Wasserwärmepumpe

Grundwasserwärmepumpe (Wasser-Wasser-Wärmepumpen)

Hierbei wird Grundwasser aus einem Förderbrunnen entnommen und durch einen so genannten Schluckbrunnen zurückgeführt. Hier ist die Qualität des Wassers von entscheidender Bedeutung für die Zuverlässigkeit des Systems. Es gibt Systeme, die das Grundwasser direkt durch den Verdampferwärmetauscher (aus Edelstahl) der Wärmepumpe führen können, und Systeme, die das Grundwasser erst durch einen vorgeschalteten Wärmetauscher (aus Edelstahl) leiten, bevor die Energie an den Verdampferwärmetauscher (oft aus Kupfer) abgegeben wird. Vor der Installation sollte eine Wasserprobe gezogen werden und mit den Anforderungen des Herstellers der Wärmepumpe abgeglichen werden. Durch die hinzukommenden etwas höheren Grundwasser-Temperaturen im Jahresmittel (ca. 9–11 °C) können Grundwasser-Wärmepumpen so mit Jahresarbeitzahlen bis über 5 arbeiten, jedoch mit erhöhten Ansprüchen an den Wärmetauscher gegen Verockerung bzw. Oxidierung bei eisen- und manganhaltigem Wasser. Außerdem bedarf es in der Regel einer wasserrechtlichen Genehmigung (Wasserbehörde), da der Betrieb einen Eingriff in den Grundwasserhaushalt bedeutet.

Oberflächenwasserwärmepumpe

Auch das Wasser von Meeren, Flüssen und Seen eignet sich als Energiequelle für den Betrieb von Wärmepumpen. Das Potential solcher Wärmequellen gilt als sehr groß: Alleine aus dem Bodensee sollen bei Temperaturschwankungen von ±0,2 °C eine Wärmeleistung von einem GW gewinnen lassen. Erste derartige Anlagen wurden im Bodensee bereits in den 1960er Jahren installiert, in Deutschland sind sie bisher jedoch noch nicht sehr verbreitet, während in der Schweiz deutlich mehr Anlagen existieren und die Nutzung der Alpenseen zwecks Wärmegewinnung politisch vorangetrieben wird. Auch in Skandinavien und Japan sind derartige Anlagen verbreitet. In Großbritannien geht man davon aus, dass mehrere Millionen Haushalte mittels Wärmepumpen beheizt werden könnten, die im 4,5 Mio. Haushalte mit Wärmepumpen beheizt werden. Eine erste Anlage, die Wärme für über 100 Haushalte sowie weitere angeschlossene Gewerbebetriebe aus der Themse gewinnt, ging im März 2014 in Betrieb. Die größte Wärmepumpenanlage, die Seewasser nutzt, befindet sich mit Stand 2016 in Stockholm. Sie versorgt ein Fernwärmenetz, an das 2,1 Mio Menschen angeschlossen sind, und verfügt über eine Leistung von rund 420 MW.
Mitunter wird Geothermie aus Schwimmteichen, sogenannten „Energieteichen“ als Wärmequelle genutzt oder aus salzwassergefüllten „Solarteichen“.

Abwasserwärmepumpe

Eine Abwasserwärmepumpe wird in der Kanalisation installiert und nutzt die Wärme von Abwässern. Für die Nutzung eignen sich vor allem größere Abwasserrohre. Mit diesen lassen sich dann jedoch auch hohe Leistungen erzielen. In der Kanalisation liegen die Temperaturen im Jahresverlauf weitgehend gleichmäßig zwischen 12 und 20 Grad Celsius. Zudem isoliert das Erdreich um die Rohre, wodurch Lastspitzen abgepuffert werden können. Als wirtschaftlich gelten vor allem größere Anlagen, die Verwaltungszentren, Krankenhäuser, Schulen, Wohnsiedlungen oder Hallenbäder mit relativ konstantem Wärmebedarf beheizen. Perspektivisch ist geplant, in der Kanalisation Abwärme von Industrieprozessen oder Kraftwerken gezielt zwischenzuspeichern und diese per Wärmepumpe bei Bedarf wieder abzurufen.