CHF 10'000 | ab CHF 4'500 |
| BL | CHF 10'000 + 200 CHF/kW | CHF 2'000 |
| ZH | CHF 10'650 | 1'600 CHF + 40 CHF/kWth |
| VS | CHF 13'000 | - |
| ZG | CHF 25'000 | - |
| BS | CHF 30'000 | CHF 3'000 + 200 CHF/kW |
Quelle: Publikationen der einzelnen deutschsprachigen Kantone, Januar 2023
Unsere Empfehlung für den Kauf
Die Wasser-Wasser-Wärmepumpe ist mit wenig Zweifel eine der wirtschaftlich und ökologisch besten Heizungen. Auch im direkten Vergleich mit anderen Wärmepumpen schneidet sie überdurchschnittlich gut ab. Nur die Sole-Wasser-Wärmepumpe spielt effizienztechnisch in derselben Liga.
Einen Strich durch die Rechnung kann die Genehmigung machen. Dadurch, dass jeder Eingriff in das Grundwasser gesondert genehmigt werden muss, ist der Weg zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe bisweilen steinig. Ohne Bewilligung muss man sich leider nach einer Alternative umsehen. Stattdessen kann auch über die Anschaffung einer Sole-Wasser-Wärmepumpe nachgedacht werden. Diese erzielt ähnliche Effizienz wie die Wasser-Wasser-Wärmepumpe, hat aber andere bauliche Voraussetzungen.
Auch hier ist eine Genehmigung nötig, welche aber viel wahrscheinlicher erteilt wird. Die überall nutzbare Luft-Wasser-Wärmepumpe nutzt die thermische Energie der Umgebungsluft. Diese Universallösung ist dafür nicht ganz so effizient wie die Wasser-Wasser- oder Sole-Wasser-Wärmepumpe. Einen Kompromiss kann auch eine Eisspeicherheizung darstellen.
Bei weiteren Fragen zur Wasser-Wasser-Wärmepumpe helfen wir Ihnen natürlich gerne persönlich weiter.
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