Grundsätzlich sind sowohl Neu- als auch Altbauten für Wärmepumpen geeignet. In beiden Fällen gilt, dass zuerst der Wärmebedarf mittels Wärmedämmung möglichst stark verringert werden sollte, damit sich der Einsatz einer Wärmepumpe lohnt. Wärmepumpen eignen sich besonders gut in Häusern, in denen Niedertemperatur-Heizsysteme wie eine Fußbodenheizung (Flächenheizung) als Wärmeabnehmer zur Verfügung stehen. Sie kommen mit niedrigen Vorlauftemperaturen von 35 °C oder weniger aus. Mit Abstrichen in der Energieeffizienz können einige Wärmepumpen-Modelle auch mit Radiatoren betrieben werden.
Heizkörper in Altbauten sind in der Regel zu groß für den zu beheizenden Raum dimensioniert. Dies kann man nutzen, um die Vorlauftemperatur zu senken. In Altbauten sind Hybridheizungen daher eine interessante Lösung, bei denen eine Wärmepumpe die Grundversorgung mit Wärme übernimmt und ein Heizkessel an kalten Tagen die Wärmepumpe unterstützt.
In manchen Fällen ist die Installation der Wärmepumpe mit wenig Aufwand zu realisieren, in anderen Situationen ist es etwas schwieriger. Dabei kommt es unter anderem auch auf die Art der Wärmepumpe an. Verschiedene Modelle je nach Art der Energiezuführung stehen zur Verfügung:
- Wasser/Wasser-Wärmepumpe
- Sole/Wasser-Wärmepumpe
- Luft/Wasser-Wärmepumpe
- Luft/Luft-Wärmepumpe
- Thermoakustische Luft/Wasser-Wärmepumpe
Die Auswahl hängt teilweise auch von den konkreten Rahmenbedingungen ab.
2.1 Wasser/Wasser-Wärmepumpe
Bei dieser Art der Wärmepumpe wird die thermische Energie des Grundwassers zum Heizen und für die Warmwasserbereitung genutzt. Die Grundwassertemperatur liegt hierzulande konstant zwischen 8 und 12 °C. Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe startet damit auf einem höheren Temperaturniveau als andere Wärmepumpen. Da jeder Grad höhere Vorlauftemperatur die Betriebskosten um rund 2,5 % erhöht, macht dies die Wasser/Wasser-Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Wärmepumpen zur effektivsten Anlage mit den höchsten Jahresarbeitszahlen (JAZ).
Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe arbeitet mit einem offenen System. Entsprechend groß muss daher das Bohrloch für den Brunnen angelegt werden, damit immer konstant viel Wasser nachfließen kann und ein ausreichend hoher Druckfluss gewährleistet ist.
Für den Betrieb einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe sind 2 Brunnen nötig. Aus einem Grundwasserbrunnen wird mit der Pumpe Grundwasser angesaugt (Saugbrunnen). Das benutzte abgekühlte Wasser wird über den Ablassbrunnen (Schluckbrunnen) wieder in das Grundwasservorkommen abgeleitet. Mit Hilfe des Wärmetauschers wird die Wärme des Grundwassers an das in den Rohren innerhalb der Wärmepumpe befindliche Kältemittel abgegeben, während das abgekühlte Grundwasser wieder dem Grundwasserfluss zugeführt wird, wo es sich durch Sonnenenergie erneut erhitzt (siehe Kap. 1.2 – Kreisprozess der Wärmepumpe).
Genehmigung erforderlich
Um Grundwasser zur Wärmegewinnung nutzen zu können, ist eine Genehmigung der Wasser-, Umwelt- oder je nach Bundesland auch der Bergbehörde erforderlich. Die Antragsunterlagen bestehen aus der Bohranzeige und dem Wasserrechtsantrag. Der Antrag muss gestellt werden, bevor mit den Arbeiten begonnen wird. In der Regel dauert es mindestens einen Monat, bis die Genehmigungen erteilt werden. Die Ergebnisse der Bohrung müssen beim geologischen Dienst des jeweiligen Bundeslandes vorgelegt werden.
Hersteller
Die Hersteller von Grundwasserwärmepumpen und Bohrunternehmen informieren über alle im jeweiligen Wohngebiet geforderten Genehmigungen oder holen diese ein.
Die Wasser/Wasser-Wärmepumpe kann auch für die Kühlung des Hauses verwendet werden. Dabei sind 2 Arten der Kühlung zu unterscheiden:
Passive oder Natural Cooling
Die passive Kühlung (Passive oder Natural Cooling) nutzt die natürliche Umgebungstemperatur aus dem Grundwasser. Dabei wird mithilfe eines Wärmetauschers die Wärme über ein Ventil aus dem Haus in die Endsonden geleitet, wo sie durch die grundsätzlich niedrigere Temperatur der Umgebung herunterkühlt. Die Wärmepumpe ist getreu der passiven Funktionsweise während dieses Vorgangs ausgeschaltet, was wiederum die laufenden Kosten reduziert. Um das Kühlen auf diesem Wege zu ermöglichen, bedarf es neben dem Wärmetauscher einer Umwälzpumpe und eines zusätzlichen 3-Wege-Ventils, das die Funktion der Wärmepumpe im klassischen Sinne umgeht.
Active Cooling
Die aktive Kühlung (Active Cooling) kehrt die eigentliche Funktionsweise der Wärmepumpe um: Die Heizung verdampft das Kältemittel mithilfe der Wärme aus dem Haus und gibt diese über den Verflüssiger an die Wärmequellenanlage ab. Der Verdichter der Wärmepumpe bleibt dafür in Betrieb und benötigt folglich auch Strom. Um mit einer Wärmepumpe aktiv zu kühlen, muss sie reversibel sein. Dafür bedarf es eines 4-Wege-Ventils und eines zweiten Expansionsventils.
Kosten
Eine Wasser/Wasser-Wärmepumpe kostet zwischen 9.000 und 12.000 EUR. Hinzu kommen die Kosten für die Installation, die mit 2.000 bis 3.000 EUR veranschlagt werden müssen. Der größte Einzelposten sind allerdings die Bohrung und der Bau der benötigten ...